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Ein Tag mit dem Bio- unD Chemieingenieurwesen - Was steckt dahinter?

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Die Herstellung von Duschgel, Waschpulver oder Kosmetik ist einer der wichtigsten und wohl zugleich auch bekanntesten Zweige der chemischen Industrie im Bereich der Konsumgüter. Bio- und Chemieingenieurinnen und Chemieingenieure helfen mit, dass die Erfindungen nicht nur in der Retorte gelingen, sondern auch im Supermarktregal stehen.

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Schuhe mit gedämpften Sohlen, Schuhe mit weichen Sohlen, Schuhe mit feuchtigkeitsabtransportierenden Eigenschaften, Schuhe, die im Dunklen leuchten... Längst sind Schuhe aus Kunststoff nicht mehr schlecht für die Füße. Bio- und Chemieingenieurinnen und Chemieingenieure sorgen dafür, dass immer neue und verbesserte Materialien auf den Markt kommen.

Joghurt

Bei der Jogurtherstellung kommen Bio- und Chemieingenieurinnen und Bio- und Chemieingenieure gleich vielfach ins Spiel: Bei der Produktion im Industriemaßstab, bei der Herstellung der Aromastoffe (so viele Erdbeeren gäbe es nicht auf der Welt!), bei der Lebensmittelaufsichtsbehörde, die kontrolliert, ob in den Lebensmittel produzierenden Unternehmen alles hygienisch zugeht, bei der Verpackung (die Jogurtbecher bestehen aus Kunststoff) und und und. Du magst gar keinen Jogurt? Auch Nutella gäbe es nicht ohne Ingenieurinnen und Ingenieure.

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Ingenieure und Ingenieurinnen arbeiten an verbesserten Kraftstoffen und Motoren und an alternativen Energien.
Die Umweltplakette gibt es nur für Fahrzeuge, deren Feinstaubbelastung einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet. Und nur mit der Umweltplakette kommt man in bestimmte Stadtteile hinein. Ganz gleich, ob es darum geht, verbesserte oder alternative Kraftstoffe und Antriebe zu entwickeln, die Verbrennung selbst effektiver zu machen oder die Abgase nachzubehandeln - Ingenieurinnen und Ingenieure sind überall dabei.
Immer nachdrücklicher fordert der Klimawandel Ressourcen und Energie sparende, nachhaltige Verfahren. Werden in einigen Jahren Fahrzeuge serienmäßig mit der Brennstoffzelle, also auf der Grundlage von Wasserstoff oder Alkohol fahren? Werden wir mit der Brennstoffzelle oder mit Solarenergie unsere Wohnungen heizen, oder werden wir unsere Computer mit der Energie von Mikroben betreiben? Viele knifflige Fragen sind bis dahin noch zu lösen.

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Farben und Lacke, Gummi und Reifen, in der Chemieindustrie hergestellte Werkstoffe überall - von A wie Armaturen (aus Kunststoff) bis Z wie Zündkerze (aus Keramik). Kein Bus, kein Auto könnte rollen ohne Ingenieurinnen und Ingenieure und auch der Tank bliebe leer ohne sie!

Bild: pixelio.de / Michael Kirchhoff

Auch im Hörsaal ist das Bio- und Chemieingenieurwesen dabei: Der Kunststoff für die Tische entsteht in der Chemieindustrie, auch die Kreide, mit der der Professor schreibt, oder die Farbe für die Stühle, genau wie die Kristalle in meinem LCD-Bildschirm. Eines tages könnte mein Laptop mit Strom betrieben werden, der von Mikroben erzeugt wird. Noch ist das Zukunftsmusik, aber Forscherinnen und Forscher arbeiten schon daran.

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Bei der industriellen Herstellung von Getränken sind Fachleute gefragt. Jogurt, Cola, Bier, Bionade ... alle Lebensmittel aus der Großproduktion entstehen unter Beteiligung von Bio- und Chemieingenieuren und -ingenieurinnen. Sie entwerfen, betreuen und überwachen die Produktionsprozesse, sie tüfteln mit an neuen Leckereien, sie garantieren, dass Cola immer und überall gleich schmeckt. Und ohne Chemieindustrie gibts keine Kosmetikprodukte in großen Serien - damit auch keine Sonnencreme und kein unbeschwertes Sonnenbad!

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Daran, dass in der Bibliothek trotz vieler Menschen die Luft nicht dick wird, haben Ingenieure und Ingenieurinnen einen Anteil. Angenehme 22 Grad und 50 % Feuchtigkeit, so soll es sein, ob Sommer oder Winter. Dafür müssen in der Abluftanlage viele Prozesse überwacht und gesteuert werden.
"Materialien der Zukunft": Eine spannende Aufgabe, nicht nur für Ingenieurinnen und Ingenieure. Bikinis aus Mais, biologisch abbaubare Plastiktüten, selbst reinigende Oberflächen - vieles davon gibt es schon, noch mehr wird kommen: z. B. sogennante „intelligente Freisetzungssysteme“, die erkennen, wann dem Körper ein bestimmter medizinischer Wirkstoff fehlt und diesen dann gezielt freisetzen. So könnte mit einem Insulinpflaster auf der Haut der Blutzuckergehalt reguliert werden.

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Omas Brille ist aus Kunststoff und der wird in der chemischen Industrie gefertigt, aus der auch der Sekundenkleber kommt. Und wenn sie heute - trotz ihrer Diabetes - ein ganz normales Leben führen kann, dann auch deshalb, weil es gelang, Mikroorganismen gentechnisch so zu verändern, dass sie Insulin produzieren und Ingenieure und Ingenieurinnen dieses Insulin in Großproduktion für alle verfügbar machten. Das neue Insulin hat jetzt viel weniger Nebenwirkungen als das alte, das früher aus Rinderbauchspeicheldrüsen gewonnen wurde.

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Weiße Wäsche bei 30 Grad? Und sauber? Wie geht das? Das geht nur mit besonders aktiven Tensiden oder mit dem Zusatz von Enzymen biologischen Ursprungs. Auch Abwasserreinigung geht nicht ohne Bio- und Chemieingenieure und -ingenieurinnen. Hier gibt es eine Vielzahl von Verfahren, um das verbrauchte Wasser wieder trinkbar zu machen: mechanische, chemische und biologische. Chemisch und biologisch abgetrennt werden Schadstoffe wie Lösungsmittel, Medikamentenreste oder Schwermetalle. Chemisch trennt man sie ab durch chemische Reaktionen zu ungefährlichen Stoffen, biologisch durch Mikroorganismen, die unseren "Dreck" buchstäblich wegfressen; weil sie sich von bestimmten Stoffen ernähren und diese dann umwandeln in Energie oder in ungefährliche Stoffe.

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Bierbrauen ist Biotechnologie? Ja, denn Hefen sind Mikroorganismen. Schon bei den alten Römern gab es das Bierbrauen. Auch heute noch beruht die Herstellung auf denselben Grundverfahren - nur im industriellen Maßstab.

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In der pharmazeutischen Industrie arbeiten viele Bio und Chemieingenieure und -ingenieurinnen. In diesem Bereich herrschen höchste Reinheitsanforderungen. Diese einzuhalten erweist sich bei der Produktion in großen Maßstäben oft als schwierig. Hier gilt es, die Prozesse so zu gestalten, dass immer eine hochreine und damit ungefährliche Produktion garantiert wird.
Auch die Kosten der Einsatzstoffe in der Pharmazie sind sehr hoch. Bio und Chemieingenieurinnen und -ingenieure helfen mit ihrem Wissen, die Produktionsprozesse so zu optimieren, dass das richtige Endprodukt ensteht und möglichst viel davon - mit möglichst wenig (unerwünschten) Nebenprodukten. Katalysatoren (chemische oder biologische Verbindungen, die die Reaktion in die gewünsche Richtung beeinflussen) können dabei eine eine wichtige Rolle spielen.