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Laborautomation Automatisierte Komposition neuer Aromen und Duftstoffe

| Autor / Redakteur: Guido Deußing* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Um im Wettbewerb die Nase vorn zu haben, setzt Symrise auf innovative Produktkonzepte und weitsichtiges Handeln. Durch Automatisierung und Miniaturisierung von Schlüsselprozessen ist es gelungen, die Produktivität der Aroma- und Duftstoffentwicklung auf nachhaltige Weise zu steigern.

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Abb. 1: Gut ausgestattet: Bei der Komposition neuer Duft- und Geschmacksstoffe können Lars Grohmann (l.) und Uwe Schäfer von Symrise auf einen großen Vorrat an Ingredienzien zurückgreifen.
Abb. 1: Gut ausgestattet: Bei der Komposition neuer Duft- und Geschmacksstoffe können Lars Grohmann (l.) und Uwe Schäfer von Symrise auf einen großen Vorrat an Ingredienzien zurückgreifen.
(Bild: Guido Deußing)

Eine Geschäftsleitung, die ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auffordert, Grenzen infrage zu stellen und Neues auszuprobieren, schafft erfreulich viel Spielraum für Kreativität und beflügelt die Innovationsbereitschaft im Unternehmen. Der Erfolg einer solchen Haltung lässt meist nicht lange auf sich warten. So geschehen bei der in Holzminden ansässigen Symrise. Das im Jahr 2003 aus der Fusion der Firmen Haarmann & Reimer und Dragoco hervorgegangene Unternehmen gehört zu den drei weltweit führenden Herstellern von Duft- und Geschmacksstoffen, kosmetischen Grund- und Wirkstoffen sowie funktionalen Inhaltsstoffen.

Die Voraussetzungen für Wachstum schafft, wer sich mit Weitblick den Anforderungen der Zeit stellt und laufend Prozesse und Routinen auf ihre Flexibilität, Produktivität und Nachhaltigkeit überprüft. Ökonomisch und ökologisch gleichermaßen bedeutsam ist ein energie- und ressourceneffizientes Vorgehen auf allen Ebenen. Diesen Ansatz verfolgt auch die analytische Abteilung von Symrise, die eine Schlüsselfunktion einnimmt bei der Entwicklung von Aromen für die unterschiedlichsten Anwendungen beispielsweise in der Lebens- und Konsumgüterindustrie.

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Um neue Aromen zu kreieren, bedienen sich die Flavoristen einer Vielzahl verschiedenster Rohstoffe und Zutaten, die sich wiederum aus unterschiedlichen Stoffmischungen zusammensetzen können. Die Konzentration einzelner Rohstoffe liegt dabei, je nach Intensität, zwischen 90 Prozent und wenigen ppm.

Miniaturisierung steigert die Flexibilität

Das Ausmischen neuer Aromen für die sensorische Evaluierung ist üblicherweise ein arbeits- und zeitaufwändiger Prozess, der obendrein einen nicht unerheblichen Rohstoffeinsatz erfordert. Um die Geschwindigkeit bei der Entwicklung neuer Aromen zu steigern, ist eine Automatisierung und Miniaturisierung des Mischprozesses unumgänglich, idealerweise unter Einsatz einer Anlage, die sieben Tage die Woche rund um die Uhr betrieben werden kann und dabei ein Höchstmaß an Effektivität und Produktivität zu erreichen hilft. Mischstationen, wie sie heute in der Duft- und Geschmacksstoffentwicklung eingesetzt werden, sind durchaus dazu geeignet, die manuellen Tätigkeiten zu reduzieren; sie sind allerdings konstruktionsbedingt in der Regel sehr raumgreifend und erfordern obendrein den Einsatz größerer Mengen der zum Teil extrem teuren Zutaten. Das Ziel von Symrise ist es, schon bei der Entwicklung und Evaluierung von Aromen konsequent nachhaltig und ressourcenschonend, gleichzeitig aber hocheffizient zu arbeiten. Der spezielle Fokus lag daher auf einer Miniaturisierung des Mischprozesses für Entwicklungsaromen.

Seit vielen Jahren setzt das analytische Symrise-Labor den Gerstel-Multi-Purpose-Sampler (MPS) zur Automatisierung der Probenvorbereitung und zur Probenaufgabe in Kombination mit GC/MS-Systemen ein. Ausgerüstet sind die MPS für die automatisierte Durchführung u.a. von Flüssiginjektionen, verschiedener statischer und dynamischer Headspace-Techniken sowie für Extraktionstechniken wie die Festphasenmikroextraktion (SPME). Seit 2005 nutzt das Unternehmen zudem die mit einer Waage ausgestattete MPS-Workstation für einfache Extraktionsschritte.

Das Grundprinzip des Multi-Purpose-Samplers (MPS) ist es, geringste Mengen von Proben- und Standardlösungen zu transportieren. Das brachte die Symrise-Aromaexperten Uwe Schäfer und Lars Grohmann auf die Idee, mit demselben System Aromen zu mischen – ohne den bisher üblichen Einsatz großer Rohstoffmengen. „Erste Versuche deuteten darauf hin, dass wir mit unserer Einschätzung, dass sich der MPS für diese Aufgabe einsetzen ließ, richtig lagen“, berichten die Aromaexperten.

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