2815
Prof. Dr.-Ing. Manfred H. Wagner, Technische Universität Berlin, Polymertechnik
Kunststofftechnikum
Abstract:
Der die Excursionsgeschwindigkeit von Polymerschmelzen begrenzende Sharkskin-Effekt kann durch die Zugabe entsprechender Verarbeitungshilfsmittel, die meist fluorierte Elastomere enthalten, zu höheren Produktionsgeschwindigkeiten verschoben werden. Untersucht wurde die Eignung von fluorfreien Zusatzstoffen, die bisher nicht dafür eingesetzt wurden. Das positive Untersuchungsergebnis zeigt Alternativen zu herkömmlichen Verarbeitungshilfsmitteln auf, die eine ökologisch bessere und nachhaltige Polymerverarbeitung ermöglichen.
2816
Neues Verfahren zur fermentativen Herstellung von Diaminopentan
Prof. Dr. Christoph Wittmannl TU Braunschweig, Institut f. Bioverfahrenstechnik
Abstract:
Im Projekt wurde das Bodenbakterium Corynebacterium glutamicumdurch moderne Technologien der Systembiotechnologie zielgerichtet zu einem maßgeschneiderten Produktionsstamm für die fermentative Herstellung von 1,5-Diaminopentan optimiert. Dabei wurden quantitative Omics-Analysen, systemweite Netzwerk-Modellierung sowie gezielte genetische Modifikation für die wissensbasierte Optimierung gekoppelt. Das Diamin stellt u.a. als Baustein für Biopolyamide eine Plattformchemikalie mit enormem Zukunftspotential dar.
2818
Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ausgewählter Nanomaterialien
Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Mädler, Universität Bremenl Fachbereich Produktionstechnik
Abstract:
Over the last decade, newly synthesized nanomaterials (NMs) have been found to exhibit fascinating physicochemical properties (size, shape, and composition, surface) that allow them to easily translocate cell membranes, efficiently bind molecular species, and catalyze chemical reactions1. In accordance with their enhanced properties, NM has been proposed for use in the fabrication of various devices such as drug and gene delivery, biosensors, virus inhibitors, and protein immobilizers. However, massive quantities of NM would need to be produced for these applications.
2819
Prof. Dr.-Ing. Heike Schuchmannl Karlsruher Institut für Technologie - KIT, Food Process Engineering
Abstract:
Optimizing food processes demands controlling flow of complex food matrices. CFD simulations are an important instrument in understanding it on a microscopic level, especially when measurement techniques do not really exist or cannot be applied as in processes in which high pressures, temperatures and flow velocities act on multi-phase systems. In this study, local flow of complex food matrices in an extrusion (i.e. twin screw extruder) was simulated by ANSYS POLYFLOW®. Furthermore, to investigate the dispersion of low viscous oil droplets (i.e. middle chain triglycerides) in plasticized starch matrices under extrusion-type conditions, experiments by means of a specific shear cell were performed. The efficiency of dispersive mixing of food-grade triglycerides of Newtonian behaviour in rheologically complex plasticized starch matrices was evaluated. Simulation results were validated quantitatively by experimental data obtained from extrusion trials.
2820
Fischer-Tropsch-Synthese in Mikro-Festbettreaktoren
Prof. Dr.-Ing. Thomas Turek, TU Clausthal, Institut für Chemische Verfahrenstechnik
Abstract:
Im Rahmen des Projektes wurden Untersuchungen zur Niedertemperatur-Fischer-Tropsch-Synthese in Mikrofestbettreaktoren an Cobalt-Katalysatoren durchgeführt. Es wurden kinetische Messungen und Druckverlustmessungen bei Variation verschiedener Parameter durchgeführt. Basierend auf den experimentellen Daten wurde ein Reaktormodell entwickelt, mit dem der Liquid Holdup unter Reaktionsbedingungen bestimmt werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fischer-Tropsch-Synthese in Mikrofestbetten bei hohen Produktivitäten und akzeptablen Druckverlusten durchführbar ist.
2821
Synthons aus nachwachsenden Rohstoffen: Biotechnologische Produktion von (R)-3-Hydroxybuttersäure
Prof. Dr. Dieter Jendrossek
Universität Stuttgart, Zentrum für Bioverfahrenstechnik, Institut für Mikrobiologie
Abstract:
2824
Entwicklung eines Prozessmodells für die fermentative Gewinnung von Milchsäure
Prof. Dr. Benno Kunz, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Lebensmitteltechnologie
Abstract:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Modells zur Vorhersage der Milchsäuresynthese aus Lignocellulose-Hydrolysaten unterschiedlicher Zusammensetzung. Das Modell soll das Wachstum der Mikroorganismen und die Produktbildung quantitativ beschreiben, wobei sowohl der sequentielle als auch der simultane Abbau der in den Reststoffen enthaltenen Monosaccharide berücksichtigt wird. Die Entwicklung dieses Modells erfolgt mithilfe von Modellmedien. Hierbei werden zunächst Teilmodelle für die relevanten Monosaccharide in Einzel-Substrat-Situationen formuliert. Aus diesen Teilmodellen soll anschließend ein Prozessmodell für ein komplexes Substrat entwickelt und mithilfe von Modellreststoffen verifiziert werden.
2825
Prof. Dr. Ulrich Stimming, Physik-Department der Technischen Universität München
Abstract:
In dieser Arbeit wurden Platin- und Gold-Nanopartikel geträgert auf kristallinen und planaren Kohlenstoffsubstraten (Graphit und Diamant) hergestellt und auf ihre elektrokatalytischen Eigenschaften hin untersucht. Die Metall-Nanopartikel wurden mittels elektrochemischer Abscheidung präpariert, was eine gezielte Variation der Partikelgrößen bei konstanter Partikeldichte ermöglicht. Partikelgrößen im Bereich zwischen 1nm und einigen 10nm wurden erreicht. Die elektrokatalytischen Messungen bzgl. der Wasserstoffreaktionen zeigen für beide Edelmetalle keine Abhängigkeit der Aktivität von der Partikelgröße.
2826
Prof. Dr. rer. nat. Thomas Bley, TU Dresden, Inst. für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik
Abstract:
Im Projekt wurden erfolgreich pflanzliche in vitro Kulturen von Salbei erzeugt, die in der Lage sind die pharmakologisch interessanten Triterpensäuren Oleanol- und Ursolsäure zu produzieren. Mit Hilfe der Durchflusszytometrie wurden die DNA-Profile der Suspensionen untersucht, welche erhebliche Veränderungen gegenüber denen der Ursprungspflanze zeigten. Durch ein Screening mit der GC-MS wurden weitere interessante Inhaltsstoffe identifiziert.
2827
Prof. Dr. Angelika Brückner, Leibniz-Institut für Katalyse e.V., FB Katalyse
Abstract:
In diesem Projekt wurden Reihen von vanadiumhaltigen VMON-Oxynitriden (M = Al, Zr, Mo, Bi oder Sb) in der Ammoxidation von 3-Picolin zu 3 Cyanopyridin untersucht und mit verschiedenen physikochemischen ex situ-Methoden (ICP-OES, BET, XPS, XRD) und (gerkoppelten) in situ- und operando-Techniken (UV-vis-DRS, laser-Raman, EPR/UVvis/ Raman/GC) zur Ermittlung von Struktur-Wirkungsbeziehungen untersucht.
2828
Prof. Dr. Jörg Kärger, Universität Leipzig, Experimentelle Physik I
Abstract:
Die Etablierung der Methoden des Micro-Imaging, also der Interferenz- und der IR-Mikroskopie (IFM und IRM, siehe z.B. [1-3]), zur Beobachtung transienter Konzentrationsprofile von Gastmolekülen innerhalb der Poren- und Kanalstruktur nanoporöser Materialien, wie beispielsweise Zeolithen, Metall-Organischen Gerüstverbindungen (MOFs) oder porösen Gläsern, stellt eine wichtige Bereicherung im Methodenspektrum des Chemieingenieurswesen dar. Die zeit- und ortsaufgelösten Messdaten bieten nicht nur direkten Zugriff auf die Geschwindigkeit der Diffusion, die dem Sorptionsprozess zugrunde liegt, sondern erlauben ferner auch die Bestimmung von Barrieren, die den Stofftransport an inneren oder äußeren Oberflächen eines porösen Kristalls behindern.
2830
Entwicklung und Anwendung von Aptamer-basierten Microarrays zum Nachweis rekombinanter Proteine
Prof. Dr.rer.nat. Thomas Scheper, Leibniz Universität Hannover, Institut für Technische
Abstract:
2834
Peptid-Reinigung im Array-Format
Abstract:
Hochkomplexe Peptidarrays gewinnen in den Biowissenschaften zunehmend an Bedeutung, da mit ihnen parallelisierte Bindungsstudien an einer Vielzahl von Molekülen durchgeführt werden können. Ab einer bestimmten Peptidvielfalt ist es üblich die Peptide des Arrays direkt auf dem Trägermaterial durch in situ Synthese herzustellen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass neben den gewünschten Peptiden auch Abbruchprodukte entstehen, die ebenfalls an den Träger gebunden sind und bei der Auslese von Bindungsereignissen stören können.
2835
Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück, Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Physikalische Chemie II
Abstract:
In einer systematischen Untersuchung verschiedener Imidazolium-basierter ionischer Flüssigkeiten (Ionic Liquids, ILs) mittels Photoelektronenspektroskopie wurden wichtige neue Erkenntnisse gewonnen. Diese betreffen den Einfluss der chemischen Eigenschaften auf die Oberflächenzusammensetzung und Oberflächenspannung hydrophober und hydrophiler ILs, Anreicherungseffekte (z.B. von Rh-Komplexen), chemische Reaktionen in ILs, die Wechselwirkung von ILs mit Gasen (NH3, CO2) und die Herstellung ultradünner IL Filme.
2840
Chemoselektive Fluoreszenzmarkierung von Proteinen durch eine Staudinger-Phosphit-Reaktion
Dr. Christian P. R. Hackenberger, Freie Universität Berlin, Institut für Chemie u. Biochemie
Abstract:
Innerhalb der zweijährigen Förderung ist es der Stipendiatin Frau Wilkening gelungen, einige methodische Entwicklungen der Staudinger-Phosphit Reaktionen zu entwickeln, die in hochrangigen Journalen publiziert worden sind. Diese Reaktionen bildeten die Grundlagen für weitreichende Applikationen der chemoselektiven Staudinger-Phosphit Reaktion in biotechnologischen Anwendungen, u.a. in einer chemischen Phosphorylierungs-, PEGylierungs- und Biotinlyierungsstrategie, die derzeit in Zusammenarbeit mit industriellen Partnern weiterentwickelt und kommerzialisiert werden.
2841
Assay-Entwicklung und Inhibitorsynthese für die Trans-Sialidase aus Trypanosoma cruzi
Prof. Dr. Joachim Thiem, Universität Hamburg, Institut für Organische Chemie
Abstract:
Bei der südamerkanischen Trypanosomiasis (Chagas Krankheit) bewirkt die Transsialidase von Trypanosoma cruzi (TcTS) die Übertragung terminaler N-Acetylneuraminsäure von humanen Zellen auf die Zellepitope des Pathogens. Mit diesem ungewöhnlichen Übertragungsmechnismus schützt sich das Pathogen gegen die Erkennung und Eliminierung durch das humane Immunsystem. Bis heute gibt es keine wirksamen Inhibitoren gegen TcTS. Deshalb wird hier der Ansatz verfolgt, C-Sialoside mit aromatischen Funktionsgruppen zu gewinnen, die sowohl der Enzymhydrolyse widerstehen als auch zur Erkennung des Enzyms über seine spezifischen aromatischen Aminosäuresequenzen beitragen. Durch Metathesereaktionen werden eine Reihe aromatisch-funktionalisierter C-Sialoside gewonnen, und die Verbindungen weiter modifiziert. Oberflächenplasmonresonanzstudien mit zwölf neuen Liganden weisen einige Derivate auf, deren Affinitätskonstante interessant ist. Erste Inhibitortests zeigen deutliche Modulationen der TcTS-Transferwirkung. Weitere Studien aufbauend und ausgehend von diesen Derivaten sind von Interesse.
2842
Modellierung der Rektifikation viskoser Systeme in Packungskolonnen
Prof. Dr.-Ing. Eugeny Kenig, Universität Paderborn, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik
Abstract:
Im Rahmen dieser Arbeit wurde basierend auf tomographischen Untersuchungen der Flüssigkeitsströmung in strukturierten Packungen ein neuer Modellierungsansatz zur Beschreibung der Rektifikation viskoser Systeme entwickelt. Die tomographischen Ergebnisse zeigten, dass die Flüssigkeit in Form von Filmen und Flüssigkeitsansammlungen an Kontaktstellen der gewellten Packungslagen sowie in gefüllten Packungskanälen fließt. Dabei wird der Anteil an gefüllten Kanälen mit steigender Flüssigkeitsbelastung und Viskosität größer. Diese Beobachtungen wurden im Modell basierend auf hydrodynamischen Analogien zwischen der realen Strömung und einfachen fluiddynamischen Elementen berücksichtigt. Es konnte gezeigt werden, dass der neue Modellierungsansatz für die Beschreibung von Stoffsystemen mit nicht-filmartigen Strömungsverhalten in Kolonnen mit strukturierten Packungen geeignet ist.
2844
Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraume, TU Berlin, Institut für Verfahrenstechnik
Abstract:
An evaluation of several breakagerates from the literature based on single drop experiments was carried out.This data was collected in a single drop breakage cell under turbulent conditions, comparable to those in a stirred tank.For a constant initial diameter and flow velocity at least 750 single drops have been investigated to measure the break age time and probability,using high-speed imaging.These results were used for the determination of break agerates by the product of the inverse of break age time and the break age probability.The same subdivision was carried out for the literature models.
2845
Numbering-up Konzepte für Flüssig-flüssig-Systeme in Kapillarreaktoren
Prof. Dr. David W. Agar, Technische Universität Dortmund, FB Bio- und Chemieingenieurwesen
Abstract:
In order to fully exploit the outstanding mass transfer characteristics of liquid-liquid slug flow in capillaries for technical extraction processes, it is necessary to employ numbering-up to retain the underlying benefits of microscale operation. For optimal performance, each of the parallelized capillaries should be operated at the same flow rate, a similar phase ratio and with a single, uniform slug structure. Since the fabrication tolerances of microstructures make it difficult to construct distributors generating the uniform multiphase flow sought, a simple and affordable scheme for monitoring and regulating the slug flow in individual capillaries has been developed. The concept was implemented successfully for both simple aqueous-organic biphasic flows and with more challenging systems exhibiting flow multiplicities as a consequence of viscosity changes.
2847
Humanes Trachea-Gewebemodell zur Optimierung von Health-Care- und Medizin-Produkten
Prof. Dr. Thomas Hirth, Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik
Abstract:
Die Luftröhre stellt im Respirationstrakt eine wichtige Barriere gegen unterschiedlichste Krankheitserreger und Umwelteinflüsse dar. Neben der Aufrechterhaltung des Lumens für die Passage der Atemluft und deren Anfeuchtung sowie Erwärmung, stellt eine weitere wichtige Funktion die mukoziliäre Clearance dar, ein Reinigungsmechanismus der auf der Schleimproduktion und dem metachronen Zilienschlag trachealer Epithelzellen beruht. Dabei werden eingeatmete Partikel an einen oberflächlichen Schleimfilm in der Luftröhre zunächst gebunden und anschließend durch einen metachronen Zilienschlag Richtung Pharynx abtransportiert.
2849
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kulozik, Technische Universität München, LS für Lebensmittelverfahrenstechnik und Molkereitechnologie
Abstract:
In diesem Projekt wurde Caseinomakropeptid in seiner glykosylierten sowie nicht-glykosylierten Form getrennt voneinander als Substrat für enzymatische Hydrolysen eingesetzt. Dabei konnte ein protektiver Effekt der gebundenen Glykane auf das Peptidgrundgerüst aufgezeigt werden. Des Weiteren konnte die Freisetzung gewünschter Peptide gezielt durch Variation der Hydrolysebedingungen beeinflusst werden. Die Wahl der Reaktionstemperatur konnte dabei als effektives Tool zur Steuerung der Enzymaffinität und die Wahl des pH-Werts vor allem zur Steuerung der Enzymaktivität eingesetzt werden.
2850
Validierung von CFD Submodellen von reagierenden und nicht reagierenden Strömungen
Prof. Dr. Axel Schönbucher, Universität Duisburg-Essen, Institut für Technische Chemie I
Abstract:
Mit CFD werden unter Verwendung der Large-Eddy-Simulation und eines assumed-pdf-Ansatzes transiente und zeitlich-gemittelte Flammentemperaturen, Flammengasdichten und Spezieskonzentrationen in einer Hexanflamme vorhersagt. Mit den vorhergesagten Flammengasdichten und Spezieskonzentrationen lassen sich, unter Berücksichtigung der spezifischen Refraktion des Flammengasgemisches, Brechzahlfelder berechnen. Durch Integration von dicht aufeinander folgenden x,y-Schnittebenen der Brechzahldifferenz von Flamme und Umgebung lassen sich Interferogramme, sowohl reagierender (Flamme) als auch nicht reagierender Strömungen (Helium) vorhersagen. Zur Validierung der CFD-Submodelle wurden die simulierten Dichte-, Konzentrations- und Temperaturprofile mit den experimentellen Profilen verglichen, wobei eine ziemlich gute Übereinstimmung erzielt wurde. Es zeigte sich, dass die verwendeten Submodelle zur Vorhersage von insbesondere reagierender als auch nicht reagierender Strömungen geeignet sind und als validiert betrachtet werden können.
2851
Halophile Nitrifikation von Abwässern aus der Speisegelatineherstellung
Priv.-Doz. Dr. Claudia Gallert, Karlsruher Institut für Technologie - KIT, Institut für Ingenieurbiologie und Biotechnologie des Abwassers
Abstract:
Um salzhaltige Abwässer biologisch zu reinigen ist eine speziell an den Salzgehalt adaptierte Biomasse oder aus einem halophilen Milieu angereichte Biomasse erforderlich. Um einen stabilen Reinigungsprozess zu realisieren, werden bevorzugt Biofilm-basierte Reaktoren wie z.B. Festbett- oder Wirbelbettreaktoren verwendet, die bei Stoßbelastungen oder bei inhibitorischen Bedingungen die Biomasse zurückhalten oder einen gewissen Schutz gewährleisten. Die in organisch belasteten Abwässern anfallende Stickstofffracht muss über die biologischen Prozesse der Nitrifiaktion (Oxidation von Ammonium zu Nitrit und Nitrat) und der Denitrifikation (Reduktion von Nitrat zu molekularem Stickstoff) eliminiert werden. Eine Kombination beider Prozesse zur N-Elimination ist Stand-der Technik bei der kommunalen Abwasserreinigung. Als Verfahrensalternative könnte eine Prozesskombination aus verkürzter Nitrifikation (Unterdrückung der Nitratation durch Hemmung der Nitritoxidierenden Bakterien) und anschließender Denitritation (Nitritreduktion) eingesetzt werden was zur Einsparung von Belüftungskosten und von externer Kohlenstoffquelle führt. Ziel der geförderten Arbeit war es, eine stabile Nitrifikation unter halophilen Bedingungen in einem FBR zu etablieren und Betriebsbedingungen zu finden, die eine selektive Unterdrückung der Nitrit-oxidierenden Bakterien gewährleisten um die Nitrifikation beim Nitrit zu stoppen.
2852
Prof. Dr. Marcel Liauw, RWTH Aachen, ITMC
Abstract:
Durch den Einsatz von Ruthenium-Nanopartikeln in Kombination mit sauer funktionalisierten ionischen Flüssigkeiten (ILs) gelingt es, Cellobiose direkt zu Sorbitol, Sorbitan und Isosorbid umzusetzen. Hierbei wird die Selektivität der Reaktion durch die Wahl des Lösungsmittels bestimmt und kann von 94/0/6 (D-Sorbitol/Sorbitan/Isosorbid) über 53/45/2 bis 5/0/95 eingestellt werden. (C) 2010 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
2882
Prof. Dr.-Ing. D. Bathen, Universität Duisburg-Essen, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik
Abstract:
2884
Mikroplasmen zur Erzeugung von Aminogruppen auf polymeren Hohlfasern
PD Dr. Joachim Franzke, Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften Miniaturisierung
Abstract:
Plasmen haben sehr vielfältige Einsatzgebiete. Eines ist die Funktionalisierung von Polymeroberflächen mit Aminogruppen um diese biokompatibel zu machen. Mit einem Mikroplasma ist dies bei polymeren Hohlfasermembranen gelungen. Für eine kontinuierliche Hohlfaserbehandlung sind die Temperatur und die Gasmischung zwei wichtige Faktoren. Diese Faktoren und ihre Auswirkung auf die Ausbeute an Aminosäuren wurde untersucht.