Masterarbeit in Analytischer Chemie im Bereich der Automatisierung der Datenauswertung

Das Analytische Labor der ECO3 GmbH sucht zur Unterstützung des Betriebslabors einen Studenten (m/w/d), der eine Masterarbeit in Analytischer Chemie im Bereich der Automatisierung der Datenauswertung schreiben möchte.

Situationsbeschreibung: Für unsere Produktion von Offset-Druckplatten werden eine mittlere zweistellige Zahl an verschiedenen Produktionslösungen angesetzt. Diese Produktionslösungen werden in der Lösungs-Qualitätssicherung (Lösungs-QC) nach Fertigstellung mittels unterschiedlicher spektroskopischer und nasschemischer Analyseverfahren vermessen. Auf Basis fest definierter Spezifikationen werden die Produktionslösungen von der Lösungs-QC direkt zum Einsatz freigegeben, durch weitere Chemikalienzugabe korrigiert oder verworfen.

Herausforderung: Nasschemische Messverfahren wie die Bestimmung der Viskosität liefern eindeutige Werte, welche in unserem Labor-Informations-Management-System (LIMS) einfach abgebildet werden können. Unsere Spektren hingegen werden entweder mit multivariater Statistik ausgewertet, oder es wird bei definierter Wellenlänge eine Absorption gemessen. In beiden Fällen werden Spektren auf einzelne, einfach abbildbare Werte heruntergerechnet, welche im LIMS zur Entscheidung über die Weiterverwendung der Produktionslösung verwendet werden. Mit dieser Methode lassen sich etwa 95 % der problematischen Lösungen erkennen. Es kann jedoch passieren, dass beide Auswertemethoden außergewöhnliche Spektren nicht als solche erkennen, was zu einer falsch-positiven Bewertung der Probe und schlussendlich zur Disruption der Produktion führt. Geschultes Fachpersonal konnte bisher immer im Nachgang binnen Minuten anhand der Betrachtung der Spektren feststellen, dass es sich um eine falsch-positive Einschätzung der Lösungs-QC gehandelt hat. Eine solche Betrachtung ist innerhalb der Grenzen unserer bestehenden Algorithmen und Software bisher nicht möglich und könnte das Forschungs- bzw. Entwicklungsziel einer Masterarbeit sein.

Ziele der Arbeit:

• Recherche zum aktuellen State-of-the-Art der chemometrischen Auswertung von Spektren und Auswahl von Algorithmen zur Anwendung in der Lösungs-QC.
• Weiterentwicklung gewählter Algorithmen, auch unter Einbeziehung von Maschinellem Lernen, und Implementation in ein bestehendes LIMS oder Entwicklung eines eigenen Softwareüberbaus (Python, R, C, …).
• Nutzung zahlreicher Spektren aus vergangenen Freigabemessungen zur Kalibration der entwickelten und implementierten Algorithmen.
• Eigenständiges Planen und Durchführen von Experimenten zur Ermittlung der Grenzen der entwickelten Algorithmen.

Für diese Arbeit suchen wir einen Kandidaten (m/w/d) mit einem entsprechenden Studienhintergrund, der eine Masterarbeit in einem Industrieunternehmen anfertigen möchte. Mitgebracht werden sollten Interesse und idealerweise Kenntnisse in der Analytischen Chemie und ggf. der Entwicklung chemometrischer Algorithmen. Bei der Ausgestaltung der Arbeit wird große Freiheit gewährt, eine engmaschige Betreuung insbesondere in der Anfangsphase ist aber gegeben.

Ansprechpartner für diese Ausschreibung bei der ECO3 GmbH ist der Leiter des Analytischen Labors Dr. Jonas Wielinski (jonas.wielinski@eco3.com).