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Chromatographie

Laborautomation: Effiziente Vernetzung komplexer analytischer Prozesse

| Autor/ Redakteur: Guido Deußing* / Dr. Ilka Ottleben

Eine vollständige Automatisierung zeitintensiver manueller oder teilautomatisierter Arbeitsschritte kann Laboranalytik effizienter machen. Weiteres Optimierungspotenzial erschließt sich, lassen sich Analysengeräte und -prozesse digital vernetzen und steuern sowie analyse- und probenrelevante Daten automatisiert weiter nutzen.

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Abb. 1: Analysengeräte und -prozesse digital zu vernetzen und zu steuern, kann die Laborarbeit optimieren und effizienter machen.
Abb. 1: Analysengeräte und -prozesse digital zu vernetzen und zu steuern, kann die Laborarbeit optimieren und effizienter machen.
(Bild: ©djama; ©maho - stock.adobe.com)

Analytik, (fast) ohne vom Schreibtisch aufzustehen? Im Zeitalter der Digitalisierung moderner Laboratorien nicht gänzlich undenkbar. In seiner Funktion als Teamleiter der Sonderanalytik und Rechnergruppe der Abteilung Analytisch Technischer Service (ATS) bei INEOS (s. LP-Info-Kasten) in Köln-Worringen kommt es vor, dass Andreas Koblitz gebeten wird, Chromatogramme und Messwerte, die in unterschiedlichen Analysenlabors am Standort produziert werden, in Augenschein zu nehmen und zu bewerten.

Dafür braucht der Chemotechniker und findige IT-Spezialist allerdings keinen Schritt aus seinem Büro zu setzen. Stattdessen loggt er sich kurzerhand an seinem PC in das Chromatographie-Daten-System (CDS) des Unternehmens ein. Vom Schreibtisch aus kann sich Andreas Koblitz so per Mausklick zu den insgesamt 60 im Datennetz von INEOS integrierten Chromatographie-Systemen manövrieren und seinen Auftrag ausführen.

LIMS schaff mehr Sicherheit und Effizienz durch Transparenz

Anfang des neuen Jahrtausends wurde bei INEOS in Köln entschieden, die Analytik als Teil der Geschäftsprozesse in der EPR-Software (INEOS in Köln nutzt SAP) des Unternehmens abzubilden, um sie transparenter und sicherer zu gestalten. Dabei wurde das SAP-QM-Modul entsprechend der Arbeitsweise des Labors als Labor-Informations- und Management-System (LIMS) der Abteilung ATS eingerichtet. Als Anfang 2003 der vorhandene Chromatographie-Datensystem-Chemserver abgelöst werden sollte, war die Vereinfachung und Optimierung des Probenhandlings eine der zentralen Zielsetzungen. „Wir wollten vom manuellen Eintippen der Probendaten weg, um potenzielle Fehlerquellen zu reduzieren“, berichtet Andreas Koblitz.

Die hieraus resultierende Einfachheit besticht: Proben erhalten bei INEOS in Köln eine fortlaufende Probennummer, die als Barcode auf dem Probenetikett ausgedruckt wird. Über diese Probennummer können sämtliche relevanten Informationen, etwa zu welcher Zeit und in welchem Betrieb die Probe entnommen wurde, sowie die durchzuführenden Analysen aufgerufen werden.

Der Barcode wird zum „Türöffner“. Sämtliche Arbeitsabläufe, vom Wägeschritt über Titrationsprozeduren bis zur Chromatographie und Auswertung der Analysendaten, verlaufen automatisiert und digital vernetzt. Klingt simpel, ist es aber nicht. Denn es genügt nicht, die Hardware mit Datenkabeln zu verbinden, erklärt Andreas Koblitz. Die im Netz eingebetteten Maschinen unterschiedlicher Hersteller müssen nämlich in der Lage sein, miteinander zu kommunizieren. Das ist selten von vornherein der Fall, sondern erst einzurichten.

Jede Maschine spricht ihre eigene Sprache

Viel Programmierarbeit ist zu leisten, um eine Verständigung unter den im Netz eingebetteten, in einen Datenaustausch zu bringenden Maschinen zu ermöglichen. Tatkräftige Unterstützung erfuhr Andreas Koblitz von erfahrenen Hard- und Softwareexperten, u.a. von Gerstel. Der in Mülheim an der Ruhr ansässige Gerätehersteller übernahm eine zentrale Rolle etwa bei der Automatisierung und Netzwerkintegration komplexer Analysenprozesse. Welche Herausforderungen zu meistern waren, macht Andreas Koblitz anhand der Untersuchung einer im Kölner Werk hergestellten leichtflüchtigen toxischen Chemikalie deutlich.

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Bei den Produkten, die INEOS am Standort Köln erzeugt, handelt es sich z.T. um Stoffe, die ein gewisses Gesundheitsrisiko besitzen. Im Umgang damit im Allgemeinen und bei INEOS in Köln im Besonderen gilt: Safety first! Das bedeutet, auch im Rahmen der Produkt- und Qualitätskontrolle wird der Arbeitsschutz großgeschrieben: „Je weniger eine Probe in die Hand genommen werden muss“, sagt Andreas Koblitz, „desto sicherer sind die Analyse und die Anwendung.“ Dies gelte v.a., wenn es sich bei der zu analysierenden Substanz um eine leicht flüchtige, toxische Verbindung handelt.

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