Gut ausgestattet: Bei der Komposition neuer Duft- und Geschmacksstoffe können Lars Grohmann (l.) und Uwe Schäfer von der Symrise AG auf einen großen Vorrat an Ingredienzien zurückgreifen.
Symrise AG
Die Symrise AG entwickelt, produziert und vertreibt Duft- und Geschmacksstoffe, kosmetische Grund- und Wirkstoffe sowie funktionale Inhaltsstoffe. Die etwa 30.000 Produkte des Unternehmens werden zum Großteil auf der Basis natürlicher Rohstoffe wie Vanille, Zitrusfrüchte, Blüten und Pflanzenmaterialien hergestellt. Aromen, Wirkstoffe, Parfumöle und sensorische Lösungen sind in der Regel zentrale funktionale Bestandteile in den Endprodukten der Kunden des Unternehmens. Hierzu zählen Parfum-, Kosmetik- und Lebensmittelhersteller, die pharmazeutische Industrie sowie die Produzenten von Nahrungsergänzungsmitteln, Tierfutter und Babynahrung.
Die MPS-WorkStation beschleunigt die Entwicklung neuer Duft- und Geschmacksstoffe und steigert gleichzeitig die Produktivität: Das System arbeitet bei Bedarf sieben Tage die Woche rund um die Uhr.
Ein starkes Team: Bei der Entwicklung der MPS-Mischstation (Blending Device) haben GERSTEL-Entwicklungsleiter Dirk Bremer (M.) und GERSTEL-Vertriebsleiter Michael Gröger (r.) eng mit Lars Grohmann (l.) und dessen Kollege Uwe Schäfer zusammengearbeitet.

Automatisierte Proben-Zubereitung

Die perfekte Mischung

Um im Wettbewerb die Nase vorn zu haben, setzt die Symrise AG auf innovative Produktkonzepte und weitsichtiges Handeln. Durch Automatisierung und Miniaturisierung von Schlüsselprozessen ist es dem international tätigen, in Holzminden ansässigen Unternehmen gelungen, die Produktivität seiner Aromaentwicklung auf nachhaltige Weise zu steigern.

Von 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 AG. 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. Intention des Unternehmens ist es, auch künftig schneller als der Markt zu wachsen.

Der Schlüssel zum Erfolg

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 der Symrise AG, die eine Schlüsselfunktion einnimmt bei der Entwicklung von Aromen für die unterschiedlichsten Anwendungen zum Beispiel in der Lebens- und Konsumgüterindustrie.

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 schafft Flexibilität und senkt Kosten

Das Ausmischen neuer Aromen für die sensorische Evaluierung ist üblicherweise ein arbeits- und zeitaufwendiger 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, 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, aber gleichzeitig hocheffizient zu arbeiten. Der spezielle Fokus lag daher auf einer Miniaturisierung des Mischprozesses für Entwicklungsaromen.

MultiPurposeSampler überzeugt als Mischstation

Seit vielen Jahren setzt das analytische Labor der Symrise AG den GERSTEL-MultiPurposeSampler (MPS) zur Automatisierung der Probenvorbereitung und zur Probenaufgabe in Kombination mit GC/MS-Systemen ein. Ausgerüstet sind die MPS für die automatisierte Durchführung unter anderem 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 MultiPurposeSamplers (MPS) ist es, geringste Mengen von Proben- und Standardlösungen zu transportieren. Das brachte die 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 richtig lagen“, berichten die Aromaexperten.

Den Fokus auf das Wesentliche richten

Aus technischer Sicht bietet die MPS-WorkStation in der DualHead-Ausführung eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten der Probenhandhabung. Das System lässt sich mit unterschiedlichen Werkzeugen sowie mit einer Reihe unterschiedlich dimensionierter heiz- beziehungsweise kühlbarer Trays sowie mit einer Waage ausstatten, um Dosierschritte auf das Genaueste überprüfen und protokollieren zu können. Um Kontaminationen in der Dosiereinheit zu unterbinden, ist die von der Symrise AG genutzte MPS-WorkStation mit der Dynamic Load and Wash Station (DLW) ausgestattet: „Zwischen Nadel und Spritze befindet sich eine inerte Probenschleife, in die eine definierte Menge an Aromastoff aufgenommen wird“, erklärt Lars Grohmann. Zu keiner Zeit komme die Probe mit der Flüssigspritze in Berührung und bevor nachfolgende Proben beziehungsweise Aromamuster pipettiert werden, lassen sich Probenschleife und Nadel mit bevorrateten, in der Aromaherstellung zugelassenen Spülflüssigkeiten aus der angeschlossenen DLW-Station von oben her spülen.

Auch geniale Technikerfordert ein Mit- und Umdenken

Bei der Entwicklung von Aromen kann Symrise auf ein Portfolio von über 2500 verschiedenen Ingredienzien zurückgreifen. Hierbei handelt es sich neben einheitlichen Rohstoffen („Reinsubstanzen“) auch um ätherische Öle und Extrakte. Der MultiPurposeSampler bietet, je nach Größe der verwendeten Probengebinde und Trays (VT12 für 10-mL-Vials, VT54 für 2-mL-Vials), maximal 170 Rohstoffen Platz bei vollständiger VT12-Belegung oder maximal 918 Stellplätze bei vollständiger VT54-Belegung. Durch eine geschickte Kombination der VT12- und VT54-Trays ist es gelungen, alle essenziellen Rohstoffe, die üblicherweise für Aromaentwicklungen verwendet werden, in diesem Setup zu bevorraten. Integrierte Peltier-Kühlungen stellen eine sachgemäße Lagertemperatur der oft wärmeempfindlichen Rohstoffe sicher. Zudem verfügt das Probenlager auch über eine Absaugung, um eventuelle Geruchsemissionen zu unterbinden.

Für die technische Umsetzung der Mischung von Aromarezepturen mit der GERSTEL-MPS-Dual-Head-WorkStation hat Symrise ein Datenbanktool entwickelt, das produkteigene Bestandsdaten sowie technologisch relevante Kenngrößen, etwa die spezifische Dichte, berücksichtigt und alle relevanten Rohstoffe verwaltet. Eine integrierte Exportfunktion kann die Rezeptur für Aromamischungen direkt in das Programmformat der MAESTRO-Software umwandeln, sodass die Methode unmittelbar in die MAESTRO-Software eingelesen werden kann. Es wurde darauf Wert gelegt, Rohstoffe anhand eindeutiger Produktnummern zu identifizieren sowie deren Tray- und Vial-Position exakt zuordnen zu können.

Alles in allem umfasste die Umsetzung von digitaler Datenbank und Steuersoftware eine Vielzahl von Arbeitsschritten und die Berücksichtigung unterschiedlicher Parameter. Und das System weist darauf hin, wenn fehlende oder nicht bevorratete Ingredienzien von Hand zu dosieren oder verbrauchte Mengen nachzufüllen sind, berichten Uwe Schäfer und Lars Grohmann.

Kooperation führt zum Erfolg

uf Augenhöhe begegneten sich die Aromaexperten von Symrise und die Applikations- und Softwareexperten von GERSTEL, die sich als kompetent bei der Umsetzung der verschiedenen Anforderungen erwiesen. Die Aufgabe bestand unter anderem eben darin, die Möglichkeiten der MAESTRO-Steuersoftware zu erweitern und den gewünschten Gegebenheiten etwa in puncto Lagerverwaltung, Datenübertragung, Wäge-Schritt und Datenauswertung anzupassen. „Statt von Hand Milliliter oder größere Volumina zu dosieren, genügen unter Einsatz der MPS-WorkStation wenige Mikroliter einer Zutat, um ein neues Aroma zu kreieren“, berichten Uwe Schäfer und Lars Grohmann. Die Automatisierung und gleichsam Miniaturisierung des Prozesses unter Einsatz der MPS-WorkStation habe zu einer Rohstoffeinsparung von 80 bis 90 Prozent geführt, dabei konnte ein hoher Automatisierungsgrad erreicht werden. Die MPS-Work-Station arbeite für sie 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche, wenn es darauf ankomme, freuen sich die Experten. Das heißt, während der MPS arbeite, bliebe ihnen mehr Zeit, Grenzen zu hinterfragen, Neues auszuprobieren, kurz gesagt: viel Raum für Kreativleistungen – das A und O im Aromageschäft.

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