Besuch bei Firmenich

An zwei Tagen im November 2009 durften Schüler der 3. Klasse OS Chemie des Kollegiums Heilig Kreuz in Freiburg die zahlreichen spannenden Errungenschaften von Firmenich entdecken und darüber einen Bericht schreiben.

Einleitung

Erdbeeraroma: eines der zahlreichen Erfolgsprodukte der Firma Firmenich (Bild: Fabien Bourqui)

Das Unternehmen Firmenich wurde 1895 von Philippe Chuit in Genf gegründet. Erst 1934 erhält es seinen heutigen Firmennamen „Firmenich“. Das kleine Familienunternehmen weitet seine Aktivitäten nach und nach aus und genießt mittlerweile internationales Renommee. Die heutige Firmenleitung wird von der 4. Generation des einstigen, kleinen Familienunternehmens geleitet.

Das Unternehmen umfasst nunmehr 22 weltweit angesiedelte Werke. Der Firmensitz und eines der drei firmeneigenen Forschungs- und Untersuchungszentren befinden sich weiterhin in Genf.

Firmenich ist ein international tätiger Aromen- und Dufthersteller für die großen und größten Parfüm-, Reinigungsmittel- und Lebensmittelunternehmen. Weltweit nimmt Firmenich den zweiten Platz in dieser Branche ein. Die jährlichen Umsatzzahlen des Unternehmens belaufen sich auf mehr als 2 Milliarden Franken.

Synthese und Reindarstellung

Synthese und Erforschung von Molekülen

LABOR VON CHRISTIAN CHAPUIS

Bei der Besichtigung des Unternehmens Firmenich konnten wir an einer Präsentation des Syntheselabors des Chemikers Christian Chapuis teilnehmen. Er hat uns vorgeführt, wie er die Synthese von Duftmittelkomponenten durchführt, wobei er normalerweise von zwei Laboranten und einem Auszubildenden unterstützt wird.

Zuerst hat er uns gezeigt, wie er die verschiedenen, in einer Warenprobe vorhandenen Moleküle bestimmt. Hierzu verwendet er eine Maschine, die GCM (Gaschromatograph gekoppelt mit einem Massenspektrometer), die die Substanz zunächst analysiert und danach Graphiken, in der die jeweiligen Mengen über Punkte dargestellt werden, sowie eine Abszissenachse bereitstellt, in der die verschiedenen Molekültypen in Klassen unterteilt dargestellt werden.

Mit diesen Ergebnissen kann er die Moleküle danach einordnen. Hierzu verwendet er ein Buch, in dem die Eigenschaften der verschiedenen Moleküle erläutert werden.

Reinigung und Trennung von Molekülen (Bild: Fabien Bourqui)

Danach hat er uns die verschiedenen Duftkomponenten gezeigt, die aus leicht veränderten, bereits bekannten Duftzutaten stammen. Er hat uns erklärt, dass beispielsweise bereits eine einfache Änderung der Verbindungen zu einem für uns angenehmer erscheinenden Geruch führt. Oder auch, dass durch das einfache Hinzufügen einer Komponentengruppe ganz andere Wahrnehmungen erfolgen, da unsere Nase höchst empfindlich auf diese Art von Veränderungen reagiert.

Schließlich konnten wir beobachten, wie der Chemiker die verschiedenen Moleküle innerhalb einer gleichen Lösung voneinander trennt.

Zuerst werden die organischen und mineralischen Moleküle voneinander getrennt. Er verwendet organische Lösungsmittel für die organischen Moleküle und nicht organische Lösungsmittel für die mineralischen Moleküle. Nach der Trennung der Moleküle gibt er diese mit den organischen Lösungsmitteln in einen Destillationsapparat. Danach kann er die in der Lösung vorhandenen Moleküle dank den verschieden hoch ausfallenden Siedetemperaturen voneinander trennen und sie später erneut in flüssiger Form separat auffangen.

Es gibt eine weitere Methode, bei der die Moleküle gefiltert werden. Der Chemiker gibt Siliziumdioxid in einen Glaszylinder, in dem die großen Moleküle von den kleinen Molekülen durch einfaches Filtern getrennt werden. Hierzu muss ein Vakuum (mithilfe einer Wasserpumpe oder einem starken Ventilator, der dazu in der Lage ist, Luft anzusaugen) in dem Behälter geschaffen werden, der sich direkt unter dem Glaszylinder befindet, um die Moleküle ganz einfach auffangen zu können.

Nachdem die Moleküle voneinander getrennt und gereinigt worden sind, gibt der Chemiker diese Moleküle in verschiedene Flakons, um sie an die anderen Abteilungen des Unternehmens zur weiteren Verarbeitung weiterleiten zu können.

Analytische Innovation

Entdeckung und Analyse von Gerüchen

LABOR VON CHRISTIAN STARKENMANN

Entdeckung neuer Düfte und unbekannter Geschmacksstoffe (Bilder: Fabien Bourqui)

Das Forscherteam um Christian Starkenmann umfasst einen Chemiker, zwei Chemie-Laboranten bzw. Laborantinnen, einen Chemielaborant-Lehrling und eine chinesische Praktikantin. Der Chemiker, Christian Starkenmann, hat uns einen herzlichen Empfang bereitet. Bei seinen zahlreichen Reisen, die ihn durch die ganze Welt führen, sucht er ständig nach neuen Düften und Gerüchen.

Unser Laborbesuch begann mit einem kleinen Experiment, einer Dünnschichtchromatographie mit einer Pfeffersynthese, die wir anschließend mit zuvor gemahlenen Pfefferkörnern vermischtem Wasser verglichen haben. Hierbei sollten die beiden Substanzen mit gleichzeitiger Trennung der verschiedenen Komponenten verglichen werden, um festzustellen, bei welcher Substanz es sich um die reinere Substanz handelt und welche Unterschiede diese beiden Substanzen aufweisen.

Danach erfüllte starker Schweißgeruch das gesamte Labor. Ziel dieses Projektes ist es, diesen Geruch erfolgreich zu bekämpfen. Speziell zum Auffangen des Schweißes der Mitarbeiter wurden ein Sportsaal und Sauna in der Firma eingerichtet. Innerhalb von drei Jahren konnten drei Liter Schweiß eingesammelt werden. Da auch die Konkurrenz an diesem Projekt arbeitet, muss sich Firmenich gegenüber den Wettbewerbsmitstreitern hervorheben.

Bei unserem Besuch hat uns Herr Starkenmann auch die firmeneigenen Gas- und Flüssigkeitschromatographen gezeigt. Mit diesen beiden Geräten können die Substanzen, aus denen die Synthesen bestehen, sehr genau bestimmt werden. Diese Geräte werden zusätzlich zur Dünnschichtchromatographie eingesetzt.

Wir konnten an verschiedenen Synthesen des Labors riechen, wie zum Beispiel an verschiedenen Pfeffersorten, Furaneol® (eines der Spitzenprodukte von Firmenich, eine Schlüsselkomponente verschiedener Aromen), das wie altes Frittierfett oder auch wie karamellisierter Zucker riecht. Ebenso konnten wir ein Szechuan-Pfefferkorn probieren. Der erste geschmackliche Eindruck ist recht enttäuschend. Danach hat das Pfefferkorn einen leicht metallischen Geschmack, so als ob wir eine Batterie auf der Zunge liegen hätten. Zum Abschluss unseres Besuches konnten wir verschiedene Fragen stellen.

Sensorielle Analyse

Geschmäcker und Wahrnehmung von Lebensmitteln

LABOR VON ISABELLE CAYEUX

Das Labor umfasst insgesamt 5 Mitarbeiter: vier Chemiker sowie eine Chemielaborantin. Frau Isabelle Cayeux hat uns ihr Labor gezeigt. In diesem Labor wird hauptsächlich nach neuen Parfüms und Düften geforscht, zudem werden deren Auswirkungen auf den Körper und die Seele untersucht. Wir haben erfahren, dass bei Firmenich® Tests durchgeführt werden, um die von einer neuen, im Labor hergestellten Substanz herbeigeführten Wirkungen zum Zeitpunkt der Markteinführung zu testen. Diese Tests werden mit mehreren Personen (Testpanelen) durchgeführt, um ein allgemeingültiges Urteil über das neue Produkt zu erlangen.

Ein grüner Sirup. Schmeckt er nach Minze? Nein, nach Zitrone! (Bild: Fabien Bourqui)

Wir konnten an verschiedenen Beispieltests teilnehmen, wodurch wir die Arbeiten dieses Labors noch besser verstehen konnten.

Beim ersten Test wurde drei Cola-Proben, von denen zwei identisch waren, in schwarzen Bechern probiert. Wir mussten die Cola-Probe erkennen, die sich von den beiden identischen Proben unterschied. Beim zweiten Test haben wir unterschiedliche geschmackliche Wahrnehmungen mithilfe einer Nasenklemme entdecken können. Beim dritten Test mussten wir an drei Filzstiften riechen und deren jeweiligen Duft erkennen. Beim vierten und letzten Test gab man uns ein grünes Erfrischungsgetränk. Danach mussten wir den von uns wahrgenommenen Geschmack dieses Getränkes beschreiben.

Chemische Analyse

Analyseverfahren

LABOR VON OLIVIER HAEFLIGER

Material und Fläschchen zur Vorbereitung von Analysenproben (Bilder: Fabien Bourqui)

In diesem Labor haben wir die Flüssigkeitschromatographie bei verschiedenen Versuchen entdecken können. Bei diesen Versuchen wurden Produktproben mit Koffein zubereitet, um anschließend den jeweiligen Koffeingehalt zu bestimmen. Die Produktprobe wird in einer Injektionsvorrichtung in einen Flüssigkeitschromatographen gegeben. Dort wird eine sehr geringe und gleichzeitig sehr präzise Produktmenge mithilfe einer Nadel entnommen.

Danach wird die Probe mithilfe von zwei verschiedenen Lösungsmitteln in den Splitter weitergeleitet, wo die verschiedenen Komponenten unter Berücksichtigung ihrer Verträglichkeit mit dem Material, aus dem die Kolonnen bestehen, getrennt werden. Die Kolonnen leiten die Informationen an einen Computer weiter, der wiederum eine Graphik bereitstellt, aus der wir die in der entnommenen Produktmenge enthaltene Koffeinkonzentration ersehen konnten. Man muss zunächst eine reine Koffeinprobe in das Gerät geben, damit es die zu analysierende Substanz erkennen und die in der ursprünglichen Produktprobe enthaltene Koffeinmenge mit reinem Koffein vergleichen kann.

Wir fanden diese Arbeitsgruppe sehr interessant, da wir beobachten konnten, wie die in den Labors verwendeten Geräte funktionieren. Wir konnten sogar eigene Produktproben erstellen und aktiv an dieser Arbeitsgruppe teilnehmen.

Quelle: Schülerinnen und Schüler der 3. Klasse OS Chemie des Kollegiums Heilig Kreuz, Freiburg