Preisträger

Preisträger

2015

In 2015 wurde der Prozessanalytik-Award zweimal vergeben, einmal an MSc. Betina  Kessler,Technische Universität München, für ihre Masterarbeit und an DI Karin Wieland, Technische Universität Wien, für ihre Diplomarbeit.

Ihre Masterarbeit ,,Multikomponentenanalyse von Energy Drinks mit Hilfe multimodaler optischer Spektroskopie und chemometrischer Verfahren". fertigte Frau Kessler an der Technischen Universität München, Forschungszentrum Weihenstephan f. Brau- und Lebensmittelqualität bei Prof. Dr.-Ing. F. Jacob an.

Um bei dem heute herrschenden Kostendruck in der Getränkeindustrie noch profitabel produzieren zu konnen, sind moderne Hochleistungs-Abfüllanlagen notwendig, die schnell, flexibel, mit wenig Personal und trotzdem ständig kontrolliert abfüllen. Um diese Hochleistungsprozesse zu beherrschen und außerdem der Produkthaftungsproblematik entgegenzuwirken, ist der Abfüller gezwungen, die Qualität seiner Produkte kontinuierlich und rückverfolgbar zu überwachen und zu dokumentieren. Wird die Prozessanalytik mit komplexer Datenanalyse gekoppelt, ermöglicht dies eine kontinuierliche Qualitätskontrolle in Kombination mit einer darauf aufbauenden effizienten Prozessführung.

Frau Kessler hat in ihrer Masterarbeit zusammen mit Dausch Technologies GmbH ein Konzept für eine mögliche kontinuierliche Inline-Methode für die Untersuchung unterschiedlicher Inhaltsstoffe in Getränken auf Basis der multimodalen optischen Spektroskopie entwickelt. Am Beispiel von Energy Drinks sollten Einzelkomponenten wie z. B. Vitamine, Taurin, Koffein etc. in Vielstoffgemischen bestimmt werden, auch wenn die natürlichen Grundstoffkomponenten eine hohe Variabilität zeigen. Schwerpunkt der Arbeiten war neben der Entwicklung der optischen Spektroskopie (UV-Vis, Raman, IR, Fluoreszenz) insbesondere die Entwicklung und Validierung einer einfachen Kalibrationsmethode zur quantitativen Bestimmung der Einzelkomponenten.

In dieser Arbeit ist es erstmals gelungen, für Mehrkomponentensysteme zu zeigen, dass eine Standardaddition zu einer bestehenden unbekannten Matrix in Verbindung mit Spektroskopie und multivariater Datenanalyse als Kalibrationsmethode für die Online-Prozesskontrolle eingesetzt werden kann. Dies war ein sehr anspruchsvolles Thema, sowohl von Seiten der Präparationstechnik (Stichwort: repräsentative Probe) als auch von Seiten der spektroskopischen Analyse (Stichwort: Selektivität und Sensitivität). Im ersten Schritt wurden unter Berücksichtigung der molekularen Struktur der Komponenten und den notwendigen Bestimmungsgrenzen versucht, mit theoretischen Überlegungen die Wellenlängenbereiche für die spektrale Untersuchung einzugrenzen. Dies ist eines der wenigen gelungenen Beispiele, wo die multivariate Datenanalyse nicht nur eine rein korrelative Beziehung zwischen spektraler Signatur und Eigenschaft herstellt, sondern die Klassifizierung auf Basis von wissenschaftlichen Grundlagen (,,first principles") erfolgt.

Nachdem durch eine Vielzahl von unterschiedlichen optischen Aufbauten und Einstellungen die optimale Messtechnik (Signal zu Rauschverhältnis) entwickelt wurde, konnte die Basis für eine verlässliche und kausale Bestimmung von bis zu zehn unterschiedlichen Einzelkomponenten in einem Stoffmengengemisch entwickelt werden. Besonders hervorzuheben ist die kritische Auseinandersetzung bei der Bewertung der Güte der Modelle, die Frau Kessler mit Hilfe von DoE und einem unabhängigen Probenset validieren konnte.
 
Frau DI Karin Wieland erhielt den Preis für ihre Diplomarbeit ,,Hyperspectral Imaging of Hyphae and Spores of Penicillium Chrysogenum using Confocal Raman (Micro-)spectroscopy”, die an der Technischen Universität Wien, lnstitut für Chemische Technologien und Analytik entstanden ist. Betreuer war Prof. Dr. B. Lendl. Die Arbeit wurde in wissenschaftlicher Zusammenarbeit mit Sandoz AG und Prof. Christoph Herwig (Bioprozesstechnik, TU Wien) durchgeführt.

Frau Wieland hat sich in ihrer Arbeit mit der prozesstechnisch wichtigen Frage der Lebensfähigkeit von P.-chrysogenum-Sporen beschäftigt. Im Besonderen war es ihre Aufgabe, eine auf der Raman-Spektroskopie basierende Methode zur potentiell raschen und markierungsfreien Unterscheidung zwischen lebensfähigen und toten Sporen zu finden. Fernziel der durch die Arbeit von Frau Wieland initiierten Studie ist die Entwicklung einer raschen Screening-Methode um die Qualität des Sporeninokulums möglichst noch vor dessen Einsatz bestimmen zu können. Dadurch soll es gelingen das eingesetzte Sporeninokulum zu optimieren sowie Prozessparameter bereits in einem sehr frühen Stadium an die vorliegende Qualität anpassen zu können.

Eines der großen Probleme bei der Vermessung von Sporen mittels der Raman Mikroskopie ist ihre hohe Thermolabilität. Diese kann dazu führen, dass die Sporen während der Messung verbrennen. Frau Wieland hat mehrere Methoden zur schnelleren Wärmeableitung für diese Proben adaptiert und getestet. Weiterhin wurde durch die Auswahl der optimalen Laserwellenlänge die pro Photon eingebrachte Energie an die Probe adaptiert. In Ergänzung wurde auch der Einsatz der oberflächenverstärkter Raman Spektroskopie (SERS) zur Aufnahme von reproduzierbaren sowie qualitativ hochwertigen Sporenspektren untersucht. Durch Verwendung der SERS Technik, hier wurden mit Hydroxylamin reduzierte Silberkolloide verwendet, gelang es Frau Wieland die lntensität der Raman-Spektren signifikant zu erhöhen sowie die Autofluoreszenz der Probe zu löschen. Mittels SERS konnte die eingebrachte Laserleistung reduziert und eine schonende Vermessung der Sporenproben erreicht werden.

Im Zuge ihrer Diplomarbeit gelang es Frau Wieland ein Protokoll zur raschen Probenvorbereitung mit anschließender Raman-Messung zu erstellen. Sie konnte zeigen, dass es mit Hilfe der Raman-Spektroskopie möglich ist, tote von lebendigen Sporen klar zu unterscheiden.

2014

Der Prozessanalytik-Award 2014 des AK Prozessanalytik konnte im Rahmen der ProcessNET-Jahrestagung 30.09.-02.10.2014 in Aachen verliehen werden. Die Preisverleihung fand bereits zum sechsten Mal statt. Der Preis wird für die beste Qualifizierungsarbeit auf dem Gebiet der Prozessanalytik im zurückliegenden Jahr vergeben. Aus den Bewerbungen hat ein Preis-Komitee des erweiterten Vorstandes des Arbeitskreises den Preisträger ausgewählt. Der Preis besteht jeweils aus einer Urkunde, einem Preisgeld in Höhe von € 1.000 und einer zweijährigen kostenfreien Mitgliedschaft in der DECHEMA.

Der Preis wurde verliehen an Frau Gabriela Gentner, TU Dresden für ihre Diplomarbeit „Prozessintensivierung eines Produktionsschrittes zur Herstellung eines Elektrolyts“.
 
Ihre Diplomarbeit wurde im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der TU Dresden und der Lonza AG in Visp/CH angefertigt. Die Herausforderung war, eine Reaktionsoptimierung durchzuführen ohne das Vorhandensein einer Referenzanalytik. Frau Gentner löste das Problem mit Hilfe der Online-MIR-Spektroskopie und der multivariaten Datenanalyse. Um die Konzentrationen der Reaktionsspezies vorhersagen zu können, war es vor allem notwendig die verschiedenen Reaktionsprodukte und entsprechende Gleichgewichte zu identifizieren. Dies gelang Frau Gentner mit der Erstellung von „Indirect Hard“ Modellen. Nach der Identifizierung konnte eine relative Kalibrierung zur Vorhersage der Konzentration erfolgen.

2013

Der Prozessanalytik-Award 2013 des AK Prozessanalytik konnte im Rahmen der 3. EuroPACT 2014 verliehen werden. Die Preisverleihung fand bereits zum fünften Mal statt. Der Preis wird für die beste Qualifizierungsarbeit auf dem Gebiet der Prozessanalytik im zurückliegenden Jahr vergeben. Aus den Bewerbungen hat ein Preis-Komitee des erweiterten Vorstandes des Arbeitskreises den Preisträger ausgewählt. Der Preis besteht jeweils aus einer Urkunde, einem Preisgeld in Höhe von € 1000 und einer zweijährigen kostenfreien Mitgliedschaft in der DECHEMA.

Der Preis wurde verliehen an Herrn Adrian Wyss, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Life Sciences und Facility Management, ICBC Institute for Chemistry and Biological Chemistry für seine Diplomarbeit „Einsatz von Fluoreszenzspektroskopie für die Reinigungskontrolle bei der Herstellung von Feinchemikalien“

Referenten und Industriepartner waren Prof. Dr. Achim Ecker, Wädenswil, Dr. Denis Planchenault, Motorex AG, Langenthal und Dr. Tobias Merz, Lonza Ltd., Visp

2012

Gleich zwei Prozessanalytik-Awards 2012 des AK Prozessanalytik konnten im Rahmen der ProcessNET-Jahrestagung in diesem Jahr verliehen werden. Die Preisverleihung fand bereits zum vierten Mal statt. Der Preis wird für die beste Qualifizierungsarbeit auf dem Gebiet der Prozessanalytik im zurückliegenden Jahr vergeben. Aus den Bewerbungen hat ein Preis-Komitee des erweiterten Vorstandes des Arbeitskreises den Preisträger ausgewählt. Der Preis besteht jeweils aus einer Urkunde, einem Preisgeld in Höhe von € 1000 und einer zweijährigen kostenfreien Mitgliedschaft in der DECHEMA.

Der Preis für die beste Master-Thesis wurde an
Herrn Patrick Hitzer, Hochschule Reutlingen für seine Arbeit "Optimierung und Validierung eines hyperspektralen Imaging Systems für die Streulichtspektroskopie von Nanostrukturen" vergeben. Herr Hitzer hat sich darin mit dem Einsatz von Pushbroom-Imaging-Systemen und die erfolgreiche Integration in ein Mikrospektralphotometer (MPM) beschäftigt. Es wurde eine ausführliche Charakterisierung und Kalibrierung des zusammengefügten Gesamtsystems durchgeführt. Ferner wurden Messungen an Modellpartikeln durchgeführt, welche in der Größenordnung von Chromosomen liegen. Das Abscannen der Proben ermöglicht es, mehrere Objekte zu erfassen, wohingegen statische Messungen auf das Sichtfeld des Spektrographen zum Zeitpunkt der Bildaufnahme begrenzt sind.


Der Preis für die beste Promotionsarbeit wurde an Herrn Dr. Roland Hass, Universität Potsdam, für seine Arbeit „Angewandte Photonendichtewellen-Spektroskopie“ verliehen, die er im Frühjahr 2012 sehr erfolgreich verteidigt hat. In seiner Arbeit beschäftigt sich Herr Hass mit dem anwendungsbezogenen Einsatz der neuartigen Photonendichtewellen(PDW)-Spektroskopie – insbesondere zur Charakterisierung von flüssigen Dispersionen. Dabei können u. a. Konzentrationen verschiedener Bestandteile und Teilchengrößen vom Nano- bis Mikrometerbereich sowie Informationen zum Aggregatzustand disperser Bestandteile gewonnen werden. Herr Hass betritt mit seiner Arbeit, die an der Schnittstelle zwischen Faseroptik, Hochfrequenztechnik, Physikalischer Chemie, Polymer- und Lebensmittelchemie und Biotechnologie angesiedelt ist, wissenschaftliches Neuland.

2011

Den Prozessanalytik Award 2011 erhielt Dr. Marek Höhse (Sartorius, Göttingen) im Rahmen des "8th European Congress of Chemical Engineering" (ECCE 2011), der 2011 gemeinsam mit der "ProcessNet Jahrestagung" im ICC Berlin stattfand. Die Preisverleihung erfolgte zu Beginn der Session "Advanced Process Control: Applications in Pharmaceutical Industries". Der Preis wurde bereits zum dritten Mal vom Arbeitskreis Prozessanalytik für die beste Qualifizierungsarbeit auf dem Gebiet der Prozessanalytik im vergangenen Jahr vergeben. Aus den Bewerbungen hat ein Preis-Komitee des erweiterten Vorstandes des Arbeitskreises den Preisträger ausgewählt. Der Preis besteht jeweils aus einer Urkunde, einem Preisgeld in Höhe von € 1.000 und einer zweijährigen kostenfreien Mitgliedschaft in der DECHEMA.

Marek Höhse hat seine Dissertation zum Thema "Kombination von Raman- und Laserinduzierter Plasma-Spektroskopie für die Mikroanalyse" an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung angefertigt und an der Humboldt-Universität Berlin verteidigt. Gegenstand war die instrumentelle Entwicklung der Kombination der spektroskopischen Verfahren Raman- und Laserinduzierte Plasma-Spektroskopie. Nach dem erfolgreichen Aufbau und der Validierung des neu entwickelten, kombinierten Instruments begann Herr Höhse die Arbeiten an einem portablen, kombinierten Aufbau, wobei er ausführlich die Einsatzmöglichkeiten diodengepumpter Festkörperlaser bezüglich der Verwendung für LIBS- und Raman-Spektroskopie untersuchte. Als Ergebnis zeigte sich, dass diese portablen Laser herkömmlich eingesetzte mit Blitzlampen gepumpte Laser hinsichtlich Messgeschwindigkeit und -empfindlichkeit bei Weitem übertreffen. Darüber hinaus arbeitete Herr Höhse an der Datenfusion von LIBS- und Ramanspektren sowie ihrer kombinierten chemometrischen Auswertung. Die Arbeiten von Marek Höhse sind wegbereitend für eine At- und Online-Prozessanalytik mit kompakten und robusten Bauteilen. Besonders interessant sind die Studien diodengepumpter Festkörperlaser für die Raman-Spektroskopie, die in hoher Pulswiederholung vergleichbare und teils bessere Ergebnisse als Dauserstrichlaser zeigen.

Herr Höhse ist jetzt für die Fa. Sartorius Weighing Technology GmbH in Göttingen tätig.

2010

Bereits zum zweiten Mal hat der Arbeitskreis Prozessanalytik von GDCh und DECHEMA den Process Analytics Award für die beste Qualifizierungsarbeit auf dem Gebiet der Prozessanalytik im vergangenen Jahr ausgelobt. Da sowohl Bewerbungen für die Auszeichnung von Master-/Diplom-Arbeiten als auch von Promotions-Arbeiten eingingen, hat sich der Vorstand entschlossen, in diesem Jahr zwei Preise zu vergeben. Der Preis besteht jeweils aus einer Urkunde, einem Preisgeld in Höhe von € 1000 und einer zweijährigen kostenfreien Mitgliedschaft in der DECHEMA. Die Preisverleihung fand anlässlich der ProcessNet Jahrestagung am 22. September 2010 in Aachen statt. Aus den Bewerbungen hat ein Preis-Komitee des erweiterten Vorstandes des Arbeitskreises folgende Preisträger ausgewählt:

Der Preis für die beste Master-/Diplom-Arbeit 2010 ging an Frau Yvonne Gruber für ihre Arbeit „Analyse der nötigen Datendichte für erhöhtes Prozess-Verständnis in der Fermentationsentwicklung“, die sie an der TU Wien bei Prof. Christoph Herwig anfertigte.  Darin beschäftigte sie sich mit essentiellen Fragestellungen jeder Bioprozessentwicklung wie: Welche Signale der Prozessanalytik tragen wirklich zu Information und Prozessverständnis bei? Welche zusätzlichen Signale bringen welchen Mehrwert an Information für erhöhtes Prozessverständnis? Werden diese Signale besser durch wirkliche Messungen oder über Softsensoren bereit gestellt? Wie sollten Daten von unterschiedlichen Datenquellen ausgewertet werden, um Information aus Daten abzuleiten?
Frau Gruber ist jetzt bei Novartis in Basel beschäftigt.

Der Preis für die beste Promotionsarbeit 2010 ging an Dr. Karsten Rebner für seine Dissertation „Ortsaufgelöste Streulichtspektroskopie an mikrostrukturierten Systemen“. Herr Dr. Rebner hat seine Arbeit in der Arbeitsgruppe von Prof. Rudolf Kessler an der Hochschule in Reutlingen durchgeführt und an der Universität Tübingen bei Prof. Dieter Oelkrug in der Physikalischen Chemie seine Promotion absolviert. Gegenstand der Arbeit war die ortsaufgelöste Charakterisierung von strukturierten Partikeln, Chromosomen und Tabletten mit Hilfe der Streulichtspektroskopie. Dafür wurde ein bereits vorhandenes Mikroskopspektralphotometer so weiter entwickelt, dass zum einen Spektroskopie mit hoher lateraler und spektraler Auflösung in einem weiten Wellenlängenbereich möglich wird und zum anderen, unterschiedliche Imaging Techniken, wie Whiskbroom-, Staring- und Pushbroom Imaging im selben Gerät und am selben Objekt realisiert werden können. Neben einer Reihe von Publikationen sind diese Arbeiten auch in die Erstellung von zwei Patenten eingeflossen.
Herr Dr. Rebner ist jetzt bei der BASF in Ludwigshafen tätig.

2008/2009

Herr Phillip Trefz (Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie Pfinztal, Deutschland) wurde für seine Master Thesis „Spektroskopische Prozessanalytik zur Untersuchung der Synthese von Poly(p-phenylen-vinylen) in Mikroreaktoren“ ausgezeichnet. Gegenstand der Arbeit war die Adaption von spektroskopischer Prozessanalytik (UV/Vis-NIR und Raman-Spektroskopie) an einen kontinuierlichen Mikroreaktor-Prozess zur Synthese von leitfähigen Polymeren für OLED-Anwendungen. Mit Hilfe der von Herrn Trefz realisierten Prozessverfolgung und Prozessdiagnostik gelang es erstmalig, einen vertiefenden Einblick in die komplexen Abläufe des Syntheseprozesses zu gewinnen und dabei relevante Prozessfenster für die kontinuierliche Synthese dieser Spezialpolymere unter gleichzeitiger Nutzung der „Mikro-Effekte“ (insbesondere intensivierter Stoff- und Wärmetransport) in mikrostrukturierten Reaktoren zu identifizieren.

Herr Christian Hirschmann (University of Oulu, Finland) erhielt den Preis für seine Master Thesis “Performance Evaluation and Comparing of Novel Photoacoustic Device for Industrial Gas Analyses”. In der Arbeit wurde ein neuartiges photoakustisches Spektrometersystem zur Analyse mehrkomponentiger Gase eingesetzt, dessen Leistungsparameter und Grenzen ermittelt, sowie ein Vergleich mit herkömmlicher IR-spektroskopischer Absorptionstechnik durchgeführt. Das gute Signal-Rausch-Verhältnis und die Linearität der Photoakustik-Detektion ermöglichen eine einfache Kalibration des Systems und dessen Einsatz in der industriellen Praxis zum Bei-spiel bei der Online-Untersuchung von wasserhaltigen Abgasen.

zuletzt geändert am: 02.05.2016 10:14 Uhr von M.Sakarya