Themenbereiche und Beispiele

Die Konzepte sollen nun verstärkt in die Praxis umgesetzt werden. Im Prinzip läßt sich die Vorgehensweise ohne größere Modifikationen in alle Industriesparten umsetzen: z.B.

• Pharmazeutische Industrie
• Chemie
• Lebensmittelverarbeitende Industrie
• Materialprozesstechnik
• Etc.

On-line Qualitätskontrolle von Automobilfeinblechen und dünne Schichten auf Aluminium

Automobilfeinbleche sind von einer dünnen Oxidschicht überzogen. Diese Schicht bestimmt die Qualität der Verankerung der Phosphatierschicht und damit die Korrosionsneigung des gesamten Bauteils. Durch diffuse Reflexionsspektroskopie läßt sich die Qualität des Feinbleches und deren zukünftige Korrosionsneigung vorhersagen.

Bei der Herstellung dünner Schichten auf Aluminium konnte durch eine spektroskopische on line Messung im Sekundentakt die Schichtdicke auch im Nanometerbereich gemessen werden.

Steuerung einer Faserplattenfabrik und Papierfabrik durch on line Sensorik

Bei der Herstellung von Faserplatten werden Hart- und Weichhölzer mit Sattdampf bei 150 -200°C behandelt und anschließend gemahlen. Bei dieser Verfahrensweise wird das Lignin und die Hemicellulose aktiviert und kann so als Binder in der anschließenden Verpressung dienen. Damit sind keine zusätzlichen Harze wie bei der Preßspanplatte notwendig. Große Mengen Faserplatten werden in der Möbelindustrie gebraucht oder für Automobilinnenteile. Je nach Anwendungsgebiet müssen entsprechende technologische Anforderungsprofile wie Wasseraufnahme, Biegefestigkeit und Biegemodul sowie Schlagzähigkeit erfüllt werden. Die spezifischen Eigenschaften lassen sich durch die Wahl der Holzmischung, der Verfahrenstemperatur, der Entwässerung und dem Preßdiagramm einstellen. Wichtig ist dabei die genaue Abstimmung der einzelnen Schritte, so daß je nach Rohstoffvariation die nachfolgenden Prozeßparameter das Ergebnis optimieren.

Sensorik beim biotechnologischen Abbau von Lignin

Sensoren in der Biotechnologie beschränken sich auf wenige, spezifische Sensoren. In der Regel werden die Prozesse durch aufwendige Trennmethoden und anschließender spektroskopischer Identifizierung begleitet. Dies ist sehr umständlich, da alle Verfahren unter Sterilbedingungen durchgeführt werden müssen. Eine zeitnahe Untersuchung ist nicht möglich.

Setzt man jedoch optische und spektroskopische Sensoren ein, so lassen sich die gesamten morphologischen und chemischen Veränderungen in situ erfassen und in Kombination mit multivariaten Methoden quantifizieren.

Am Beispiel des biomimetischen Abbaus von Ligninen mit Hilfe von Enzymen (Laccasen) konnte dies eindringlich demonstriert werden. Durch UV/VIS und IR Spektroskopie in Verbindung mit der Evolving Factor Analysis mit Multilinear Curve Resolution konnte eindeutig der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Bildung von Ladungsübertragungskomplexen nachgewiesen werden.

Dies ist für den Einsatz von entsprechenden Mediatoren von Bedeutung, da dadurch die Reaktion selektiver und schneller gestaltet werden kann.

Charakterisierung gentechnisch veränderter Pflanzen

Pflanzen können durch gentechnische Modifikation als Bioreaktor eingesetzt werden ("plant in the plant"). Dabei ist noch weitgehend unbekannt durch welche internen und externen Maßnahmen (z.B. Düngung) bestimmte Genfunktionen expremiert werden können. Da der Steuerungsmechanismus in der Zelle durch eine chemische Veränderung im Zellplasma oder des Zellwandmetabolismus stattfindet, lassen sich über molekulare Marker die Genexpressionen feststellen. Die dazu notwendigen apparativen Techniken können durch moderne FTIR-Mikroskope zur Untersuchung von Einzelzellen, sowie durch die Kombination der Mikrospektralphotometrie bzw. konfokalen Ramanspektroskopie gekoppelt mit der AFM durch eine SIL stehen heute zur Verfügung.