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Kühlen mit Aerogel | Chinesische Wissenschaftler in Chengdu haben ein neues Kühlmaterial für Gebäude entwickelt. Die Mischung aus Lachssperma-DNA und Gelatine bildet nach Ultratiefkühlung eine anisotrope Aerogelstruktur. Das Material entzieht der Umgebung bei Sonnenlichteinstrahlung Wärme durch Phosphoreszenz sowie Lumineszenz und senkt dadurch die Umgebungstemperatur um bis zu 16 K. Das Aerogel lässt sich reparieren, recyceln und ist biologisch abbaubar.Science, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1126/science.adn5694">10.1126/science.adn5694</accessionid>Mars begrünen | Wie chinesische Wissenschaftler herausgefunden haben, ist das Steppenmoos Syntrichia caninervis außergewöhnlich widerstandsfähig gegenüber Austrocknung, niedrigen Temperaturen und Gammastrahlen. Sie schlagen deshalb vor, das Moos auf dem Mars als Pionierpflanze einzusetzen, damit Sauerstoff entsteht (Terraforming). Versuche unter Mars-Bedingungen verliefen aussichtsreich.The Innovation, doi: <accessionid ref="info:doi/10.1016/j.xinn.2024.100657">10.1016/j.xinn.2024.100657</accessionid>Medizin personalisieren | Die japanische Tohoku Medical Megabank Organization (Tommo) hat mehr als 100 000 Genome von Japaner:innen sequenziert und mit den entsprechenden Biodaten vernetzt. An der Analyse dieses anonymisierten japanischen Genoms auf vererbte Krankheitsmuster beteiligen sich Unternehmen der Pharma- und Lebensmittelindustrie.<a href="https://megabank.tohoku.ac.jp/english/" target="_blank">megabank.tohoku.ac.jp/english/</a>Kunststoff biologisch erzeugt | Aus CO2 will der japanische Energiekonzern JGC mit Wasserstoff-oxidierenden Bakterien in einer Gasfermentation Polymere herstellen. Dazu baut er ein Bioverfahrenstechnikzentrum in Kobe. Die rekombinanten Bakterien stammen aus der Kansai Biofoundry; das Start-up Bacchus Bioinnovation liefert sie. Das Projekt ist Teil eines Programms für mehr biologische Verfahren in der japanischen Industrie [Nachr. Chem. 2023, 71, 41].<a href="https://gc.com/jp/news/2024/20240717.html" target="_blank">gc.com/jp/news/2024/20240717.html</a>Rolf Schmid, <a href="https://www.bio4business.eu" target="_blank">www.bio4business.eu</a>

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Blick nach Asien

Kühlen mit Aerogel | Chinesische Wissenschaftler in Chengdu haben ein neues Kühlmaterial für Gebäude entwickelt. Die Mischung aus Lachssperma-DNA und Gelatine bildet nach Ultratiefkühlung eine anisotrope Aerogelstruktur. Das Material entzieht der Umgebung bei Sonnenlichteinstrahlung Wärme durch P...

Gepulstes UV-Licht liefert praxisgerecht saubere Verpackungen für Molkereiprodukte. In Bechern und Tüten deaktiviert es Mikroorganismen und Sporen ohne Rückstände, wie sie etwa beim chemischen Reinigen auftreten.Hygiene ist für Milchprodukte wie in der Joghurtabfüllung besonders wichtig, denn diese sind anfällig für Verunreinigungen durch Mikroorganismen und Pilzsporen. Diese Verunreinigungen können etwa aus den Verpackungsmaterialien stammen. Daher ist die Desinfektion der Joghurtbecher und Siegelfolien vor dem Abfüllen und Verschließen ein entscheidender Schritt in einem sicheren Produktionsprozess. Gepulstes UV-Licht ist hierfür eine praxisgerechte Lösung. Es deaktiviert viele Mikroorganismen und Sporen. Die Systeme lassen sich zudem in Produktionsanlagen integrieren.Traditionell verlassen sich Joghurthersteller bei der <link href="#nadc20244144709-fig-0001">Desinfektion der Verpackungen auf chemisches Reinigen. Dafür hat sich Wasserstoffperoxid im praktischen Einsatz bewährt. Allerdings bedeutet der Chemikalieneinsatz eine Umweltbelastung, Abfall lässt sich nie ganz vermeiden. Dampf zur Desinfektion kann hitzeempfindliche Verpackungsmaterialien schädigen. Alternativen, die eine bessere Ökobilanz bieten, sind deshalb sowohl für die Anlagenhersteller als auch für die Hersteller von Molkereiprodukten sinnvoll.<figure xml:id="nadc20244144709-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/s75K5waSCmYoSnghvpMj"><figcaption><label>Abb.1: </label>UV-Lichtimpulse töten in Kunststoffbechern Krankheitserreger und zerstören dabei deren DNA-Reparaturmechanismen. Bild: KI-generiert 2024 von Microsoft Copilot</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Sauber bis zu 99,9999 Prozent</h2>Eine Alternative zur Desinfektion mit Chemikalien ist Bestrahlen mit UV-Licht. Wie wirksam Desinfektionsmaßnahmen mit UV-Strahlung sind, hängt von der Dosis ab: Die Bestrahlungsstärke muss groß genug und die Bestrahlungszeit lang genug sein, um Mikroorganismen und Viren im gewünschten Umfang töten zu können. Kontinuierliche UV-Lichtbestrahlung greift zwar die DNA der Schädlinge an, überwindet aber oft nicht deren Reparaturmechanismen. Daher steigt die Keimzahl nach dem Verpacken wieder, was die Haltbarkeit der Milchprodukte reduzieren kann.Gepulstes Xenon-Licht aus dem <link href="#nadc20244144709-fig-0002">Programm des Waldbronner Unternehmens für optische Messtechnik, Polytec, arbeitet mit kurzen, aber energiereichen UV-Lichtimpulsen. Diese töten Krankheitserreger und zerstören dabei die Reparaturmechanismen der Mikroorganismen-DNA: Das Wasser im Zellinnern verdampft, und die Zellwände brechen auf.<figure xml:id="nadc20244144709-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/QRJcvo2T1S5KDIdKomvn"><figcaption><label>Abb.2: </label>Automatisiertes Fließbandproduktverpackungssystem (Form-Fill-Seal-Maschine) mit Desinfektion für Molkereiprodukte. Foto: Alfa Machine</figcaption></figure></figure>Das Verfahren ist von der US-amerikanischen Behörde (Food &amp; Drug Administration, FDA) zugelassen und kann anwendungsabhängig Hygieneanforderungen bis mindestens Log 6 erfüllen. Das heißt, es werden bis zu 99,9999 Prozent der schädlichen Bakterien, Pilze oder Viren getötet, was den Desinfektionsanforderungen in einem OP-Saal entspricht. Und da gepulstes Licht wenig oder gar keine Wärme erzeugt, ist es für viele Materialien verwendbar, einschließlich hitzeempfindlicher Kunststoffe.Diese Eigenschaften machen Systeme, die mit gepulstem Licht arbeiten, ideal zur Desinfektion von Joghurtbechern vor dem Befüllen. Die Systeme arbeiten schnell und lassen sich in einer Füllmaschine, einem Fördersystem oder an anderer Stelle im Herstellungsprozess integrieren. Für unterschiedliche Anwendungsgegebenheiten sind unterschiedliche UV-Lampen und Gehäuse zu Systemen kombinierbar, deren UV-Lichtabgabe dann zur jeweiligen Anwendung passt.Prinzipiell lässt sich so jeder Lebensmittelbehälter desinfizieren, der eine ausreichend weite Öffnung hat, einschließlich Flaschen und Dosen. Die lebensmittelechten, waschbeständigen Lampengehäuse bestehen aus Edelstahl und gelten als wasser- und staubdicht. Sie erfüllen etwa die deutsche Norm für den Schutz elektronischer Geräte vor Eindringen von Staub und Wasser bei kurzem Untertauchen (ingress protection, IP67). Zudem entsprechen sie dem Standard der US-amerikanischen Vereinigung National Electrical Manufacturers Association (Nema-4X). Dieser spezifiziert Gehäuse für den Innen- und Außenbereich, in erster Linie zum Schutz vor Korrosion, von Wind verwehtem Staub, Regen, Spritzwasser, Wasser aus Schläuchen und Eisbildung. Die Lampeneinheit lässt sich an bestehende Fördersysteme anschrauben und so positionieren, dass sie die Bewegung der Verpackung auf dem Band nicht beeinträchtigt.<h2 type="main">Lineare Becherfüllanlage</h2>Der griechische Maschinenbauer Alfa Machine beispielsweise verbaut gepulste Xenon-Systeme von Polytec in seinen Fill-Seal-Maschinen für Molkereiprodukte: eines für die Desinfektion der Becher und eines für die Desinfektion der Siegelfolien. Die lineare Becherfüllanlage hat eine Produktionskapazität von 15 000 bis 18 000 Bechern pro Stunde, abhängig von der Viskosität des jeweiligen Produkts. Sie eignet sich für alle flüssigen bis viskosen Lebensmittelprodukte wie Joghurt, Milchcremes, Desserts, Fertiggerichte, Butter oder Streichkäse. Dabei bietet die gepulste UV-Technik eine hohe Spitzenenergie für eine effiziente Dekontamination von Bechern und Deckeln bis zu Log 4, das heißt, es werden bis zu 99,99 Prozent der Mikroorganismen getötet.Um die Becher zu desinfizieren, wird jeder mit UV-Impulsen bestrahlt. Die Lampe ist über dem Förderband angeordnet, sodass jeweils zehn Becher gleichzeitig behandelt werden. Das dauert nicht länger als 0,5 bis 1 Sekunde, und die Desinfektion hält mit der Produktionsgeschwindigkeit Schritt. Die Siegelfolie für den Verschlussdeckel wird auf gleiche Weise von mikrobiologischen Verunreinigungen befreit. Hierfür ist die zweite UV-Lampe nach der Folienzuführung in der Anlage integriert.Das Verfahren benötigt weniger Energie als konventionelle Desinfektionslösungen. Die Kühlung der Lampen sorgt dafür, dass die Molkereiprodukte bei Durchlaufen der Desinfektion keine Wärme abbekommen, und das dichte, abwaschbare Lampengehäuse aus Edelstahl lässt sich bei Bedarf einfach mit dem Dampfstrahl reinigen. Zudem ist das Desinfektionssystem benutzerfreundlich und reduziert damit die Komplexität der Betriebsabläufe.<h2 type="main">Der Autor und die Autorin</h2>Den Beitrag verfasst haben Peter Schullerer, Vertrieb Photonik bei Polytec (E-Mail: <a href="mailto:p.schullerer@polytec.de">p.schullerer@polytec.de</a>) und Ellen-Christine Reiff vom Redaktionsbüro Stutensee. <a href="https://www.rbsonline.de" target="_blank">www.rbsonline.de</a>

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