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bis 30.06.2015 gefördert

3377

Mathematische Modellierung der Partikelformulierung in Trommelgranulatoren

Dr. Andreas Bück, Otto-von Guericke-Universität, Magdeburg

Die Granulation in rotierenden, zylindrischen Trommeln wird vielfach in der Feststoffindustrie eingesetzt. Die in der Trommel ablaufenden Prozesse, die zur Partikelbildung führen, sind vielfältig und haben komplexe Einflüsse auf die Produktqualität.

In dieser Forschungsarbeit wurde mittels eines populationsdynamischen Modells untersucht, wie sich Apparateeigenschaften und Betriebsparameter auf wichtige Produkteigenschaften auswirken. Die erzielten Ergebnisse können für eine verbesserte Prozessführung und -auslegung eingesetzt werden.

 

3381

Etablierung eines neuartigen genetischen Systems zur Aktivierung der Genexpression in Bakterien

Dr. Fabian Commichau, Abteilung für Allg. Mikrobiologie, Universität Göttingen

Das Gram-­‐positive Bakterium Bacillus subtilis wird sowohl in der Grundlagenforschung als auch für industrielle Anwendungen genutzt. In unserem Vorhaben haben wir ein System entwickelt, welches die induktorfreie Aktivierung der Genexpression in B. subtilis ermöglicht. Das System beruht auf der selektionsgetriebenen  Aktivierung  eines  kryptischen  Promotors,  welcher  die  Expression  von  Genen  für industrielle Anwendungen kontrolliert.

 

3384

Manipulation of Disease-related Neuronal Genes by Directed RNA Editing

Dr. Thorsten Stafforst, Universität Tübingen, Institut für Biochemie, Tübingen

Die orts-gerichtete RNA Editierung ist ein neues Verfahren zur Reprogrammierung genetischer Information auf der RNA-Ebene. Zum einen wurde ein literaturbekanntes Editierungssystem weiter optimiert, zum anderen haben wir ein neues, genetisch codierbares Verfahren in Zellkultur etabliert.

 

3391

Hochdruckgastrennung mittels mikroporöser keramischer Membranen

Dr.-Ing. Yuliya Schiesser, Fachhochschule Köln

Anorganische Membranen für die Gastrennung sind heute Teil der etablierten Membranforschung. Abgesehen von guten Trenneigenschaften ist das eigentliche Alleinstellungsmerkmal dieser Membranen die hohe Druck- und Temperaturstabilität. Auch überkritische Bedingungen mit Drücken jenseits von 10 MPa und Temperaturen von über 400 K lassen sich mit anorganischen Membranen realisieren. Im Rahmen der Arbeit wurde die Trennung von äquimolarem Gasgemischen mittels Kohlenstoffmembran zwischen 300 und 450 K bei bis zu 20 MPa Feeddruck untersucht.

 

3394

Erforschung des Einflusses der Umgebungsfeuchtigkeit auf die Morphologie der Partikeln und Partikelkontakte von an Einzelfasern haftenden mineralischen Partikeln mit hygroskopischen Eigenschaften

Dr.-Ing. Qian Zhang, Bergische Universität Wuppertal, Fachgebiet Sicherheitstechnik/Umweltschutz, Wuppertal

Es wurde experimentell online/inline mit bildgebenden Verfahren (ESEM) untersucht, wie die Morphologie der Partikeln und Partikelkontakte von an Einzelfasern haftenden Partikeln aus Mineralsalzen mit hygroskopischen Eigenschaften durch Änderung der Umgebungsfeuchtigkeit beeinflusst werden. Dazu wurde gasgetragene trockene Feststoffpartikeln mittels eines Atomizer-Systems generiert, die anschließend durch Filtration an definiert angeordneten Einzelfasern abgeschieden werden. Ein neu konstruiertes und gebautes Einzelfaser-Einspann-Minimodul ermöglichte hierbei eine direkte Probennahme sowie eine zerstörungsfreie Adaption der Probe für die nachfolgende Untersuchung im ESEM.

 

3396

Photochemische Synthese von Nanopartikeln in kontinuierlichen Photoreaktoren

Jun.-Prof. Dr. Dirk Ziegenbalg, Institut für Technische Chemie, Universität Stuttgart

Im Rahmen des Max-Buchner-Forschungsstipendiums wurde die photochemische Synthese von Nanopartikeln hinsichtlich der reaktionstechnischen Steuerungsmöglichkeiten untersucht. Ziel war es, durch geeignete Wahl der Prozessführung in mikrostrukturierten Reaktoren eine verbesserte Reaktionskontrolle und damit eine bessere Steuerung der Partikelgröße und Form zu erzielen. Die Verwendung einer photochemischen Initiierung erlaubt es, auf eine aufwändige Temperaturkontrolle zur Steuerung der Keimbildung und des Keimwachstums zu verzichten. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere durch Steuerung des absorbierten Photonenstroms, ein entscheidender Eingriff in die physikalischen Eigenschaften der entstehenden Silber-Nanopartikel möglich ist.

 

3400

Einfluss von Prozessparametern auf die rekristallisationshemmende Wirkung von Antigefrierproteinen

Prof. Dr. Volker Gaukel, Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik; Bereich Lebensmittelverfahrenstechnik, Karlsruhe

In dieser Arbeit wurde der Einfluss von ausgewählten Prozessparametern und dem pH-Wert auf
die Proteinstrukturänderung und die rekristallisationshemmende Wirkung von Antigefrierprotein
Typ III untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, dass erst eine längere Temperatureinwirkung
von 80 °C zu einer Abnahme der rekristallisationshemmenden Wirkung führt. Des Weiteren
konnte eine deutliche Verbesserung der Proteinwirkung bei verschiedenen pH-Werten auf die
erhöhte Ionenkonzentration zurückgeführt werden.

Veröffentlichung

 

3409

Synthesis of high-value chemicals through selective photocatalytic conversion of waste products

Dr.-Ing. Radim Beranek, Ruhr-Universität Bochum, Anorg. Chemie II, Bochum

One of the key scientific challenges is the development of innovative photocatalytic processes driven solely by (sun)light under mild conditions. During this project, we have developed a new type of composite photocatalyst for use in selective photocatalytic oxidation of glycerol to 1,3-dihydroxyacetone (DHA). While glycerol is a cheap and abundant waste product of biodiesel production, DHA is a high-value chemical compound used, for example, in cosmetic industry and with a high prospect of being used in the synthesis of new biodegradable polymers.

 

3412

Ein nachhaltiges chemo-enzymatisches Reaktionskonzept: dynamische kinetische Racematspaltung für die Synthese von chiralem Benzoin

Prof. Dr. Selin Kara, Technische Universität Dresden, Dresden

In der vorliegenden Arbeit wurde eine Validierung und Optimierung der Prozessparameter der dynamisch kinetischen Racematspaltung (DKR) von Benzoin angestrebt. Dafür wurde der Einfluss verschiedener Immobilisierungsmethoden, Reaktionsmedia und der Wasseraktivität auf die Aktivität und die Stabilität des Biokatalysators, sowie auf den chemischen Katalysator untersucht. Schlussendlich wurde ein kontinuierliches System für die DKR unter optimierten Bedingungen etabliert.

 

3414

Optimierung der Wertstoffproduktion terrestrischer Cyanobakterien

Prof. Dr.-Ing. Kai Muffler, Fachhochschule Bingen, Bingen am Rhein

Terrestrische Cyanobakterien repräsentieren eine biologische Ressource, die aufgrund einer unzureichenden Kultivierungstechnik bislang nicht im Fokus der Biotechnologie steht. Im Rahmen des Max-Buchner-Projekts wurden daher verschiedene terrestrische Cyanobakterien in unterschiedlichen Kultivierungssystemen, die eine phototrophe submerse bzw. emerse Prozessführung in einer Aerosolatmosphäre erlauben, bezüglich des Wachstums und der Produktion an extrazellulären polymeren Substanzen in Abhängigkeit von den Parametern Licht, CO2 und Wasserverfügbarkeit untersucht.

 

3415

Prozessentwicklung zur Herstellung des biogenen Monomers Isoidid – Untersuchungen zu Reaktionskinetik und Stofftrennung

Prof. Dr. Marcus Rose, RWTH Aachen

Isoidid ist ein Diol mit großem Potential für biomassebasierte Polymere. Im Rahmen des Projektes wurde die Reaktionskinetik der Isoidid-Herstellung aus seinen industriell zugänglichen Isomeren untersucht und damit die reaktionstechnische Grundlage für eine zukünftige Aufskalierung gelegt. Da die Isomerisierungsreaktion durch das thermodynamische Gleichgewicht limitiert ist, wurden zudem verschiedene Trennverfahren untersucht und geeignete identifiziert, um das reine Isoidid zu isolieren.

 

3417

Untersuchungen zur Haftung und Enthaftung von sauren, basischen und hydrophoben Gruppen an Metalloberflächen in wässrigen und elektrochemischen Umgebungen

PD. Dr. Markus Valtiner, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf

Haftung und Enthaftung organischer Moleküle an Oberflächen bilden die Grundlage für eine
Vielzahl technischer (Kleben, Dichten, Beschichten) und biologischer (Zell-Zell und Zell-
Substrat Interaktionen) Prozesse. Im Rahmen des von der Max-Buchner Stiftung geförderten
Projekts ist es in der Arbeitsgruppe Valtiner gelungen, neue Wege im Bereich der Adhäsion
einzelner Moleküle an Grenzflächen aufzuzeigen und diese auf makroskopischer Ebene zu
validieren. Die erzielten Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Energielandschaft
molekularer, nicht-kovalenter Bindungen und tragen potenziell zu einem tieferen Verständnis
von Adhäsion und Skalierbarkeit molekularer Interaktionsenergien bei. Die Projektresultate
dienen nun als Ausgangspunkt zur weiteren Forschung im Bereich der Haftung und
insbesondere ist es bisher einzigartig das einzelne molekulare Wechselwirkung auf eine
technisch relevante makroskopische Skala direkt übertragen werden können.

 

3420

EPS proteomics in biofilms of Acidithiobacillus ferrooxidans

Dr. Mario Vera, Universität Duisburg Essen

Acidithiobacillus species are present in bioleaching microbial communities involved in biomining of metal sulfides, biotechnological process well established for copper recovery. Biofilm formation and extracellular polymeric substances (EPS) mediate an efficient leaching. In this project we have used microscopy and high throughput proteomics in order to characterize biofilm formation and the EPS proteome of iron oxidizing acidithiobacilli.

 

3421

Molekulare Simulation der Stabilität von industriell relevanten Enzymen unter verschiedenen thermodynamischen Bedingungen

Dr. Sven Jakobtorweihen, Technische Universität Hamburg-Harburg

Es wurden molekulare Simulationen eingesetzt, um das Enzymverhalten unter verschiedenen prozessrelevanten Bedingungen zu untersuchen. In einem ersten Schritt wurde die Adsorption einer Proteinmischung an einem Anionenaustauscher simuliert, dabei wurden Erkenntnisse für die Ionenaustauschchromatographie gewonnen. Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung von theoretischen und experimentellen Daten.

 

3423

Stammzelldifferenzierung unter kombinierter physiologischer Stimulation

Dr.-Ing. Verena Charwat, Universität für Bodenkultur, Wien

Die gezielte Differenzierung von Stammzellen wird durch eine Vielzahl an Faktoren beeinflußt, die bisher häufig nur einzeln untersucht wurden. In dem Projekt wurden mikrofluidische Systeme etabliert um kombinierte Effekte verschiedener Einflußparameter (Scherstress, Sauerstoffangebot, Zytokinzugabe) auf die Differenzierung von Stammzellen zu untersuchen. Impedanzsensoren ermöglichten eine kontinuierliche Messung zellulärer Veränderungen.

 

3427

In-situ Untersuchungen des Stofftransports in hierarchisch strukturierten Molekularsiebkatalysatoren für die Epoxidierung von Fettsäuremethylestern (FAME) mit Wasserstoffperoxid

Dr. Muslim Dvoyashkin, Institut für Technische Chemie, Universität Leipzig

Preparation of hierarchically structured catalysts based on the titanium silicalite-1 for the biodiesel epoxidation and the subsequent direct assessment of the diffusion coefficients of the molecules involved in the reaction process is demonstrated. Diffusion data reveal that introduction of the mesoporosity facilitates transport of biodiesel into the zeolite crystals, thus enhancing the catalytic activity of the modified material compared to the parent one.

 

3428

Entwicklung neuer Messkonzepte zur Untersuchung schneller Reaktionskinetiken in technischen Systemen mit Online-NMR-Spektroskopie

PD Dr. Erik von Harbou, Lehrstuhl für Thermodynamik, TU Kaiserslautern

In diesem Projekt wurde ein Mikroreaktor-NMR-Probenkopf optimiert. Mit diesem Probenkopf lassen sich Kinetiken schneller Reaktionen quantitativ untersuchen unter Bedingungen, die relevant für techni-sche Anwendungen sind. Mit Hilfe bildgebender NMR-Verfahren wurde zunächst die Strömung und Mischgüte der Reaktanden im Probenkopf untersucht. Anhand dieser Ergebnisse konnten optimierte Mi-scherstrukturen ausgewählt werden und ein zuverlässiges Reaktormodell des Probenkopfs erstellt werden.

 

3435

Continuous production of dendrimersomes in micromixers for biomedical applications

Prof. Dr. Anabelle Bertin, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin

 

3436

Fill molding in Capillaries (FIMIC) with new precursors for hydroxyapatite (HAp) biomineralisation

PD Dr. Marga Lensen, Technische Universität Berlin

Phosphonate groups can act as nucleation sites for the formation of Calcium Phosphates (CP). This ability has a great potential in tissue engineering applications such as bone repair. Of particular interest is the crystalline phase called Hydroxyapatite (HAp). By using polymerizable precursors containing phosphonate groups in the synthesis of poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogels, we have prepared novel PEG-based composites: PEG-PhosMA hydrogels. The formation of HAp on the surface of the composite gels from salt solutions containing Calcium and Phosphate ions could be demonstrated. The additional presence of HAp-nanoparticles (nHAp) as seeds can further aid the biomineralization process. Moreover, we have successfully adapted the FIMIC process to this new set of nano-composite biomaterials. Unique micro-patterned samples were fabricated with bioactive alongside bioinert stripes, which are expected to induce locally controlled biomineralization.

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