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Bioprocess development for the syntheses of selected phosphorylated metabolites

Getachew Shibabaw Molla
An in vitro synthesis of optically pure phosphorylated metabolites is useful in various natural biological and synthetic processes. The aim of this thesis was to develop bioprocesses for the syntheses of sn-glycerol-3-phosphate (sn-G3P), L-glyceraldehyde-3-phosphate (L-GAP) and D-glyceraldehyde-3-phosphate (D-GAP). Asymmetric phosphorylation of glycerol catalyzed by glycerol kinase from Cellulomonas sp. (EC 2.7.1.30) utilizing ATP as a phosphoryl donor and Mg2+ as an essential activator was used for the synthesis of sn-G3P. This enzyme exhibits maximum activity...

Analyse und Verbesserung der Arbeitsproduktivität in der Unikatproduktion

Florian Tietze
This thesis develops a method for the analysis and improvement of labor productivi-ty in one-of-a-kind productions. The central element is the modeling of the paid working time with activities and objects. The classification into phases of a generic work cycle allows repeatable productivity gains. A multi-dimensional work sam-pling is the standard for the data acquisition. Based on the results, improvement ac-tivities can be systematically selected.

Innovationspfade in der deutschen Automobilzulieferindustrie : eine Untersuchung aus der Frugalitätsperspektive

Stephan Bergmann & Rajnish Tiwari
Frugale Innovationen werden oftmals in Verbindung mit Schwellenländern genannt, jedoch zeigen erste Studien, dass diese auch zunehmend an Relevanz in Industrienationen gewinnen. In diesem Arbeitspapier präsentieren wir die Ergebnisse verschiedener, durchgeführter Teilstudien zur Analyse der Innovationspfade in der deutschen Automobilzulieferindustrie und erläutern die Bedeutung frugaler Innovationen für die deutsche Automobilzulieferindustrie. Die deutsche Zulieferindustrie zeichnet sich insbesondere durch intensive Aktivitäten in den Bereichen Innovation sowie Forschung und Entwicklung aus. Der erste Teil der Forschungsarbeit beinhaltet eine...

Die gesamte Bandbreite nutzen : mit digitalen Medien in MINT-Fächern lernen

Zentrum Für Lehre Und Lernen (ZLL), Nicole Podleschny, Sönke Knutzen & Peter Salden
Die Broschüre beschäftigt sich umfassend mit dem Einsatz von digitalen Medien in Lehr- und Lernszenarien. In kurzen Kapiteln werden Anregungen für die sinnvolle Nutzung in Präsenzveranstaltungen und in der Selbststudienzeit gegeben. Neben Formen des E-Assessments für Feedback und zur Leistungskontrolle werden außerdem in konkreten Szenarien Einsatzmöglichkeiten für verschiedene Veranstaltungsarten skizziert, sowie Rahmenbedingungen, Herausforderungen und Tendenzen der Digitalisierung diskutiert.

Nanofiltration for safe drinking water in underdeveloped regions – a feasibility study

Sreenivasan Ramaswami, Zafar Navid Ahmad, Maximilian Slesina, Joachim Behrendt & Ralf Otterpohl
The fact from the United Nations that in 2015, about 663 million people worldwide did not have access to an improved drinking water source, does not resemble the reality wherein more than 1.8 billion people worldwide were consuming water which is unsafe for drinking. Nanofiltration, with the ability to reject several trace organic compounds, heavy metals and viruses at a lower energy demand than reverse osmosis, has found application for the production of high quality...

Design entropy - a measure for complexity

Benjamin Menhorn
This PhD-Thesis presents a new method for calculating complexity and design size of digital hardware projects and integrated circuits. It is based on the assumption that systems consist of components interchanging messages with each other. Derived from information entropy, the measure of Design Entropy is defined.

Reliability based design of unstiffened fibre reinforced composite cylinders

Conny Schillo
Unstiffened lightweight cylinders are especially interesting for the space industry where high requirements in terms of controlling uncertainties and weight have to be met. Due to lack of experimental data, a deterministic design method based on a data basis containing only metallic cylinders is currently employed. Metallic cylinders show different characteristics as compared to cylinders made of carbon fibre reinforced plastics (CFRP) and hence the applicability of this method is restricted and the margin of...

Microbial degradation of crude oil at high pressure

Martina Schedler
In dieser Arbeit wurde der Einfluss von hohem Druck auf den bakteriellen Abbau von Erdölkomponenten in Hochdruckreaktoren untersucht. Abhängig von den untersuchten Modell-Stämmen und Erdölkomponenten wurden die Fähigkeit zum Abbau derselben und das bakterielle Wachstum durch hohen Druck entweder gefördert, gehemmt oder nicht beeinflusst. Hoher Druck veränderte außerdem die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft in Tiefsee-Sedimenten. Diese Arbeit belegt, dass der Druck großen Einfluss auf den bakteriellen Abbau von Erdöl hat und in Untersuchungen des biologischen...

Gerichtete MWCNT/ Polypyrrol Hybride als Material für anisotrope Aktuatoren

Thea Schnoor
In dieser Arbeit wird die Herstellung vertikal und horizontal gerichteter Multi Walled Carbon Nanotube (MWCNT)/ Polypyrrol Hybride beschrieben und die richtungsabhängige Aktuation untersucht. Die für die Aktuation verantwortliche Komponente des Hybrids ist hierbei das Polypyrrol; bei geringen Potentialdifferenzen und Strömen wird das Polymer reversibel reduziert bzw. oxidiert. Dieser Vorgang wird begleitet vom Aus- bzw. Eindiffundieren solvatisierter Ionen aus der umgebenden Elektrolytlösung in die Polymermatrix, das Volumen des Polymers schwillt bzw. zieht sich zusammen. Da Polypyrrol...

Biocatalytic (de)carboxylation of phenolic compounds: fundamentals and applications

Lorenzo Pesci
Carbon dioxide is a pivotal compound in the biotic world of metabolism and in the abiotic world of chemical synthesis. These two worlds can merge, to some extent, when biological catalysts for (de)carboxylations are used to accelerate chemical conversions for industrial applications. A particular set of lyases which display this type of activity on phenolic starting materials belong to microbial degradation pathways. Such enzymes are hydroxybenzoic acid and phenolic acid (de)carboxylases, which catalyze reversible carboxylations...

Mehrphasige enzymatische Veresterung von Mono- und Polysacchariden mit Fettsäuren in unkonventionellen Lösungsmitteln

Bastian Kannengiesser
In der vorliegenden Arbeit wurden Möglichkeiten zur enzymatischen Veresterung von Sacchariden mit Fettsäuren zur Synthese von Fettsäure-Zuckerestern mit emulgierenden Eigenschaften untersucht. Dabei wurden potentielle Substrate, Biokatalysatoren und Lösungsmittel innerhalb einer erfolgversprechenden Vorauswahl identifiziert, genauer untersucht und schließlich zu einem Prozess kombiniert.

Efficient simulation of ship maneuvers in waves

Jochen Schoop-Zipfel
This thesis reports on the development and the subsequent comparison of two numerical models to simulate the maneuvering motion of ships in waves. A two-time scale model is introduced that divides the basic motion equations into two groups - the zero-frequency maneuvering motion and the high-frequency wave-induced motion. Each group is solved separately and certain parameters are exchanged. Additionally, a unified theory is presented. It is based on the impulse-response function, in which the retardation...

Untersuchung des Klimawandeleinflusses auf den Wasserhaushalt der Elbmarsch und die thermischen Grundwasserverhältnisse urbaner Gebiete am Beispiel der Elbinsel Wilhelmsburg

Anna-Gesa Meier
Die Untersuchung zukünftiger Klimawandelauswirkungen auf Grundwasserressourcen ist für die Beurteilung des Grundwasserzustands und der Flächennutzung von Bedeutung. Diese Arbeit untersucht anhand numerischer Modelle hydraulische und thermische Klimawandelfolgen im oberflächennahen Grundwasser der Hamburger Elbinsel Wilhelmsburg. Eine Methode zur Analyse des Effekts klimatisch beeinflusster, städtischer Oberflächentemperaturen auf das Grundwasser wurde entwickelt und angewandt. Rechnungen prognostizieren eine Erhöhung des grundwasserbürtigen Entwässerungsvolumens und der Grundwassertemperatur. Die Untersuchungen legen dar, dass die Änderungen im Grundwasser keine Anpassung des Entwässerungssystems erfordern,...

Simulation-based evaluation of operation and maintenance logistics concepts for offshore wind power plants

Torsten Münsterberg
Ein modulares Simulationsmodell für den Betrieb von Offshore-Windparks wurde entwickelt. Das Modell bildet offshore- und onshore-basierte Logistikkonzepte ab. Das Ergebnis sind Logistik- und Opportunitätskosten. Diverse Simulationsexperimente für verschiedene Logistikkonzepte und Offshore-Windparkszenarien wurden durchgeführt. Die Untersuchung zeigt, dass für die meisten deutschen Offshore-Windparks ein onshore-basiertes Logistikkonzept am kostengünstigsten ist. Der Erfolg der onshore-basierten Konzepte ist auf hohe zusätzliche Kosten der offshore-basierten Konzepte zurückzuführen. Eine Kombination von Konzepten führt zur besten Gesamtkosteneffizienz. Das entwickelte Modell unterscheidet sich...

What is frugal innovation? Three defining criteria

Timo Weyrauch & Cornelius Herstatt
Recently, the innovation management literature has witnessed a rising interest in the so-called frugal innovation. The term was initially discussed in the context of emerging markets, giving non-affluent customers opportunities to consume affordable products and services suited to their needs. However, the meaning of frugal innovation is fuzzy. Further, the increasing appearance of frugal innovation in developed markets challenges earlier definitions that often characterised frugal innovation particularly in the context of emerging markets. So far,...

The electro-chemo-mechanical coupling in lithium alloy electrodes

Tobias Kitzler
Die Kopplung von Elektrochemie und Mechanik in Lithium Legierungselektroden kann sowohl durch Oberflächen- als auch Volumeneffekte hervorgerufen werden. Um diese Effekte unterscheiden zu können wurde sowohl eine dynamische elektro-chemo-mechanische Analyse als auch Kippwinkel abhängige Röntgenbeugung während elektrochemischer Zyklen an Gold-Dünnfilmelektroden durchgeführt. Die Ergebnisse wurden dann untereinander als auch mit Literaturergebnissen verglichen. Darüber hinaus enthält die Arbeit das Design und die Spezifikation der geeigneten Messaufbauten genauso wie mechanische und thermodynamische Berechnungen bezüglich des Zusammenhangs der unterschiedlichen...

Ultra-high performance concrete (UHCP) precast segmental bridges

Jaewoo Shin
Brücken werden schon seit vielen Tausenden von Jahren errichtet. Es liegen somit schon viele Erfahrungen vor. Dennoch werden neue Bauverfahren benötigt, die eine schnellere Errichtung der Konstruktion ermöglichen, weitgehend ohne Beeinflussung des vorhandenen Verkehrs. Weiterhin werden Bauwerke gesucht, die die zunehmenden Verkehrs- und Umwelteinwirkungen aufnehmen können und neue Baustoffe, die die Dauerhaftigkeit verbessern und somit die Unterhaltskosten reduzieren. Extern vorgespannte Segmentfertigteilbrücken (PSB) sind eine Lösung für diese Anforderungen. Die großen Vorteile dieser Bauweise belegen die...

Propositions for a high-quality, affordable and sustainable ‘Food Basket’ : scope of cooperation between India & Germany in areas relating to food processing industry

Rajnish Tiwari
The food processing industry in India is a sunrise industry, which has been growing above-average and is expected to grow further. Even though India has a large agricultural sector, the food processing industry has traditionally played a small role and it is only recently that it has been promoted as a measure to increase food security and generate employment. Germany’s food processing industry is a well-developed industry that is globally competitive. Nevertheless, it is faced...

Frugal innovation in Germany : a qualitative analysis of potential socio-economic impacts

Rajnish Tiwari, Luise Fischer & Katharina Kalogerakis
Frugal innovation is gaining traction globally, not only in emerging economies, but also in the industrialized world. The root causes of frugality’s acceptance as a societal value may however differ according to the social context, especially between the developing and the developed world. In this paper we present the results of a trend analysis in Germany that has been conducted as a part of a BMBF-supported project aiming to investigate “Potentials, Challenges and Societal Relevance...

Combined aerodynamic and hydrodynamic loads on offshore wind turbines

Israa Al-Esbe
Offshore wind turbines are a complex mechanical systems located in severe environmental conditions. The calculation of design loads on offshore wind turbine structures is a complex undertaking involving the integration of different wind and wave load simulation methods. The aim of the thesis is the investigation of influence of the environmental conditions on the aerodynamic and hydrodynamic loads acting on fixed offshore wind turbine structures using in-house boundary element solver panMARE. So the generic NREL...

Reurbanisierung und Verkehr

Gesa Matthes
This empirical work examines the spatial process of demographic change, that has been coined reurbanization, and its effects on transport. It aims to assess reurbanization from a transport-planning perspective and to draw conclusions on how these processes should be formed by urban planning. The empirical basis of the work comprises a quantitative analysis of official statistics from the german city-regions of Hamburg and Leipzig and a qualitative analysis regarding the transport behavior of people from...

The role of geometrically necessary dislocations in cantilever beam bending experiments of single crystals

Edgar Husser & Swantje Bargmann
The mechanical behavior of single crystalline, micro-sized copper is investigated in the context of cantilever beam bending experiments. Particular focus is on the role of geometrically necessary dislocations (GNDs) during bending-dominated load conditions and their impact on the characteristic bending size effect. Three different sample sizes are considered in this work with main variation in thickness. A gradient extended crystal plasticity model is presented and applied in a three-dimensional finite-element (FE) framework considering slip system-based...

Design of a rail-to-rail folded cascode amplifier with transconductance feedback circuit

Radu Ciocoveanu, Andreas Bahr & Wolfgang H. Krautschneider
In this work a programmable folded cascode railto-rail operational amplifier (OpAmp) with small settling time and transconductance feedback circuit is proposed. It employs a 130 nm CMOS technology with 1.2 V power supply. The small settling time is required to charge an ADC within a given time frame. The OpAmp achieves a gain bandwidth of 19.95 MHz with a 70 pF load and a minimum settling time of 144 ns while consuming 0.551 mA quiescent...

New data recording plugin for the integration of an integrated circuit for neural recordings into the electrophysiology open source user interface Open Ephys

David Katzmarek, Andreas Bahr, Lait Abu Saleh, Dietmar Schroeder & Wolfgang H. Krautschneider
The research of various diseases like epilepsy or schizophrenia requires an accurate study of bioelectrical signals. An Application Specific Integrated Circuit (ASIC) for the recording of neural signals from neonatal mice was developed [1]. To integrate the developed ASIC into Open Ephys, an open source electrophysiology user interface, a specific plugin is presented. It enables simple configuration of the ASIC, recording of biomedical signals and enables the utilization of many of Open Ephys’ functions. The...

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