TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Miniature urban farming plant: a complex educational “Toy” for engineering students T2 - The Future of Education 11th Edition 2021 N2 - Urban farming is an innovative and sustainable way of food production and is becoming more and more important in smart city and quarter concepts. It also enables the production of certain foods in places where they usually dare not produced, such as production of fish or shrimps in large cities far away from the coast. Unfortunately, it is not always possible to show students such concepts and systems in real life as part of courses: visits of such industry plants are sometimes not possible because of distance or are permitted by the operator for hygienic reasons. In order to give the students the opportunity of getting into contact with such an urban farming system and its complex operation, an industrial urban farming plant was set up on a significantly smaller scale. Therefore, all needed technical components like water aeriation, biological and mechanical filtration or water circulation have been replaced either by aquarium components or by self-designed parts also using a 3D-printer. Students from different courses like mechanical engineering, smart building engineering, biology, electrical engineering, automation technology and civil engineering were involved in this project. This “miniature industrial plant” was also able to start operation and has now been running for two years successfully. Due to Corona pandemic, home office and remote online lectures, the automation of this miniature plant should be brought to a higher level in future for providing a good control over the system and water quality remotely. The aim of giving the student a chance to get to know the operation of an urban farming plant was very well achieved and the students had lots of fun in “playing” and learning with it in a realistic way. KW - urban farming KW - food production KW - smart engineering KW - 3D printing KW - sustainability Y1 - 2021 N1 - FOE 2021 : The Future of Education International Conference – Fully Virtual Edition; 01.07.2021-02.07.2021; Florence, Italy ER - TY - THES A1 - Achtsnicht, Stefan T1 - Multiplex-Magnetdetektion von superparamagnetischen Beads zur Identifizierung von Trinkwasserkontaminationen N2 - Die qualitative und quantitative Detektion von Zielsubstanzen innerhalb einer wässrigen Probe ist für viele Fragestellungen von Interesse, etwa bei der Detektion von Kontaminationen in Trinkwasser in Krisensituationen. Hierbei ist es nicht nur wichtig, dass Pathogene möglichst sensitiv detektiert werden können, sondern auch, dass die Analyse schnell erfolgt, um Betroffenen im Katastrophenfall zügig sicheres Trinkwasser zu Verfügung stellen zu können. Da bei einem solchen Szenario nicht von einer in der Nähe befindlichen funktionierenden Laborinfrastruktur ausgegangen werden kann, ist es wichtig, dass die Messung direkt vor Ort erfolgen kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine derartige Schnellanalytik mithilfe von superparamagnetischen Beads (MBs) und der magnetischen Frequenzmischtechnik möglich ist. Dabei werden die MBs mit Hilfe von primären Antikörpern an die Zielsubstanz gebunden und mit sekundären Antikörpern an die Poren-Oberfläche eines Polyethylen-Filters fixiert (Sandwich-Immunoassay). So kann die Quantifizierung der Zielsubstanz auf eine magnetische Messung der immobilisierten MB-Marker zurückgeführt werden. Die magnetische Frequenzmischtechnik basiert auf der Anregung der Probe mit Magnetfeldern zweier verschiedener Frequenzen. Die durch die nichtlineare Magnetisierungsform der superparamagnetischen MBs entstehenden Mischfrequenzen werden typischerweise mithilfe einer zweistufigen Lock-in-Detektion analysiert (analoge Demodulation), die in einem Magnetreader als Handheldgerät realisiert wurde. Zusätzlich zu dieser Technik wurde das Prinzip der direkten Digitalisierung des gesamten Antwortsignals mit anschließender Fourier-Analyse der erzeugten Mischfrequenzen experimentell umgesetzt, um die Amplituden und Phasen mehrerer Mischfrequenzen simultan zu erfassen. Eine Möglichkeit zur Sensitivitätssteigerung ist die magnetische Aufkonzentration, indem vor der magnetischen Analyse eine Separation der MBs aus einem größeren Probenvolumen mittels magnetischem Feldgradienten durchgeführt wird. Zur Charakterisierung verschiedener kommerzieller MBs hinsichtlich ihrer magnetischen Separierbarkeit wurde ein Aufbau zur Messung ihrer magnetophoretischen Beweglichkeiten realisiert und ihre Geschwindigkeiten im Gradientenfeld mikroskopisch gemessen.Da eine Probe oftmals nicht nur auf eine einzige Zielsubstanz, sondern simultan auf mehrere verschiedene Pathogene hin untersucht werden soll, wurden verschiedene Ansätze entwickelt und getestet, die einen solchen multiparametrischen magnetischen Immunoassay ermöglichen. Einerseits wurde eine räumliche Separation der Bindungsbereiche für verschiedene Zielsubstanzen realisiert, die sequentiell ausgewertet werden können. Andererseits wurde die Unterscheidung von verschiedenen Zielsubstanzen anhand der Charakteristika der an sie gebundenen, verschieden funktionalisierten MB-Typen untersucht. Für eine solche Unterscheidung wurde zum einen die Anregefrequenz der magnetischen Frequenzmischtechnik während einer Messung variiert. Damit konnte gezeigt werden, dass sich verschiedene MB-Sorten anhand der Phase ihrer Frequenzmischsignale voneinander unterscheiden lassen. Weiterhin wurde gezeigt, dass sich der Signalverlauf einer binären Mischung zweier verschiedener MB-Typen als gradueller Übergang der Verläufe der beiden reinen MB-Lösungen ergibt. Eine weitere Analysemethode für einen multiparametrischen Immunoassay besteht darin, ein zusätzliches einstellbares statisches magnetisches Offsetfeld zu verwenden. Hierfür wurden mehrere Aufbauten auf Basis von Permanent- und Elektromagneten simuliert, konstruiert und charakterisiert. Mithilfe von Simulationen konnte gezeigt werden, dass eine auf diesem Verfahren beruhende Unterscheidung für MBs mit unterschiedlichen magnetischen Partikelmomenten möglich ist. Als direkte Anwendung des hier entwickelten Magnetreaders in Zusammenspiel mit der digitalen Demodulation wurde ein magnetischer Assay gegen die B-Untereinheit des Choleratoxins in Trinkwasser mit einem niedrigen Detektionslimit von 0,2 ng/ml demonstriert. N2 - The qualitative and quantitative detection of target substances in an aqueous sample is of interest for many questions, for example in the detection of contaminations in drinking water in crisis situations. It is not only important that pathogens can be detected with highest possible sensitivity, but also that the analysis is carried out quickly so that safe drinking water can be provided in the event of a disaster. During such a scenario one cannot rely on a functioning laboratory infrastructure nearby. Therefore it is important that the measurement can be carried out directly on site. Within the scope of this work, it was investigated whether such a quick analysis can be performed using superparamagnetic beads (MBs) and the magnetic frequency mixing technique. The MBs are bound to the target substance with the aid of primary antibodies and fixed to the pore surfaces of a polyethylene filter with secondary antibodies (sandwich immunoassay). The quantification of the target substance can thus be traced back to a magnetic measurement of the immobilized MB markers. The magnetic frequency mixing technique is based on the excitation of the sample with magnetic fields of two different frequencies. The mixing frequencies generated due to the non-linear shape of the magnetization of the superparamagnetic MBs are typically analyzed using a two-stage Lock-in detection (analog demodulation), which was implemented in a magnetic reader as a handheld device. In addition to this technique, the principle of direct digitization of the entire response signal with subsequent Fourier analysis of the generated mixing frequencies was experimentally implemented in order to simultaneously record the amplitudes and phases of several mixing frequencies. One possibility for increasing the sensitivity is magnetic concentration. In that case, the MBs are separated from a larger sample volume by means of a magnetic field gradient before the magnetic analysis. To characterize various commercial MBs with regard to their magnetic separability, a setup for measuring their magnetophoretic mobility was implemented and their velocities in the gradient field were measured with an optical microscope.Often, a sample has to be examined not only for a single target substance, but for several different pathogens simultaneously. Various approaches have been developed and tested which enable such a multiparametric magnetic immunoassay. On the one hand, a spatial separation of the binding areas for different target substances was realized, which can be evaluated sequentially. On the other hand, a distinction among different target substances based on the magnetic characteristics of their attached different MB types was examined. For this discrimination, the excitation frequency of the magnetic frequency mixing technology was varied during measurement. It is shown that different MB types can be distinguished from one another based on the phase of their frequency mixing signals. The signal curve of a binary mixture of two different MB types is obtained as a gradual transition of the curves of the two pure MB solutions. Another method of analysis for a multiparametric immunoassay is based on an additional adjustable static magnetic offset field. For this purpose, several setups based on permanent magnets and electromagnets were simulated, designed and characterized. The simulations show that a distinction based on this method is possible for MBs with different magnetic particle moments. As a direct application of the developed magnetic reader in conjunction with digital demodulation, a magnetic assay against the B subunit of cholera toxin in drinking water was demonstrated, and a low detection limit of 0.2 ng/ml was achieved. KW - Choleratoxin B KW - Trinkwassersicherheit KW - cholera toxin B KW - drinking water safety KW - magnetic frequency mixing technique Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.18154/RWTH-2020-12052 N1 - Dissertation, RWTH Aachen University, 2020 ER - TY - CHAP A1 - Elsen, Ingo A1 - Schmalzbauer, Michael ED - Reussner, Ralf ED - Grund, Matthias ED - Andreas, Oberweis ED - Tichy, Walter T1 - Messsystematik zur Steuerung der Produkt- und Prozessqualität in Systemintegrationsprojekten – ein Erfahrungsbericht T2 - Software Engineering 2011 - Fachtagung des GI-Fachbereichs Softwaretechnik, 21. - 25. Februar 2011 in Karlsruhe N2 - Der Erfolg eines Softwarenentwicklungsprojektes insbesondere eines Systemintegrationsprojektes wird mit der Erfüllung des „Teufelsdreiecks“, „In-Time“, „In-Budget“, „In-Quality“ gemessen. Hierzu ist die Kenntnis der Software- und Prozessqualität essenziell, um die Einhaltung der Qualitätskriterien festzustellen, aber auch, um eine Vorhersage hinsichtlich Termin- und Budgettreue zu treffen. Zu diesem Zweck wurde in der T-Systems Systems Integration ein System aus verschiedenen Key Performance Indikatoren entworfen und in der Organisation implementiert, das genau das leistet und die Kriterien für CMMI Level 3 erfüllt. Y1 - 2011 SN - 9783885792772 SN - 1617-5468 PB - Gesellschaft für Informatik eV CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - Elsen, Ingo A1 - Hawari, Asma A1 - Johnen, Uwe ED - Pietsch, Wolfram ED - Krams, Benedikt T1 - Produktkernel in der Systemintegration (Erfahrungsbericht aus der Praxis) T2 - Vom Projekt zum Produkt - Fachtagung des GI-Fachausschusses Management der Anwendungsentwicklung und -wartung im Fachbereich Wirtschaftsinformatik (WI-MAW), 1. - 3. Dezember 2010 in Aachen N2 - In der Vergangenheit basierten große Systemintegrationsprojekte in der Regel auf Individualentwicklungen für einzelne Kunden. Getrieben durch Kostendruck steigt aber der Bedarf nach standardisierten Lösungen, die gleichzeitig die individuellen Anforderungen des jeweiligen Umfelds berücksichtigen. T-Systems GEI GmbH wird beiden Anforderungen mit Produktkerneln gerecht. Neben den technischen Aspekten der Kernelentwicklung spielen besonders organisatorische Aspekte eine Rolle, um Kernel effizient und qualitativ hochwertig zu entwickeln, ohne deren Funktionalitäten ins Uferlose wachsen zu lassen. Umgesetzt hat T-Systems dieses Konzept für Flughafeninformationssysteme. Damit kann dem wachsenden Bedarf der Flughafenbetreiber nach einer effizienten und kostengünstigen Softwarelösung zur Unterstützung Ihrer Geschäftsprozesse entsprochen werden. Y1 - 2010 SN - 9783885792727 SN - 1617-5468 SP - 93 EP - 102 PB - Gesellschaft für Informatik eV CY - Bonn ER - TY - RPRT A1 - Ayar, A. A1 - Fielenbach, C. A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Holfeld, T. A1 - Lockemann, S. A1 - Severin, C. A1 - Thulfaut, Christian A1 - Hillemacher, B. T1 - Druckkohlenstaubverbrennung von rheinischer Braunkohle : Abschlussbericht T1 - Pressure combustion of rhenish brown coal : final report N2 - Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts 3 wurde experimentell und theoretisch die NO{sub x}-Bildung und -Reduktion bei der Druckkohlenstaubverbrennung untersucht. Der zuvor beschriebene Einfluss der Kohlemahlung auf die Flamme konnte auch anhand der NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Aachen bestaetigt werden. Waehrend mit Braunkohle im Staubfeuerungsbetrieb noch keine eindeutige Druckabhaengigkeit nachgewiesen werden konnte, haben vom Lehrstuhl durchgefuehrte NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Dorsten im Schmelzkammerfeuerungsbetrieb mit der Steinkohle Spitzbergen zwischen 9 und 13 bar ein Absinken der Stickoxidkonzentrationen mit steigendem Druck ergeben. Fuer die rheinische Braunkohle soll dieser Druckeinfluss in den naechsten Versuchsfahrten ausfuehrlicher untersucht werden. Es wurde anhand von numerischen Simulationen zu einer Braunkohleflamme der 6. Versuchsfahrt ein Vergleich zwischen der NO{sub x}-Modellierung im Standard-FLUENT-Code und in dem mit User Defined Subroutines der international flame research foundation (IFRF), Ijmuiden, erweiterten FLUENT-Code vorgenommen. Es zeigte sich, dass bei der Modellierung der Stickoxidbildung die unterschiedlich vorhergesagten Flammentemperaturen eine entscheidende Rolle spielen. Eine genauere Analyse der NO{sub x}-Modelle im Vergleich zu Messergebnissen ist bei einer Schmelzkammerfeuerung mit einer stabilen Flamme vorzunehmen. Es wurden zusaetzlich Messungen zur Untersuchung der Kinetik homogener Gasphasenreaktionen in Rauchgasen an einem Stahlreaktor durchgefuehrt. Dabei wurde sowohl der thermisch bedingte als auch der durch zudosierte Additive katalysierte Abbau nitroser Komponenten betrachtet. Vergleichend wurden mit einem am Lehrstuhl entwickelten Programm die Kinetik beschrieben. Hierbei wird mit einer Sensitivitaetsanalyse eine Reduzierung der detaillierten Darstellung der Reaktionskinetik erreicht, die es erlaubt, mit einem CFD-Code wie FLUENT zwei- und dreidimensionale Rechnungen zum Abbau verschiedener Rauchgaskomponenten durchzufuehren. Die Uebereinstimmung zwischen ein- und zweidimensionalen Rechnungen und den Messungen ist gut. N2 - NOx formation and reduction in the coal combustion process was investigated both experimentally and theoretically. The influence of coal grain size described in earlier publications was proved by the measurements at the DKSF test facility at Aachen. While no pressure dependence was established so far for lignite, measurements on Spitzbergen coal at 9 - 13 bar showed a decrease in NOx concentrations with increasing pressure. This effect will be investigated for Rhenish brown coal in further experiments. Modelling by the standard FLUENT code and by the user defined subroutines of the FLUENT code developed by the International Flame Research Foundation (IFRF), Ijmuiden, showed that the different predictions of flame temperatures have a decisive role in the modelling of NOx formation. A more accurate analysis of the NOx models as compared to ther measurements will be carried out in a melting chamber furnace with a stable flame. Additionally, measurements were carried out for investigating the kinetics of homogeneous gaseous phase reactions in flue gases, i.e. the thermal and additive-catalysed degradation of nitrous components was investigated. The kinetics of the process was also described by a code developed at Aachen University. On the base of a sensitivity analysis, a reduction of the detailed modelling of the reaction kinetics is achieved which permits 2D and 3D calculations on the decomposition of different flue gas components using a CFD code like FLUENT. The 1D and 2D calculations and the measurements were found to be in good agreement. Y1 - 2003 N1 - Druckkohlenstaubverbrennung von rheinischer Braunkohle Förderkennzeichen: 0327072 Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben ausführende Stelle: Lehrstuhl fur Wärmeübertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen Professor Dr.-Ing. U. Renz ER - TY - RPRT A1 - Christ, Ansgar A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Renz, Ulrich T1 - Strömungs-, Filterkuchen- und Abreinigungsmodelle für Heißgasfilter, Teilvorhaben "Numerische Simulation des Abreinigungsvorganges und der Rohgasströmung" KW - Prozesssimulation KW - Filterkuchen KW - Druckvergasung KW - Druckwirbelschichtfeuerung KW - Rauchgasreinigung Y1 - 1998 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:50431601X N1 - Verbundprojekt im Rahmen der Projektträgerschaft BEO des BMBF der Partner RWTH Aachen, Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik Brandenburgische Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl Regelungstechnik Universität Karlsruhe, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik LLB Lurgi Lentjes Babcock Energietechnik GmbH, Oberhausen Förderkennzeichen: 0326831B Abschlußbericht ER - TY - RPRT A1 - Christ, Ansgar A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Renz, Ulrich T1 - HGR: Untersuchung zur Minimierung von gasförmigen Schadstoffen aus Rauchgasen bei der Heißgasfiltration T1 - Hot gas filtration: investigations to remove gaseous pollutant components out of flue gas during hot gas filtration N2 - Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke mit Druckwirbelschicht- oder mit Druckvergasungsverfahren ermöglichen die Verstromung von Kohle mit hohem Wirkungsgrad und niedrigen Emissionen. Eine Voraussetzung für den Betrieb dieser Anlagen ist die Entstaubung der Rauchgase bei hohen Temperaturen und Drücken. Abreinigungsfilter mit keramischen Elementen werden dazu eingesetzt. Eine Reduzierung gasförmiger Schadstoffe unter den gleichen Bedingungen könnte Rauchgaswäsche ersetzen. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, die Integration von Heißgasfiltration und katalytischem Abbau der Schadstoffe Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in einen Verfahrensschritt zu untersuchen. Die Arbeitsschwerpunkte dieses Teilvorhabens betreffen: die katalytische Wirkung eisenhaltiger Braunkohlenaschen, die Wirksamkeit des Calciumaluminat als Katalysator des Abbaus unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Heißgasfilter, numerische Simulation der kombinierten Abscheidung von Partikeln und gasförmigen Schadstoffen aus Rauchgasen N2 - Power plants with gas and steam turbines in pressurized fluidized bed or pressurized gasification processes enable power generation of coal with high efficiancy and little emissions. To run these plants the cleaning of the flue gas is necessary before entering the turbines under the conditions of high temperature and pressure. Ceramic filter elements are the most probable method for hot gas cleaning. A simultaneous reduction of gaseous pollutant components under these conditions could help to make the whole process more efficiant. The aim of the project is to integrate the catalytic reduction of carbon monoxide, hydrocarbons and nitric oxides into the hot gas filtration with ceramic filter elements as a one step mecanism. The project is focused on: the catalytic behaviour of ferrugious ashes of brown coal, the effectiveness of calcinated aluminates as a catalyst to remove uncombuste hydrocarbons in a hot gas filtration unit, numerical simulation of the combined removal of particels and gaseous pollutant components out of the flue gas. KW - Kraftwerkstechnik KW - Stickstoffoxide KW - Kohlenmonoxidbelastung KW - Schadgas KW - Heterogene Katalyse Y1 - 1998 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:504318411 N1 - Verbundprojekt im Rahmen der Projektträgerschaft BEO des BMBF der Partner RWTH Aachen, Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Klimatechnik uve Institut für Technische Chemie und Umweltschutz GmbH, Berlin-Adlershof Hugo Petersen, Gesellschaft für verfahrenstechnischen Anlagenbau mbH&Co.KG, Wiesbaden Förderkennzeichen: 0326819F [Abschlußdatum des Vorhabens: Dezember 1997] ER - TY - CHAP A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Möglichkeiten und Grenzen für Forschung an Fachhochschulen T2 - Smart Building Convention und BIMconvention in Aachen im September Y1 - 2018 N1 - 10. und 11. September 2018, Aachen ER - TY - RPRT A1 - Göll, Fabian A1 - Braunstein, Björn A1 - Albracht, Kirsten T1 - Lernende roboterassistierte Systeme für das neuromuskuläre Training - RoSylerNT; Teilvorhaben: Entwicklung eines neuromuskuloskelettalen Modells als Basis für die Interaktionsfähigkeiten autonomer Assistenzsysteme KW - Robotik KW - Rehabilitationsmedizin KW - Neuromuskuläres System KW - Rehabilitatives Training KW - Trainingsgerät Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/KXP:1855318741 N1 - Förderkennzeichen BMBF 16SV7853 Schlussbericht der Deutschen Sporthochschule Köln für das Vorhaben RoSylerNT Laufzeit: 01.08.2017-31.07.2021 PB - Deutsche Sporthochschule Köln CY - Köln ER -