< Previous10 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 NEWS+FACTS Bilder: Weda, Endress+Hauser, Alfa Laval,,Gogatec Schweizer Lebensmittelhersteller erhöht Kommissioniergeschwindigkeit um 60 % durch zweistufiges intelligentes Fördersystem Kältezentrale Das Feinkostunternehmen KNEUSS Güggeli hat mit Hilfe des OEM und Intralogistik-Spezialisten Stöcklin Logistik AG unter Einsatz von Rockwell Automation MagneMotion Kosten gesenkt, den Durchsatz erhöht und Platz gespart. Rockwell Automation, Inc. (NySE: ROK), das weltweit größte Unternehmen für industrielle Automatisierung und digitale Transformation, gab heute bekannt, dass der Schweizer Geflügelspezialist KNEUSS Güggeli mit einem neuen, maßgeschneiderten Verpackungssys- tem auf Basis des zweistufigen intelligenten Förder- systemsMagneMotion ® von Rockwell Automation Zeit, Platz und Kosten spart. KNEUSS Güggeli ist einer der führenden Geflügel- produzenten der Schweiz und hat in Zusammenarbeit mit dem OEM und Experten für Lagerlogistik Stöcklin eine neue platzsparende Lösung implementiert, um die Arbeitsproduktivität beim Verpacken, Etikettieren und Sortieren um 15 % zu steigern. Gleichzeitig hat sich die Geschwindigkeit der Kommissionierung von 25 auf 40 Pakete pro Minute erhöht. „Wir mussten das Verfahren der Kommissionierung beschleunigen, und zwar auf kleinerem Raum, ohne da- bei unsere Mitarbeiter Gefahren auszusetzen, wie zum Beispiel sich schnell bewegenden Maschinenteilen oder einem zu hohen Lärmpegel“, erklärt Max Studer, leiten- der Ingenieur bei Stöcklin. „Es musste MagneMotion von Rockwell Automation sein. MagneMotion ist die einzige Technologie auf dem Markt, die das leisten kann, was wir brauchen. Sie ist die einzige Lösung, die über die nötige Maschinenintelligenz und Flexibilität verfügt.“ Mit dieser Technologie kann der Kunde nicht nur Beladungen schnell starten und stoppen und die Kon- trolle darüber behalten, sondern auch Engpässe redu- zieren und die Leistung steigern. „Wir sind sehr zufrieden mit dem neuen System“, erklärt Daniel Kneuss, CEO von KNEUSS Güggeli. „Es hilft uns, die Aufträge unserer Kunden effizienter, si- cherer und schneller zu erfüllen. Die Zusammenarbeit mit Stöcklin und Rockwell Automation war eine groß- artige Erfahrung.“ Nachdem Stöcklin dieses brandneue, maßgeschnei- derte System auf der Basis von MagneMotion entwi- ckelt hat, plant das Unternehmen nun, das Produkt für andere Kunden in verschiedenen Branchen anzupas- sen und zu vertreiben. „MagneMotion ist hochgradig anpassbar und konfigurierbar“, so Studer. „Wir rechnen mit einer hohen Nachfrage und Akzeptanz in vielen verschiedenen Geschäftsarten.“ chz.at/rockwellautomation chz.at/kneuss Filtersysteme für Lebensmittel und Elektronik Faltelemente für den Bereich „Food“ Faltelemente Typ WFPPF sind speziell auf die Belange der Getränke- und Lebensmittelindustrie abgestimmt. Sie werden vorgespült ausgeliefert. Zudem sind die im Reinraum hergestellten Faltelemente lebensmittelkonform und können mehrfach sterilisiert werden. Foto: Martin Wolf Wagner Wolftechnik Produkte und Services haben sich weltweit in etlichen industriellen Anwendungen bewährt. Um die spezifischen Anforderungen und Besonderheiten der Lebensmittel- und Elektronik- industrie noch zielgerichteter erfüllen zu können, hat der Filtersystemhersteller jetzt sein Produktpro- gramm um speziell auf diese Bereiche abgestimmte Membranfilterkerzen und Faltelemente erweitert. „Für unsere Kunden wollen wir mit unseren Pro- dukten und Services den größtmöglichen Mehrwert bieten“, sagt Wolftechnik-Geschäftsführer Peter Krau- se. „Unser Ansatz ist es deshalb, in Zukunft noch fo- kussierter zu werden und mit neuen Produkten noch besser auf einzelne Anwendungen einzugehen. Spe- ziell in den Bereichen Lebensmittel, Kosmetik, Elektro- nik, Medizin und Analytik.“ Jüngstes Beispiel sind die Membranfilterkerzen und Faltelemente WFPES-F und WFPPF für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie WFPES-E für die Elektronik- und Halbleiterin- dustrie. Die Filterkerzen wurden ausgehend von den bewährten Produkten nach den spezifischen Anfor- derungskriterien speziell für diese Anwendungsberei- che entwickelt und vorbereitet. Spezialisiertes Produktprogramm Membranfilterkerzen mit hydrophiler Polyether- sulfon-Membrane werden beispielsweise für die Sterilfiltration von Getränken und Nahrungsmitteln eingesetzt. Neben den bewährten WFPES-Membran- filterkerzen, die sich hervorragend für die allgemei- ne Wasseraufbereitung eignen, hat Wolftechnik die WFPES-F Membranfilterkerze speziell für den Einsatz- bereich „Food“ entwickelt. Die Kerzen sind sterilisier- bar, integritätsgetestet und werden bereits vorgespült geliefert. Sie sind frei von Bindemitteln, Klebern und Additiven. Haben einen geringen Differenzdruck mit hoher Durchsatzrate und eine hohe Schmutzaufnah- mekapazität mit langer Standzeit. Die im Reinraum hergestellten WFPES-F Filterelemente erfüllen die RoHS- und REACH-Kriterien und sind lebensmittel- konform. Die Membranfilterkerzen mit hydrophiler Polyether- sulfon-Membrane sind in Filterfeinheiten von 0.1 μm bis 1.2 μm lieferbar. Die hochporöse, asymmetrische Maßgeschneiderte Membranfilterkerzen für Lebensmittel und Elektronik WFPES-F- und WFPES-E Membranfilterkerzen wurden speziell für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie (WFPES-F) sowie Elektronik- und Halbleiterindustrie (WFPES-E) entwickelt und vorbereitet. Foto: Martin Wolf Wagner PES-F-Membrane wird ohne die Verwendung von Additiven oder oberflächenaktiven Substanzen verar- beitet. Alle Komponenten wie Stützkonstruktion, Ad- apter und Endkappen sind aus Polypropylen (PP) und wie das PES-Membranmaterial selbst FDA-zertifiziert. Vorgespült und mehrfach sterilisierbar für den Bereich „Food“ Weil Membranfilterkerzen sehr hochwertig sind, werden in der Entkeimung Faltelemente als Vorfilter eingesetzt. Dabei sind Faltelemente Typ WFPPF (Fil- terfeinheiten: 0.2 - 20 μm, absolut) speziell auf die Belange der Getränke- und Lebensmittelindustrie ab- gestimmt. Sie werden vorgespült ausgeliefert. Zudem sind die Elemente mit einem doppellagigen Nanofa- ser-Filtermedium aus Polypropylen ausgerüstet. Die im Reinraum hergestellten WFPPF- Faltelemen- te sind lebensmittelkonform und können mehrfach sterilisiert werden. Neben dem Einsatz als Vorfilter für Membranfilterkerzen werden die Faltelemente als Hauptfilter für Lebensmittel und Getränke oder zur Kalzifikation von Softdrinks und Fruchtsäften einge- setzt. Einzeln integritätsgetestet und vorgespült mit 18 M Ω -Reinstwasser Für die Elektronik- und Halbleiterindustrie steht neu die hydrophile und hochporöse WFPES-E zur Verfü- gung. Die Membranfilterkerzen wurden für die speziel- len Bedürfnisse der Branche entwickelt. Das Kürzel „-E“ steht hier für den Anwendungsbereich „Electronic“. Die Filterelemente erfüllen die RoHS- und REACH-Kriteri- en, werden mit 18 M Ω -Reinstwasser vorgespült ausge- liefert und sind einzeln integritätsgetestet. Die hydrophilen, hochporösen single-layer Poly- ethersulfon-Membranfilterkerzen sind in Filterfein-11Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 Bei Wasseranalysen – nie wieder im Trüben fischen…. Diskrete Analysatoren sind aus der Analyse von Flüssigkeiten (Bier, Wein, Saft, Trinkwasser, Abwas- ser, Brauchwasser) nicht mehr wegzudenken, da mit ihnen viele Analyten bestimmt werden können, die zur Beurteilung der Wasser- und Produktqualität unerlässlich sind und die die ständig wachsenden Anforderungen, von Normen und behördliche Vor- gaben hinsichtlich der Umwelt und Wasserqualität erfüllen müssen. In der Wasseranalytik beispielsweise sind diese Systeme in der Lage, automatisierte Bo- den-, Trinkwasser-, Abwasser- und Fäkalienanalysen durchzuführen und erfüllen die Anforderungen der US-Umweltschutzbehörde (US EPA) und sind konform mit Normen von ASTM, ISO und DIN. Da in vielen An- wendungsbereichen besonders in der Wasser- und Abwasseranalytik Kontrollproben täglich rund um die Uhr genommen werden müssen, ist die Anzahl der Analysen sehr hoch, so dass automatisierte Analysen- systemen hier der Vorzug zu geben ist. Aus diesem Grund haben sich integrierte Meß-Platt- formen durchgesetzt, für die sich der Name „Diskre- te Analysatoren“ eingebürgert hat. Die Arbeitsabläufe erfordern nur wenig Probenvorbereitung, und sobald die Proben und die vorgemischten, gebrauchsfertigen Reagenzien in das Gerät eingefüllt wurden, erledigen automatisierte Analysenabläufe alle weiteren Arbeits- schritte. Die Herstellung der notwenigen Chemikalien für die einzelnen Analyten ist häufig sehr komplex, arbeitsin- tensiv und die selbst hergestellten Lösungen müssen zuverlässig angeboten und Gebrauchsmischungen vieler Hersteller müssen unverzüglich aufgebraucht werden, da eine Langzeitstabilität nicht garantiert wird. Nach umfangreicher Forschung und Entwicklung hat die amerikanische Firma „Inorganic Ventures“ die genannten Probleme aufgegriffen und gebrauchs- fertige Analysereagenzien für diskrete Analysato- ren entwickelt, die sich durch eine besonders lange Haltbarkeit auszeichnen. Die Reagenzien sind ge- brauchsfertig abgefüllt in 500 ml LDPE Flaschen und sind in TCT-Beuteln (aluminiumbeschichte Beutel reduzieren die Verdunstung) verpackt. Nach An- bruch der Flaschen sollten die Reagenzien allerdings im Laufe von sechs Monaten aufgebraucht werden. Zurzeit sind die Untersuchungen von vier Parame- tern (Chlorid, Sulfat, Phosphat und Ammonium) mit- tels der Discrete Analyzer Reagenzien möglich. Ziel von Inorganic Ventures ist es, diese in der Haltbarkeit zu optimieren sowie die Untersuchung weiterer Pa- rameter zu ermöglichen. Beratung und Vertrieb dieser Standards in Deutsch- land, Österreich und der Schweiz übernimmt die Fir- ma Spetec GmbH in Erding. Spetec kann mit mehr als 35 Jahren Erfahrung ihre Kompetenz in der Element- Analytik nachweisen. chz.at/spetec häufig sofort verbraucht werden, da sie nur für kurze Zeit haltbar sind. Bisher wurden vorgefertigte Reagen- zien für Diskrete Analysatoren nicht nachhaltig und Neue UV-Barriere für dünne transparente Lebensmittelverpackungen von Tosaf Ein neues UV-Barriereadditiv von Tosaf schützt verpackte Lebensmittel vor dem Abbau durch UV-Strahlung. © Aleksandar Karanov Tosafs neu entwickelte Barrierelösung UV9389PE EU sorgt dafür, dass Klarsicht-Verpackungsfolien auch bei geringer Dicke eine hohe Sperrwirkung gegenüber UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 380 nm bieten. So schützt dieses Additiv Lebensmittel effizient vor Verfärbungen, Vitamin- und Geschmacksverlusten als Folge der abbauenden Wirkung von künstlichem Licht, dem sie während der Lagerung, des Versands und im Verkaufsregal ausgesetzt sind. Auf diese Weise trägt der neue UV-Blocker von Tosaf dazu bei, die Ver- schwendung von Lebensmitteln durch vorzeitigen Verderb zu verhindern. Anders als bei herkömmlichen, auf Mineralien basie- renden Produkten dieser Art bleiben die optischen Ei- genschaften und insbesondere die Transparenz der mit UV9389PE EU ausgerüsteten Folien nahezu vollständig erhalten. Weitere Vorteile sind der hohe Wirkungsgrad bereits bei sehr niedriger Dosierung sowie die minima- len Einflüsse auf das Verhalten bei der Herstellung und Weiterverarbeitung der Folien, einschließlich Bedru- ckung und Laminierung. Dabei schließt der Einsatz- bereich über Lebensmittel hinaus auch andere indus- trielle Folienanwendungen ein, bei denen der Schutz sensibler Güter vor UV-Strahlen gefordert ist. Das Beispiel einer 50 μm dicken Polyethylenfolie zeigt die hohe Sperrwirkung des UV-Blockers UV9389PE EU bereits bei niedriger Dosierung. © Tosaf Der neue UV-Blocker UV9389PE EU ergänzt To- safs breites Portfolio an Stabilisator-Masterbatches zur Maximierung der Beständigkeit gegen UV-Licht. Die Anwendungen reichen von Agrarfolien, Stretch-, Schrumpf- und Industrieverpackungen bis zu Big Bags (FIBC) und schließen Spritzgussteile ebenso ein wie extrudierte Rohre und Platten, Fasern und Vlies- stoffe, Dachbahnen und viele andere. Über UV-Blocker hinaus umfasst das Portfolio von Tosaf weitere Additive, die zu mehr Nachhaltigkeit beitragen können, darunter Antioxidantien, Feuch- tigkeits- und Geruchsabsorber, Fließverbesserer sowie Kettenverlängerer. chz.at/tosaf heiten von 0.04 μm bis 1.2 μm lieferbar. Die hoch- poröse, asymmetrische PES-E-Membrane wird im Reinraum ohne die Verwendung von Additiven oder oberflächenaktiven Substanzen verarbeitet. Weitere Vorteile der WFPES-E Filterelemente sind ein geringer Differenzdruck bei hohen Durchsatzra- ten sowie eine hohe Schmutzaufnahmekapazität mit einer langen Standzeit. Typische Einsatzgebiete sind beispielsweise als Point-Of-Use-Filter in der Elektro- nikindustrie, Last-Chance Filter für die Halbleiterferti- gung, als Sterilfilter für die industrielle Wasseraufberei- tung oder zur Mikrofiltration in Reinstwasseranlagen. chz.at/wolftechnik Bilder: Weda, Endress+Hauser, Alfa Laval,,Gogatec12 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 M it Mineralöl konta- minierte Lebens- mittel waren in den vergangenen 15 Jahren regelmäßig Ursache für Schlag- zeilen und Stellungnahmen der euro- päischen Behörde für Lebensmittelsi- cherheit (EFSA = European Food Safety Authority). Ob ukrainisches Sonnenblu- menöl im Jahr 2008, der foodwatch-Re- port zu Babymilchpulver 2019 oder die jährlichen Warnungen vor dem Schoko- Nikolaus in der Vorweihnachtszeit[1, 2, 11]: Mineralölverunreinigungen finden sich mittlerweile überall. Aber wie ge- fährlich sind sie? Dieser Frage wurde im kooperativen Forschungsprojekt „MOSH MOAH – Reduktion von Mineralöl in Le- bensmitteln“ nachgegangen. Bereits 2012 gab es ein wissenschaftli- ches Gutachten der EFSA zu den unter- schiedlichen Effekten und Wirkungen von Mineralölkontaminationen auf die menschliche Gesundheit. [3] Als Haup- texpositionsquellen wurden in dem Be- richt Lebensmittelverpackungen und deren Additive sowie Schmiermittel her- vorgehoben – heute wissen wir, dass die Kontaminationen verschiedenste Quel- len im gesamten Produktionszyklus haben. Dabei unterscheidet man grund- sätzlich zwischen unbeabsichtigten Ver- unreinigungen und erlaubter Einbrin- gung z. B. durch Hilfsstoffe wie E905, also mikrokristallines Wachs. All diese führen in unterschiedlichem Maße dazu, dass Mineralöle (MOH = Mineral Oil Hy- drocarbons) in Lebensmitteln enden und beim Verzehr vom Körper aufge- nommen werden.[3, 4, 5] Trennung in MOSH und MOAH MOH sind Mischungen von Substan- zen, deren Ursprung im Rohöl liegt. Coverstory Spurensuche: Mineralöl in Lebensmitteln Forschungsprojekt entwickelt Nachweismethode für DNA reaktive Mineralölfraktionen Aufgrund ihrer komplexen und vielseiti- gen Zusammensetzung sind die einzel- nen Komponenten bis heute aber kaum identifizierbar, wodurch eine substanz- basierte Risikobewertung schwierig ist. Eine grobe Trennung gelingt in MOSH (Mineral Oil Saturated Hydrocarbons) und MOAH (Mineral Oil Aromatic Hy- drocarbons). Bei MOSH handelt es sich um aliphatische langkettige oder zyk- lische Kohlenwasserstoffe. Sie können sich zwar im menschlichen Körper bis zu einer gewissen Menge anreichern, ihnen werden jedoch keine schwerwie- genden gesundheitsbeein trächtigen- den Eigenschaften zugeordnet. MOAH hingegen sind aromatische Verbindun- gen, die aufgrund der Vorkommnisse von polyaromatischen Kohlenwasser- stoffen (PAK) mit 3–7 Ringen als poten- ziell mutagen und karzinogen eingestuft werden. In üblichen Mischungen liegt der MOAH Anteil bei 15–30 %.[3, 6] © Magazin Secrets of Science 02/2023Schnelle automatisierte Lösemittel-Extraktion www.cem.de T +49 2842 / 96 44 - 0 Andrea Hochegger, Erich Leitner, Technische Universität Graz, Institut für Analytische Chemie und Lebensmittelchemie. Stetige Weiterentwicklung in der Analytik Um die Sicherheit für Konsumen- ten zu gewährleisten, ist es Aufga- be der Routineanalyse, die Sicherheits- bedenken in Lebensmitteln effektiv zu erkennen, um diese zu beheben. Der Mangel an standardisierten Metho- den wird zwar langsam beseitigt (z. B. Update der EN16995:2022, JRC Metho- de für MOAH in Babymilchnahrung), dennoch bleibt die Analytik herausfor- dernd.[4, 15, 16] Einerseits ist die Proben- vorbereitung, die vor allem vom Fettge- halt der Lebensmittelmatrix abhängig ist, sehr komplex. Viele manuelle Auf- reinigungsschritte sind nötig wie Ver- seifung, um Fett zu entfernen, ein Clean up mit Aluminiumoxid, um natürlich vorkommenden Alkane aus der MOSH Fraktion zu eliminieren (Alox), oder Ep- oxidierung, um Olefine aus der MOAH Fraktion zu beseitigen (Epox), sowie eine anschließende Anreicherung durch Lösungsmittelverdampfung. Andererseits wird mittels der State of the Art Analysenmethode, der online gekoppelten HPLC GC FID (Hochleis- tungsflüssigkeitschromatographie Gas- chromatographie-Flammenionisati- onsdetektion), nur eine Trennung der MOH in MOSH und MOAH und eine Bestimmung als Summenparameter be- werkstelligt. Dabei wird das nach der Probenvorbereitung erhaltene Extrakt zunächst mit Normalphasen HPLC in die zwei Fraktionen (MOSH und MOAH) getrennt. Die gewonnenen Fraktio- nen werden danach online auf zwei idente GC Säulen in einem Ofen trans- feriert, um MOSH und MOAH parallel in einem Lauf zu bestimmen, wobei man durch ein schnelles und steiles Ofenpro- gramm die Empfindlichkeit der Methode steigert, indem die komplexen Subs- tanzgemische jeweils in einem großen, nicht aufgelösten Peak, dem sogenann- ten MineralölHump, konzentriert wer den. Zwei universale Flammenionisati- onsdetektoren ermöglichen im finalen Schritt die Integration der MOSH und MOAH Humps und die Bestimmung der jeweiligen Gehalte Abbildung 1).[7, 8] Immense Erleichterung bei der Rou- tineanalytik bieten die vielen Automati- sierungsmöglichkeiten. Die wichtigsten Clean up Schritte wie Alox und Epox sind bereits seit Längerem auch automatisiert verfügbar und können individuell für jede Probe direkt am System zugeschal- tet werden, um entsprechend den stan- dardisierten Methoden natürliche Inter- ferenzen zu entfernen. Für Fette und Öle wurde vor Kurzem sogar eine vollstän- dig automatisierte Aufarbeitung, die die Verseifung inkludiert, entwickelt.[9] Neue Grenzen Als Reaktion auf MOAH Befunde, die im foodwatch Report vom Dezember 2021 festgehalten wurden, wurde im April 2022 eine Stellungnahme des Aus- schusses für Pflanzen, Tiere, Lebens und Futtermittel (PAFF Komitee) der Euro- päischen Kommission publiziert.[10, 11] Darin sind maximale Quantifizierungs- limits für die HPLC GC FID Methode Sanja Savić, Elisa Mayrhofer, Österreichisches For- schungsinstitut für Chemie und Technik (OFI), Team Mikrobiologie & Zellkultur. Ames Test Resultate: Mono und Diaromaten des getesteten Mineralöls sind nicht DNA reaktiv im Ames Test, während Tri und Polyaromaten DNA reaktiv sind[12].14 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 beschrieben, die von 0,5 mg MOAH/ kg trockenes Lebensmittel über 1 mg MOAH/kg Lebensmittel mit einem Fett- gehalt zwischen 4 % und 50 % zu 2 mg MOAH/kg für Lebensmittel mit einem Fettgehalt > 50 % reichen. Diese Quan- tifizierungsgrenzen werden zurzeit als allgemein gültige MOAH Limits in der Europäischen Union interpretiert und Lebensmittel, die sie überschreiten, sollen vom Markt genommen werden. Die Grenzen sind jedoch nicht toxiko- logisch begründet, sondern basieren le- diglich auf der Sensitivität der aktuell verfügbaren LC GC FID Analysenme- thode und dem Fettgehalt der Probe.[10] Auf toxikologischen Daten basierende Limits für die MOAH Fraktion lassen sich aus dem TTC (Threshold of Toxicologi- cal Concern)Konzept ableiten. Da ange- nommen wird, dass MOAH DNAreaktive Eigenschaften besitzen, gilt ein viel ge- ringerer täglicher Expositionsgrenzwert von 0,15 μg/Tag bzw. 0,15 μg/kg Lebens- mittel für eine 60 kg schwere erwachse- ne Person.[14] Nur wenn nachgewiesen werden könnte, dass das Substanzge- misch der MOAH oder bestimmte Sub- fraktionen keine DNAreaktiven Effek- te aufweisen, könnte dieser Grenzwert um ein Vielfaches angehoben werden. Dazu ist eine stärker substanzbezogene Risikobewertung erforderlich und nicht nur die Bestimmung eines Summen- parameters, wie dies bei der Verwen- dung der LC GC FID Methodik der Fall ist. 2019 empfahl die EFSA daher, wei- tere Analysenmethoden für mit MOAH kontaminierte Proben anzuwenden. Mit diesen sollte festgestellt werden, ob 3–7 PAKs in der Mischung vorhanden sind, die für den DNA reaktiven Charakter der MOAH verantwortlich gemacht werden. [5] Die Methode der Wahl für diese Cha- rakterisierung ist die umfassende zwei- dimensionale Gaschromatographie (GC×GC). Da jedoch mit dieser Metho- de immer noch Tausende Substanzen nachgewiesen werden können, ist eine Risikobewertung jeder einzelnen mit GC×GC identifizierten Substanz nicht möglich. Alternativ könnte das gesamte MOAH Gemisch – oder einzelne isolier- te Subfraktionen mit bekannter Zusam- mensetzung – mithilfe von Bioassays auf DNAreaktive Wirkungen untersucht werden. Kombination von Methoden In dem von der GLi Austria (Gemein- nützige Lebensmittelinitiative für Öster- reich) koordinierten Forschungsprojekt „MOSH MOAH – Reduktion von Mine- ralöl in Lebensmitteln“ hat sich ein kol- lektiver Ansatz als wegweisend heraus- gestellt. Der Technischen Universität Shimadzu Nexera LC 20AD mit Prominence RF 20Axs Fluoreszenzdetektor (FLD), SPD M20A Photodiodenarray Detektor (DAD) und Fraktionensammler zur Isolierung von mono und diaromatischen sowie tri und polyaromatischen Verbindungen aus den MOAH[13]. Graz und dem Österreichischen For- schungsinstitut für Chemie und Tech- nik (OFI), die als wissenschaftliche Part- ner das Forschungsvorhaben umgesetzt haben, ist es durch die Kombination von chemischer Analytik und gleichzeitiger toxikologischer Charakterisierung mit In vitro Tests gelungen, auf die zuvor ge- stellten Fragen Antworten zu generieren. (12) Ein essenzieller Bestandteil der Ar- beiten war die weitere Subfraktionierung der MOAH in mono und diaromatische bzw. tri und polyaromatische Teilmen- gen und deren Isolierung und Charak- terisierung, um mehr Einblicke in die Effekte der unterschiedlichen Kompo- nenten der MOAHFraktion zu erhalten. Für die Isolierung wurde nach Koch et. al (2020) eine Donor AkzeptorKomplex- chromatographie eingesetzt.[13] Dazu wurde eine Nexera LC 20AD (Ab- bildung 2) mit einer Nucleosil Chiral 2, 5 μm Säule (250 × 4 mm, MACHEREy NAGEL GmbH & Co. KG) und einem Pro- minence RF 20Axs Fluoreszenzdetektor Schematische Darstellung des experimentellen Versuchsaufbaus des Forschungsprojekts „MOSH MOAH“[12].Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 (FLD) sowie einem SPD M20A PhotodiodenarrayDetektor (DAD) ver- wendet, welche die Trennung der gesamten MOAH Fraktion in Mono und Diaromaten sowie Tri und Polyaromaten ermöglichte. Die getrenn- ten Fraktionen wurden mittels Fraktionensammler gesammelt, ange- reichert und einer weiterführenden chromatographischen Methode, basierend auf GC×GC, zugeführt, um die unterschiedliche Zusammen- setzung der Fraktionen zu evaluieren und die Präsenz bzw. Absenz von 3–7 PAKs nachzuweisen. Um die DNAReaktivität der generierten Sub- fraktionen zu beurteilen, wurde anschließend ein miniaturisierter Ames Test eingesetzt. Dieser basiert auf Histidinauxotrophen Salmonellen, die bei Exposition mit DNA reaktiven Substanzen eine Mutation erfahren, wodurch ihre Histidin Prototrophie wiederhergestellt wird und somit ein Wachstum auf Minimalmedium möglich ist. Abbildung 3 zeigt den fi- nalen Versuchsablauf, der im Rahmen des Forschungsprojektes „MOSH MOAH“ umgesetzt wurde.[12] Erste Ergebnisse Um aufzuzeigen, dass die erarbeitete kombinierte Analysenstrategie funktioniert, wurde ein Referenzmineralöl mit hohem MOAH Gehalt ge- testet.[12] Erste Einblicke der instrumentellen Charakterisierung mittels GC×GC zeigten deutlich, dass Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen der isolierten mono und diaromatischen und der tri und po- lyaromatischen Fraktion erkennbar sind und dass die Auftrennung nach der Ringanzahl erfolgreich war. Noch interessanter waren die Ergebnis- se des Bioassays: Das getestete Referenzöl war im Ames Test positiv, d. h. DNAreaktive Effekte wurden festgestellt, genauso konnte dies auch für die MOAH und deren Tri und PolyaromatenFraktion gezeigt werden. Im Gegensatz dazu blieben die MOSH sowie die Mono und Diaroma- tenFraktion der MOAH Fraktion stets negativ und zeigten somit keine DNA Reaktivität. In Abbildung 4 sind die Ergebnisse der fraktionierten Bestandteile auszugsweise dargestellt. Nach diesem ersten Erfolg wurde die kombinierte Strategie auf weitere Proben angewendet, um fortlau- fend toxikologische Daten von MOSH und vor allem von MOAH und den zugehörigen Subfraktionen zu erheben. Darunter waren etwa Food Grade und Non Food Grade Schmieröle und Fette sowie Verpackungs- materialien. Der nachgewiesene Trend konnte dabei erneut bestätigt werden: In allen MOAH Fraktionen, die im Ames Test positiv ausfielen, konnten auch aromatische Verbindungen mit mehr als 3 Ringen mit tels GC×GC nachgewiesen werden, während diese in Ames negativen (nicht DNA reaktiven) Proben nicht präsent waren. Mithilfe dieses kombinier- ten Ansatzes und des damit verbundenen Wissensaufbaus wird die Ge- fahrenidentifizierung und Risikobewertung von Proben, die mit MOAH kontaminiert sind, in Zukunft einfacher sein. Verbesserung der Lebensmittelsicherheit Im Rahmen des von der FFG unterstützten Forschungsvorhabens „MOSH MOAH – Reduktion von Mineralöl in Lebensmitteln“ hat das Projektkonsortium aktiv dazu beigetragen, Lösungen für die Problema- tik von Mineralölrückständen in Lebensmitteln zu finden. Bestehende Methoden wurden optimiert und neue Strategien entwickelt, um die Identifizierung von Eintragungsquellen zu erleichtern, die Kontamina- tion zu verringern und das damit verbundene Risiko stoffbezogener zu bewerten. Die entstandenen Empfehlungen im Umgang mit MOSH und MOAH unterstützen die Verpackungs und Lebensmittelbranche dabei, Mineralöl in Lebensmitteln nachhaltig zu reduzieren und die Sicherheit für Endkonsumenten weiter zu erhöhen. chz.at/shimadzu Messer Austria GmbH Industriestraße 5 2352 Gumpoldskirchen Tel. +43 50603-0 Fax +43 50603-273 info.at@messergroup.com www.messer.at Lebensmittelgase Länger anhaltende Qualität, ansprechende Optik, sprudelnde Frische – die Aufgaben, die Gase in der Lebensmittelindustrie erfüllen, sind vielfältig. Typische Anwendungen sind das Frosten und Verpacken, das Kühlen während der Mischprozesse, das Karbonisieren von Getränken oder die Transportkühlung zur Aufrechterhaltung einer lückenlosen Kühlkette. Unsere Gases for Life erfüllen alle europäischen lebensmittelrechtlichen Vorschriften und HACCP- Anforderungen.16 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 AnwenderberiCht Höhere Produktivität dank Vakuum Milchwerk Crailsheim-Dinkelsbühl eG Balkankäse, Kashkaval und Grillkäse. Das Milchwerk Crailsheim-Dinkelsbühl verarbeitet täglich 427.000 Liter Rohmilch zu diesen schmackhaften Käsespezialitäten. Ein Vakuumsystem von Busch Vacuum Solutions sorgt nun für schnellere Taktzeiten und eine stabilere Produktion. E in endloses weißes Band schiebt sich beständig durch die Produktionshal- le im baden-württembergi- schen Crailsheim. Jeweils drei Vertiefungen nebenei- nander werden von geschickten Händen unablässig mit weißen Käseblöcken be- füllt. Eine bunt bedruckte Folie legt sich über die Verpackung, bevor diese evaku- iert, versiegelt und zugeschnitten wird. In der Zwischenzeit hat ein Roboter be- reits die Kartons aufgerichtet, in die ein Vakuumgreifarm den frisch verpackten Käse behutsam hineinhebt. Danach geht er unter Markennamen oder als Han- delsmarke in die Supermärkte und Dis- counter in ganz Deutschland. Qualität seit 1927 Das Milchwerk Crailsheim-Dinkelsbühl wurde bereits 1927 gegründet. Zur Hoch- saison von April bis August arbeiten die 232 Mitarbeiter der Genossenschaft im Drei-Schicht-Betrieb, sonst in zwei Schichten. Pro Jahr verarbeiten sie 158 Millionen Liter Kuhmilch von 335 Bau- ernhöfen aus der Region zu 21.300 Tonnen Käse. In verschiedenen Fett- und Cremigkeitsstufen, in Salzlake, ge- würfelt in Öl, mit Kräutern, Chili oder Oliven, als Schnittkäse, natur oder ge- räuchert. Von der Deutschen Landwirt- schafts-Gesellschaft DLG wurden sie mit neun goldenen und zwei silbernen Prei- sen ausgezeichnet. Auf die Qualität der Rohstoffe legt man bei den Milchwerken Crailsheim-Din- kelsbühl besonders großen Wert. Ebenso auf verbindliche und nachhaltige Ge- schäftsbeziehungen. Die Rohmilch wird jeden Tag mit eigenen Tanksammelwa- gen von den Bauernhöfen der Genos- senschaft abgeholt, die nach ökologi- schen Kriterien gentechnikfrei arbeiten. Das moderne hauseigene Betriebslabor kontrolliert und überwacht alle Produk- tionsabläufe. Zudem ist die Produktion halal- und kosher-zertifiziert. Fünf Verpackungslinien, ein Vakuumsystem Die fünf Verpackungslinien werden aus einem separaten Maschinenraum heraus mit Vakuum versorgt. Dort er- zeugt ein druckgeregeltes Vakuumsys- tem von Busch, bestehend aus drei R5 Drehschieber-Vakuumpumpen und drei PANDA Vakuum-Boostern inklusive Schaltschrank und Vakuumkessel, das notwendige Vakuumniveau – exakt ein- gestellt auf den Feuchtigkeitsgehalt der jeweiligen Käsesorten. Und zwar nicht nur für das Thermoforming der ver- schiedenen Verpackungen, deren Eva- kuierung und Versiegelung, sondern auch für das Aufrichten der großen Ver- sandkartons sowie das abschließende Einlegen der Käseverpackungen. Die Herausforderung beim Verpacken von Käse liegt in der großen Feuchtig- keit der Produkte. Deshalb achteten die Experten vom Busch besonders auf aus- reichend große Filter und integrierten Balkankäse, Kashkaval und Grillkäse produziert das Milchwerk Crailsheim-Dinkelsbühl aus Milch von regionalen Bauernhöfen. Foto: Milchwerk Crailsheim-Dinkelsbühl.17Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 einen Feuchtigkeitsabscheider für die Molke. Die schlüsselfertige Lösung wurde 2021 an einem Wochenende in- stalliert. Montags wurde dann direkt mit dem neuen System weiterproduziert. Seither läuft die Anlage störungsfrei. Enorme Energieeinsparung „Vorher haben wir Venturi-Düsen zur Vakuumerzeugung eingesetzt. Deren Luftverbrauch war extrem hoch. Eigent- lich war das reine Energievernichtung. Mit dem neuen Vakuumsystem von Busch sparen wir 38.000 kWh pro Jahr“, rechnet Josef Vögele, Geschäftsfüh- rer vom Milchwerk Crailsheim-Dinkels- bühl, begeistert vor, und ergänzt: „Vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhr- kontrolle (BAFA) haben wir 40 % der In- vestitionssumme für das Vakuumsys- tem zurückerhalten. Busch hat dabei alle notwendigen Unterlagen für den För- derantrag für uns zusammengestellt.“ Die alte Vakuumversorgung war aber nicht nur wenig energieeffizient, sie hatte auch ein zu geringes Saugvermögen für die gewünschte Erhöhung der Taktzahl. Vögele freut sich: „Mit dem neuen Vaku- umsystem von Busch können wir statt neun nun bis zu zwölf Takte pro Minute fahren. Das Vakuum liegt viel schneller an und führt zu einer deutlichen Pro- duktivitätssteigerung – bei gleichzeiti- ger Senkung des Energieverbrauchs.“ Auch Markus Otterbach, als Techni- scher Leiter zuständig für die Wartung der Anlagen, zeigt sich äußerst zufrieden mit dem neuen Vakuumsystem: „Wir verpacken sehr feuchte Produkte, teil- weise mit Gewürzen. Dabei fallen auch Käsekrümel an. Trotzdem arbeitet das Vakuumsystem von Busch reibungs- los. Wir müssen uns eigentlich gar nicht darum kümmern. Ab und zu ein biss- chen Öl nachfüllen. Sonst machen wir nichts. Es ist praktisch keine Wartung erforderlich.“ Autor: Dr. Fabian Fahlbusch Busch Vacuum Solutions Eine der fünf Verpackungslinien für hochwertige Käsespezialitäten des Milchwerks Crailsheim-Dinkelsbühl. Foto: Milchwerk Crailsheim-Dinkelsbühl. Ein Vakuumsystem von Busch Vacuum Solutions versorgt die Verpackungslinien mit dem benötigten Vakuum. Foto: Busch Vacuum Solutions. Auch um die Kartons aufzurichten und die Käseverpackungen behutsam einzulegen, wird Vakuum verwendet. Foto: Busch Vacuum Solutions.18 Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 LAborAutomAtisierung Prozessautomatisierung für jedermann durch intuitives Vernetzungs-Tool Immer mehr Labore in Kliniken, Industrie und Forschung sehen sich mit der Aufgabe konfrontiert, die Effizienz, Reproduzierbarkeit und Datenauswertung durch automatisierte Prozesse zu steigern. Existierende Cloud- sowie Softwareangebote, entpuppen sich aber häufig als sehr komplex und erfordern einen hohen Lernaufwand. Für viele Labore wirkt dies abschreckend und schürt Berührungsängste in Bezug auf Digitalisierungsprozesse. D eshalb hat die Heidol- ph Instruments GmbH & Co. KG gemeinsam mit der OSPIN GmbH das Laborautomatisie- rungstool Hei-PROCESS entwickelt: Anwender werden damit in die Lage versetzt, Prozessketten jeder- zeit ortsungebunden browserbasiert zu planen, auszuführen, zu verfolgen, zu dokumentieren und präzise auszuwer- ten. Dabei handelt es sich im Vergleich zu anderen Lösungen um eine skalier- bare Plattform, die eine sukzessive Um- stellung anhand der einzelnen Pro- zessanforderungen erlaubt, sodass die Kosten deutlich reduziert werden – ohne Abstriche bei der Userzahl hinnehmen zu müssen. Das flexible Automatisieren des Laboralltags gewährleistet so die in- tuitive, rezeptbasierte Prozesssteuerung sowie die Fernsteuerung von Einzelge- räten. Für die notwendige Transparenz und Sicherheit sorgen das Live-Moni- toring sowie die revisionssichere Do- kumentation aller Prozessdaten. Dank Prozessingenieuren bedient werden müssen. Diese Systeme sind für Produk- tionsumgebungen gedacht und werden oft über Jahre nicht verändert“, erklärt Dr. Jan Saam, CTO bei der OSPIN GmbH. Daher lohnen sich solche Varianten eher bei großen Anlagen, da sich der Um- stieg und die Investition erst über die Zeit amortisiert. „Andererseits sind viele Digitalisierungslösungen für das Labor darauf ausgelegt, dass die komplette Or- ganisation auf einmal auf das gleiche Werkzeug umgestellt wird, was natürlich eine immense Hürde darstellt und auch den individuellen Bedürfnissen der ver- schiedenen Labore nicht gerecht wird“, so Saam weiter. Hinzu kommt, dass der Markt neben lokalen Server-Lösungen nur wenige Cloud-Varianten bietet, die sich im Anwendungsbereich und der Ausrichtung deutlich unterscheiden und die Flexibilität im Laboralltag mit limitierten Nutzerlizenzen zusätzlich erschweren. Damit der Umstieg zum Labor 4.0 fle- xibel und laborspezifisch erfolgen kann, der intuitiven Benutzeroberfläche ent- fällt die bei anderen Software-Lösungen notwendige lange Einarbeitungszeit. Zahlreiche Prozesse werden in vielen Laboren nach wie vor von Hand und unter dauerhafter Aufsicht des Labor- personals durchgeführt. Dies ist nicht nur zeitaufwändig, sondern bindet La- boranten auch an Tätigkeiten, die leicht automatisiert werden könnten. „Die Idee vom Labor 4.0 verspricht die Automati- sierung manueller und sich wiederho- lender Aufgaben, sodass sich die Pro- duktivität steigern, die Bearbeitungszeit verkürzen, die Sicherheit des Personals verbessern und Fehlerraten minimie- ren lassen“, weiß Mesut yilmaz, Business Development Manager bei der Heidol- ph Instruments GmbH & Co. KG. Aller- dings schrecken viele Labore trotz mo- derner Geräteausstattung nach wie vor davor zurück, ihre Laborabläufe zu au- tomatisieren: „Auf dem Markt gibt es ei- nerseits Prozessleitsysteme, die eher statisch sind, also weniger Flexibili- tät erlauben und die von geschulten Die Datenauswertung von Laborprozessen erfolgt vielerorts immer noch per Hand, was zusätzlichen Stress bedeutet. Bei einer Automatisierung solcher Prozesse wird befürchtet, dass es zu Fehlern kommt und das Personal weniger Kontrolle hat. © iStock/Getty Images19Lebensmittel-&Biotechnologie | 2023 | 05 Mit dem Laborautomatisierungstool Hei-PROCESS werden Anwender in die Lage versetzt, Prozessketten jederzeit ortsungebunden browserbasiert zu planen, zu verfolgen, zu dokumentieren und präzise auszuwerten. © Heidolph Instruments GmbH & Co. KG hat Heidolph gemeinsam mit der OSPIN GmbH das Laborautomatisierungstool Hei-PROCESS entwickelt. Anstatt die Automatisierung aber auf die gesamte Laborumgebung anwenden zu müssen, ist die intuitive Plattform skalierbar und erlaubt die Umstellung beginnend bei den einzelnen Prozessanforderungen. Dadurch lassen sich Laborprozesse ohne lange Einarbeitungszeit, Spezialkennt- nisse und unverhältnismäßig hohe In- vestitionen direkt automatisieren – mit einem Budget, das innerhalb der Ent- scheidungsräume der Laborleiter liegt. Die Hei-PROCESS-Lösungen können jederzeit erweitert und untereinander vernetzt werden, sodass die Steuerung und Dokumentation sämtlicher Prozess- schritte im Bereich Forschung, Entwick- lung und Produktion von ausgewählten Geräten dezentral und ortsungebunden möglich wird. Zugriff auf die angeschlossenen Geräte über eine Bedienoberfläche Mithilfe von Hei-PROCESS können in der Basis-Variante Routineaufgaben von bis zu sechs Heidolph- oder Fremdgerä- ten automatisiert werden. Dazu wird das gewünschte Equipment einfach über die serielle Schnittstelle mit dem OSPIN- Gateway verbunden. „Die unscheinba- re, kleine Box fungiert als Schaltzentra- le und ermöglicht die Kommunikation zwischen den einzelnen Gerätekom- ponenten wie z.B. Pumpen, Rührwer- ke oder pH-Sensoren und stellt die Ver- bindung zur Webanwendung her, in der die gewünschten Parameter und Ab- laufschritte ausgewählt werden“, er- klärt Saam. „Im Vergleich zu anderen Lösungen muss dabei nicht erst eine spezielle Software auf einem bestimm- ten Computer installiert und konfigu- riert werden – einfach Gateway einste- cken, in der Web-Applikation einloggen und sofort loslegen.“ Hei-PROCESS ist so konzipiert, dass über eine einzige Be- dienoberfläche von jedem Browser aus auf die Geräte zugegriffen werden kann, die dafür unter anderem mit Bild und Statusanzeige gespiegelt sind. Ein Farb- code zeigt auf einen Blick an, welche Geräte aktuell laufen, welche Prozesse abgeschlossen sind und was in Vorbe- reitung ist. „Es gibt natürlich ein ausgeklügeltes Rechtesystem mit dem präzise gesteuert werden kann, wer auf welche Geräte und Daten Zugriff hat. Zwar findet das Erstel- len und Verwalten der Pro- zessabläufe sowie das Mo- nitoring der Daten in der Cloudanwendung statt, die Prozesskontrolle erfolgt jedoch lokal auf dem Gate- way“, so Saam. „Die einzel- nen Prozesse werden direkt auf dem Gateway ausgeführt und sämtliche aufgezeich- neten Sensorwerte und Pro- zessdaten zwischengespei- chert, sodass beispielsweise ein Abbruch der Internetver- bindung oder eine Störung in der Kom- munikation zur Cloud den Prozessablauf nicht beeinträchtigen. Die gepufferten Daten werden zudem automatisch mit der Cloud-Applikation synchronisiert, sobald die Verbindung wieder besteht“, ergänzt yilmaz. Damit Laborprozesse möglichst effizi- ent und selbsttätig ablaufen können und den Labormitarbeitern Zeit für eigentli- che Forschungsaufgaben lässt, steht bei der Bedienung via Browser bzw. OSPIN Web-App die rezeptbasierte Prozess- steuerung im Fokus. „Ähnlich wie beim Kochen ist das Rezept eine Folge von Handlungsanweisungen deren Ausfüh- rung zum gewünschten Produkt führt. Mit diesem Ansatz lassen sich Analyse- und Produktionsprozesse in industriel- len und akademischen Laboren spielend leicht automatisieren“, so yilmaz. Dem- entsprechend erlaubt Hei-PROCESS dem User, Prozessabläufe vorab zu de- finieren, zu verändern und für eine Re- produktion zu hinterlegen. Dadurch braucht das Personal nicht bei jedem Zwischenschritt anwesend zu sein und muss Prozessübergänge auch nicht ma- nuell einleiten. Je nach gewählter Hei- PROCESS-Variante können zudem in jeder Phase Sollwerte der verschiedenen Geräteparameter definiert werden. Auch lassen sich Phasenübergange zeitbasiert oder manuell auslösen und repetitive Schritte gruppieren. Automatische Datenerfassung für leichte Prozess- Reproduzierbarkeit Eine Besonderheit des Hei-PROCESS ist die hohe Flexibilität, denn anders als bei vergleichbaren Lösungen gibt es keine Einschränkungen bei der Anzahl lizenzierter Benutzer. „Um mit Hei-PRO- CESS starten zu können, ist in der Ein- stiegsvariante lediglich eine einmalige Lizenzgebühr zu zahlen. Danach kann eine unbegrenzte Anzahl an Usern de- finiert werden“, so yilmaz. Die integrier- te Geräte- und Benutzerrechtverwal- tung via Web-App sorgt dabei für eine hohe Transparenz und erleichtert die Organisation insbesondere im Fall von Arbeitsgruppen und Prozessen im re- gulierten Umfeld. Dabei erfasst und do- kumentiert das Tool automatisch sämtli- che Daten der einzelnen Prozessabläufe für vollständige Reproduzierbarkeit. Da- durch können Abweichungen von der Vorgabe nachvollzogen und die Doku- mentationspflicht ohne viel Aufwand eingehalten werden, selbst wenn unter- schiedliche Anwender auf den Geräten arbeiten. Zum einen lässt sich anhand der User-ID genau nachverfolgen, wer welche Prozesse gefahren hat. Zum an- deren sind die dokumentierten Daten nach Prozessende nicht manipulierbar. Die Suche nach Fehlern gestaltet sich somit einfach und deren Auftreten wird minimiert. Gleichzeitig bleibt Hei-PRO- CESS immer auf dem neuesten Stand, indem Updates automatisch beim Start der Anwendung durchgeführt werden, sodass Nutzer regelmäßig von den zu- sätzlichen Funktionen und Sicherheits- updates profitieren. „Hei-PROCESS ist die ideale Einstiegslösung, wenn man mit kleineren Prozessautomatisierungen starten und dann ohne komplizierte Ver- netzungsschritte und steigende Kosten schrittweise den Weg zum Lab 4.0 gehen möchte“, resümiert yilmaz. chz.at/heidolph-instrumentsNext >