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Fraunhofer-Presseinformation Nr. 16 vom 10. April 1998
Neue sensorische Komponenten und Komplettloesungen fuer die Analytik
Ob in der chemischen Produktion, Lebensmittelindustrie, medizinischen Diagnostik oder Umweltueberwachung - ueberall werden innovative Loesungen und leistungsfaehige Verfahren in der Analytik benoetigt. Auf der Fachmesse Analytica in Muenchen (21.-24. April) praesentieren sieben Fraunhofer-Institute in Halle A2, Stand 343/444 neue sensorische Komponenten bis hin zu Komplettloesungen fuer Medizintechnik, Biotechnologie, Lebensmittel- und Umweltanalytik.
Die Anforderungen an analytische Verfahren und Geraete wachsen staendig. Die Systeme muessen moeglichst klein sein und dabei exakt, schnell, umfassend und kostenguenstig arbeiten. Zudem sollten die Daten online abgerufen und verschiedene Messungen parallel durchgefuehrt werden koennen. Ein Geraet, das diese Anforderungen erfuellt, ist das vom Fraunhofer-Institut fuer Toxikologie und Aerosolforschung ITA in Zusammenarbeit mit der Firma Hund entwickelte Respicon. Das System misst die Konzentration und bestimmt die Partikelgroesse von Staub. Auf der Analytica koennen sich die Besucher von der Leistungsfaehigkeit des Geraets ueberzeugen. Dort bestimmt Respicon die Staubkonzentration in der Messehalle.
Bei vielen industriellen Produktionsprozessen fallen Staeube an, die von den Mitarbeitern eingeatmet werden. Je nach Groesse der Partikel setzen sich die Teilchen in der Nase, dem Alveolarraum der Lunge oder den Bronchien ab. Die Selbstreinigungsmechanismen dieser drei Bereiche unterscheiden sich jedoch erheblich: Waehrend die Clearence-Zeiten der oberen Atemwege nur Stunden oder Tage betragen, koennen Quarzstaeube im Lungengewebe von Bergarbeitern noch nach Jahren nachgewiesen werden.
Respicon bildet die Ablagerungsvorgaenge in der Lunge nach. Die drei relevanten Partikelfraktionen werden - wie im Atmungsorgan - in unterschiedlichen Bereichen des Messgeraetes abgeschieden und gesammelt. Optische Sensoren bestimmen die Konzentration der verschiedenen Partikelfraktionen online. Das Geraet ist so klein, dass es bei der Arbeit getragen werden kann. Daher ist es moeglich, die Belastung mit gesundheitsgefaehrdenden Staeuben bei jedem Arbeitsschritt zu ermitteln. "Das Geraet erlaubt eine ganz neue Art der Diagnostik am Arbeitsplatz. Denn die detaillierten Informationen ueber die Staub-Konzentration koennen mit parallel dazu gemessenen medizinischen Daten wie Pulsfrequenz und Blutdruck verknuepft werden. Der direkte Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung wird aufgedeckt und quantifiziert", hebt Dr. Wolfgang Koch aus dem ITA einen weiteren Vorzug von Respicon hervor.
Ein Messgeraet zur Online-Ueberwachung der Raumluft hat das Fraunhofer-Institut fuer Produktionstechnik und Automatisierung IPA gemeinsam mit Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts fuer Grenzflaechen- und Bioverfahrenstechnik IGB entwickelt. Die Besonderheit des Systems: Es kann zwischen biotischen und abiotischen Partikeln unterscheiden. Damit ist es moeglich, bereits zu einem sehr fruehen Zeitpunkt eine mikrobielle Belastung der Luft nachzuweisen. Das Messsystem ist vor allem fuer die Lebensmittel- und Medizintechnik, Biotechnologie und Pharmazie interessant. Denn hier kann die Kontamination der Luft mit Bakterien zu Produktionsausfaellen fuehren.
Eine schnelle und zuverlaessige Qualitaetskontrolle gewinnt bei der Produktion von Kunststoffen zunehmend an Bedeutung. Ein vom Fraunhofer-Institut fuer Chemische Technologie ICT entwickelter Messsensor untersucht bereits im Extruder die Qualitaet der Polymerschmelze. Er haelt widrigen Bedingungen wie Temperaturen bis 300 ° Celsius und einem Druck bis 370 bar stand.
Die Nachfrage nach leistungsfaehigen Sensoren - wie dem Messsensor des ICT - steigt staendig: Immer haeufiger werden Messsysteme benoetigt, um Prozesse und Reaktionen verfolgen und kontrollieren zu koennen. Das Fraunhofer-Institut fuer Angewandte Optik und Feinmechanik IOF hat gemeinsam mit dem Jenaer Mikroelektronik Anwendungszentrum einen Strukturierten Farbsensor entwickelt, der die Farbverteilung bei kontinuierlichen Prozessen ueberwacht. Das Geraet verfuegt ueber vielfaeltige Anwendungsmoeglichkeiten: Es kann mit hoher Leistungsfaehigkeit, aber erheblich kostenguenstiger als eine CCD-Kamera, die Durchmischung von Farbpulvern, Chemikalien oder pharmazeutischen Agenzien kontrollieren, Farbumschlaege von Indikatoren erfassen oder Verunreinigungen in Schuettguetern erkennen.
Ein anderer Trend in der chemischen Analytik und Verfahrenstechnik ist die Miniaturisierung - Geraete und Systeme werden immer kleiner. Damit aber Fluessigkeiten und Gase fuer diese minituarisierten Apparate exakt dosiert werden koennen, muessen entsprechende Mikropumpen zur Verfuegung stehen. Zwar werden schon seit Jahren verschiedene Kleinstpumpen gebaut, aber die meisten Geraete haben einen Nachteil: Sie nicht blasentolerant und arbeiten daher nicht ganz exakt. Dem Fraunhofer-Institut fuer Festkoerpertechnologie IFT ist es gelungen, eine Mikropumpe zu fertigen, die sowohl Fluessigkeiten als auch Gase exakt dosiert. Die Pumpe ist blasentolerant und kann Fluessigkeiten selbstaendig ansaugen.
In der Biotechnologie werden immer haeufiger Verfahren gesucht, um biochemische Wechselwirkungen schnell, preiswert und hochspezifisch nachweisen zu koennen. Auf der Analytica praesentieren Forscher vom Fraunhofer-Institut fuer Physikalische Messtechnik IPM ein System, das diesen Anforderungen gerecht wird: den optischen Gitterkoppler im Reflexionsmodus. Das System bestimmt nicht nur markierungsfrei Anfangs- und Endprodukte einer Reaktion, sondern ermoeglicht es auch, den Reaktionsverlauf zu beobachten.
Weitere sensorische Komponenten bis hin zu Komplettloesungen stellen Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute fuer Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Chemische Technologie ICT, Festkoerpertechnologie IFT, Grenzflaechen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Physikalische Messtechnik IPM und Toxikologie und Aerosolforschung ITA auf der Analytica vor.
Weitere Informationen: Dr. Harald Boettner, Telefon 07 61/88 57-1 21, Telefax 07 61/88 57-2 24, Fraunhofer-Institut fuer Physikalische Messtechnik IPM, Heidenhofestrasse 8, D-79110 Freiburg, email: boettner@ipm.fhg.de
Criteria of this press release:
Biology, Environment / ecology, Mechanical engineering, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing, Oceanology / climate
transregional, national
Research projects
German
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