Industrielle Formulierer: die Chemie des Unsichtbaren

Chemie kann sich schon mal komplex und schwer verständlich anfühlen. Jedes Produkt enthält viele verschiedene Inhaltsstoffe, die miteinander interagieren – so ist manchmal unklar, welcher Inhaltsstoff was bewirkt. Die meisten Produkte in unserem Haushaut und der Industrie bestehen aus Formulierungen. Diese enthalten Inhaltsstoffe, die nicht chemisch miteinander reagieren, aber in Kombination mit einem Produkt zu einem bestimmten Ergebnissen führen. Die richtige Kombination von Inhaltsstoffen und die beste Anwendung für die Formulierung zu finden kann jedoch eine große Herausforderung sein. Bei BASF liegt die Aufgabe, die richtigen Inhaltsstoffe zu finden und so die Leistung der Produkte unserer Kunden zu verbessern, in den Händen von Padma Prabodh Varanasi und seinem Team.

Was es mit industriellen Formulierern auf sich hat

Die Einheit industrielle Formulierer im BASF-Unternehmensbereich Care Chemicals entwickelt und testet Produkte, zum Beispiel für Beschichtungen, Bauwesen, Pflanzenschutz, Nährstoffe für Pflanzen oder Tiergesundheit. Formulierer helfen, die Eigenschaften von Substanzen zu verändern, "ohne die Zusammensetzung des Materials zu verändern", erklärt Varanasi. So können sie zum Beispiel die Schaumbildung eines Reinigungsmittels steuern oder Zement eine bestimmte Konsistenz verleihen, damit er nicht zu schnell trocknet.

Chelate sind beispielsweise Inhaltsstoffe, die Metallionen wie Kalzium- oder Magnesiumionen, die häufig in hartem Wasser vorkommen, binden können und verhindern, dass sie sich ablagern. Die Chelate von BASF sind normalerweise Bestandteil von Spülmaschinentabs, Reinigungsmitteln und Mikronährstoffen für Pflanzen. Auch Rohstoffe für die Herstellung von Bindemitteln in Farben liefert BASF an ihre Kunden. Haushaltsfarben enthalten Pigmente und ein Bindemittel, das die Partikel miteinander verbindet und dazu beiträgt, dass die Farbe auf den Wänden bleibt. Diese Rohstoffe können organisch sein oder aus anderen Materialien hergestellt werden.

Ein Chemieingenieur auf der Suche nach Antworten

Geboren und aufgewachsen in Indien, studierte Varanasi Chemieingenieurwesen, genau wie sein Vater und sein Bruder. Er entschied sich, nach Amerika zu kommen, um dort zu promovieren. Unter den renommierten Fachleuten, die ihn beeinflussten, war auch der inzwischen emeritierte Professor Eli Ruckenstein. Varanasi ist seit 11 Jahren bei BASF. In dieser Zeit hat er mehrere Forschungs- und Entwicklungsgruppen geleitet, darunter die Gruppe, die an der Entwicklung eines Polymers namens Sokalan HP20 für Wäschereianwendungen beteiligt war, und mit dem BASF Innovation Award, der höchsten Auszeichnung, die die BASF für innovative Initiativen vergibt, prämiert wurde. 

Neugierde und ein klares Gespür für den Kern des Problems sind, wie Varanasi es ausdrückt, die wichtigsten Motivatoren für ihn und sein Team. Um die richtige Anwendung für ein ungelöstes Kundenbedürfnis zu finden, ist es entscheidend, "ein grundlegendes Verständnis für die Wissenschaft hinter diesem Bedürfnis zu haben. Was bedeutet das wissenschaftlich? Und wenn man das einmal verstanden hat, kann man über die geeignete Chemie nachdenken, um die ermittelten Parameter zu beeinflussen", erklärt er.

Dieses Streben nach einem tieferen Verständnis hat dazu geführt, dass Varanasi mit seiner mehr als 35-jährigen Erfahrung an 30 Forschungspublikationen und Präsentationen in internationalen Fachzeitschriften sowie an 100 Patentanmeldungen in den USA und im Ausland beteiligt war. Für seine beruflichen Leistungen auf dem Gebiet der Tenside (Substanzen, die die Oberflächenspannung verringern und die Verteilbarkeit erhöhen, z. B. in Waschmitteln) wurde er 2022 mit dem Samuel Rosen Memorial Award der Abteilung für Tenside und Waschmittel der American Oil Chemists Society (AOCS) ausgezeichnet.

Die Herausforderungen bei der Suche nach der richtigen Lösung

Eine der größten Herausforderungen für das Team von Varanasi besteht darin, dass jede Formulierung eine messbare, objektive Wirkung haben muss. Hilft zum Beispiel die Formulierung "X" tatsächlich bei der Unkrautbekämpfung? Wie viele Risse bekommt der Zement mit der Formulierung "Y"? Wie sieht es im Vergleich zu anderen Produkten auf dem Markt aus? Es gibt keinen Raum für Subjektivität oder Vermutungen – bei den Ergebnissen spielt es keine Rolle, wie eine Gruppe von Menschen über das Produkt denkt. Wenn die BASF-Formulierung das Problem lösen kann, wird der Prozess viel leichter. Wenn nicht, hilft es, die Zusammenhänge des Problems bis ins Detail zu verstehen, um einen Schritt weiter zur Lösung zu kommen.

Auch das Testen von industriellen Produkten kann schwierig sein, weil sie in einem viel größeren Maßstab erprobt werden müssen und es nicht immer möglich ist, den Prozess im BASF-Labor in den USA zu imitieren. Aus diesem Grund unterhält Varanasi enge Beziehungen zu Universitäten und externen Speziallabors, die helfen, den Entwicklungsprozess zu beschleunigen. Die Zusammenarbeit und der häufige Austausch mit BASF-Labors aus anderen Regionen sind ebenfalls wichtig, um den Prozess zu beschleunigen – nicht nur in Bezug auf Tests und Datenerfassung, sondern auch um Ideen auszutauschen und bewährte Verfahren weiterzugeben. So wird keine Zeit mit Produkten, die bereits entwickelt wurden, verschwendet. 

Jeden Tag werden neue Formulierungen und Anwendungen entdeckt, und Wissenschaftler wie Prabodh Varanasi sind der Schlüssel, um Innovationen und Veränderungen innerhalb der BASF und in verschiedenen Industrien voranzutreiben.

Doch trotz all seiner Erfolge ist er noch lange nicht fertig. In seinen Worten:

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