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In Anbetracht weltweit zunehmend strengerer klimapolitischer
Ziele steigt auch der Druck für Nutzfahrzeughersteller, effizientere und umweltfreundlichere
Technologien zu entwickeln. Den Blick bei der Bewertung dieser
ausschließlich auf die Fahrzeugnutzung zu richten, ist längst nicht mehr zufriedenstellend.
Im Rahmen dieser Analyse wird ein gegenwärtig auf dem Markt erwerblicher
und in deutschen Städten bereits seit Jahren betriebener Hybridbus
energetisch und ökologisch mit einem konventionell angetriebenen, nahezu baugleichen
Modell entlang des Lebensweges bewertet.
Nach Definition von Ziel und Untersuchungsrahmen wird ein Überblick auf bereits
durchgeführte Lebenszyklusanalysen zu Hybridbussen im Stadtverkehr gegeben
und Schlussfolgerungen für die anschließende Analyse abgeleitet. Diese
wird im Rahmen einer energetischen und ökologischen Bewertung beider Produktsysteme
anhand der Parameter "Primärenergieeinsatz" und "CO2äq Emissionen"
praktiziert. Der Fahrzeugrumpf beider Fahrzeuge des gleichen Modells
wird dabei als einheitlich angenommen, sodass bei dem Vergleich der Herstellung
vereinfacht nur die sich unterscheidenden Komponenten des Antriebstranges
berücksichtigt werden. Die Resultate der Wirkungsabschätzung werden als
Differenz des Hybridbusses gegenüber dem Referenzfahrzeug über die einzelnen
Lebenszyklusphasen dargestellt. Schließlich werden Prognosen getroffen, ab
welcher Strecke die bei der Herstellung erzeugten höheren CO2äq Emissionen
des Hybridantriebstranges gegenüber dem Referenzmodell ausgeglichen werden.
Evaluation of lignocellulosic material for butanol production using enzymatic hydrolysate medium
(2016)
Butanol is a promising gasoline additive and platform chemical that can be readily produced via acetone-butanolethanol (ABE) fermentation from pretreated lignocellulosic materials. This article examines lignocellulosic material from beech wood for ABE fermentation, using Clostridium acetobutylicum. First, the utilization of both C₅₋ (xylose) and C₆₋ (glucose) sugars as sole carbon source was investigated in static cultivation, using serum bottles and synthetic medium. The utilization of pentose sugar resulted in a solvent yield of 0.231 g·g_sugar⁻¹, compared to 0.262 g·g_sugar⁻¹ using hexose. Then, the Organosolv pretreated crude cellulose fibers (CF) were enzymatically decomposed, and the resulting hydrolysate medium was analyzed for inhibiting compounds (furans, organic acids, phenolics) and treated with ionexchangers for detoxification. Batch fermentation in a bioreactor using CF hydrolysate medium resulted in a total solvent yield of 0.20 gABE·g_sugar⁻¹.
Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material plays an important role in the classical biorefinery approach. Apart from the pretreatment of the raw material, hydrolysis is the basis for the conversion of the cellulose and hemicellulose fraction into fermentable sugars. After hydrolysis, usually a solid-liquid separation takes place, in order to separate the residual plant material from the sugar-rich fraction, which can be subsequently used in a fermentation step. In order to factor out the separation step, the usage of in alginate immobilized crude cellulose fiber beads (CFBs) were evaluated. Pretreated cellulose fibers are incorporated in an alginate matrix together with the relevant enzymes. In doing so, sugars diffuse trough the alginate matrix, allowing a simplified delivery into the surrounding fluid. This again reduces product inhibition of the glucose on the enzyme catalysts. By means of standardized bead production the hydrolysis in lab scale was possible. First results show that liberation of glucose and xylose is possible, allowing a maximum total sugar yield of 75 %.
Characterization and evaluation of lignocellulosic biomass 130 hydrolysates for ABE fermentation
(2016)
Eine seismische Anregung verursacht in einem Flüssigkeitstank einen kombinierten Spannungszustand, was zu einem Stabilitätsversagen der häufig sehr dünnwandigen Konstruktionen führen kann. Für die Durchführung von Stabilitätsnachweisen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Üblicherweise werden aus Gründen der Einfachheit spannungsbasierte Verfahren angewendet. Diese sind für Einheitslastfälle experimentell abgesichert, wobei eine Übertragung auf kombinierte Spannungszustände wie im Erdbebenfall nur begrenzt möglich ist. Alternativ kann ein globales, numerisches Konzept, das LBA/MNA-Verfahren, angewendet werden. Das Verfahren kombiniert eine materiell nichtlineare Berechnung (MNA) mit einer linearen Beulanalyse (LBA) und erfasst die Interaktion verschiedener gleichzeitig auftretender Beanspruchungen implizit im Nachweis. Dieser Beitrag demonstriert die Anwendung der Verfahren am Beispiel verschiedener Tankgeometrien mit Höhe/Radius-Verhältnissen zwischen 1 ≤ H/R ≤ 2 und Radius/Tankwand-Verhältnissen zwischen 500 ≤ R/t ≤ 1000 und diskutiert zusätzlich die Defizite der spannungsbasierten Nachweisverfahren.
The aim of this work was to perform a detailed investigation of the use of Selective Laser Melting (SLM) technology to process eutectic silver-copper alloy Ag 28 wt. % Cu (also called AgCu28). The processing occurred with a Realizer SLM 50 desktop machine. The powder analysis (SEM-topography, EDX, particle distribution) was reported as well as the absorption rates for the near-infrared (NIR) spectrum. Microscope imaging showed the surface topography of the manufactured parts. Furthermore, microsections were conducted for the analysis of porosity. The Design of Experiments approach used the response surface method in order to model the statistical relationship between laser power, spot distance and pulse time.
Mit steigenden Dämmstandards und höheren Komfortanforderungen der Nutzer gerät die Problematik der sommerlichen Überhitzung zunehmend in den Fokus. Um die Überhitzung möglichst gering zu halten, sind Maßnahmen und Lösungen zu entwickeln, die den potenziellen Kühlbedarf eines Gebäudes vermeiden sowie reduzieren. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes BATIMASS wurden Techniken untersucht, die die sommerliche Raumtemperatur ohne zusätzliche Kühlung (passiv) oder aber mit energieeffizienter wasserbasierter Flächenkühlung (aktiv) reduzieren und die besonders für Gebäude in Stahl(leicht)bauweise geeignet sind. Dafür wurde die Methodik der thermisch äquivalenten Decke weiterentwickelt, um das thermische Verhalten von Profilblechdecken in Gebäuden für beide Lösungsansätze analysieren zu können. Darüber hinaus wurde der Einsatz von Phasenwechselmaterial (PCM) zur Steigerung der Speicherfähigkeit von leichten Decken mit besonders geringer thermischer Masse in Simulationen sowie im Labor untersucht und bewertet.
Finding a good system topology with more than a handful of components is a
highly non-trivial task. The system needs to be able to fulfil all expected load cases, but at the
same time the components should interact in an energy-efficient way. An example for a system
design problem is the layout of the drinking water supply of a residential building. It may be
reasonable to choose a design of spatially distributed pumps which are connected by pipes in at
least two dimensions. This leads to a large variety of possible system topologies. To solve such
problems in a reasonable time frame, the nonlinear technical characteristics must be modelled
as simple as possible, while still achieving a sufficiently good representation of reality. The
aim of this paper is to compare the speed and reliability of a selection of leading mathematical
programming solvers on a set of varying model formulations. This gives us empirical evidence
on what combinations of model formulations and solver packages are the means of choice with the current state of the art.
Purpose
Two semi-empirical models were recently published, both making use of existing literature data, but each taking into account different physical phenomena that trigger hemolysis. In the first model, hemoglobin (Hb) release is described as a permeation procedure across the membrane, assuming a shear stress-dependent process (sublethal model). The second model only accounts for hemoglobin release that is caused by cell membrane breakdown, which occurs when red blood cells (RBC) undergo mechanically induced shearing for a period longer than the threshold time (nonuniform threshold model). In this paper, we introduce a model that considers the hemolysis generated by both these possible phenomena.
Methods
Since hemolysis can possibly be caused by permeation of hemoglobin through the RBC functional membrane as well as by release of hemoglobin from RBC membrane breakdown, our proposed model combines both these models. An experimental setup consisting of a Couette device was utilized for validation of our proposed model.
Results
A comparison is presented between the damage index (DI) predicted by the proposed model vs. the sublethal model vs. the nonthreshold model and experimental datasets. This comparison covers a wide range of shear stress for both human and porcine blood. An appropriate agreement between the measured DI and the DI predicted by the present model was obtained.
Conclusions
The semiempirical hemolysis model introduced in this paper aims for significantly enhanced conformity with experimental data. Two phenomenological outcomes become possible with the proposed approach: an estimation of the average time after which cell membrane breakdown occurs under the applied conditions, and a prediction of the ratio between the phenomena involved in hemolysis.
Label-free Electrostatic Detection of DNA Amplification by PCR Using Capacitive Field-effect Devices
(2016)
A capacitive field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensor modified with a positively charged weak polyelectrolyte of poly(allylamine hydrochloride) (PAH)/single-stranded probe DNA (ssDNA) bilayer has been used for a label-free electrostatic detection of pathogen-specific DNA amplification via polymerase chain reaction (PCR). The sensor is able to distinguish between positive and negative PCR solutions, to detect the existence of target DNA amplicons in PCR samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process.
Regardless of size or destination, synthetic biology starts with com-parably small information units, which need to be combined and properly arranged in order to achieve a certain goal. This may be the de novo synthesis of individual genes from oligonucleotides, a shuffling of protein domains in order to create novel biocatalysts, the assembly of multiple enzyme encoding genes in metabolic pathway design, or strain development at the production stage. The CoLibry concept has been designed in order to close the gap between recombinant production of individual genes and genome editing.
Schienenverkehrssysteme stehen in zunehmendem Wettbewerb, sowohl untereinander als auch mit anderen Verkehrsträgern. Als wichtiger Aspekt zur Steigerung der Kosteneffizienz wird die Digitalisierung des Betriebs und der Fahrzeuge betrachtet. Über eine Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit bzw. Restlebensdauer von Subsystemen können mittels Digitalisierung die Instandhaltungskosten gesenkt werden. Die geringen Fehlerraten im System Bahn machen die Nutzung besonderer Simulationstechniken notwendig. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie sich die Subsystemverfügbarkeit aus den beobachteten Fehlerraten der Teilfunktionen vorhersagen lässt.
The scientific interest for near-Earth asteroids as well as the interest in potentially hazardous asteroids from the perspective of planetary defense led the space community to focus on near-Earth asteroid mission studies. A multiple near-Earth asteroid rendezvous mission with close-up observations of several objects can help to improve the characterization of these asteroids. This work explores the design of a solar-sail spacecraft for such a mission, focusing on the search of possible sequences of encounters and the trajectory optimization. This is done in two sequential steps: a sequence search by means of a simplified trajectory model and a set of heuristic rules based on astrodynamics, and a subsequent optimization phase. A shape-based approach for solar sailing has been developed and is used for the first phase. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through a fully optimized multiple near-Earth asteroid rendezvous mission. The results show that it is possible to visit five near-Earth asteroids within 10 years with near-term solar-sail technology.
[⁶⁸Ga(DOTATATE)] has demonstrated its clinical usefulness. Both Fe³⁺ and Cu²⁺, potential contaminants in Gallium-68 generator eluent, substantially reduce the radiochemical (RC) yield of [⁶⁸Ga(DOTATATE)] if the metal/ligand ratio of 1:1 is exceeded. A variety of compounds were examined for their potential ability to reduce this effect. Most had no effect on RC yield. However, addition of phosphate diminished the influence of Fe³⁺ by likely forming an insoluble iron salt. Addition of ascorbic acid reduced Cu²⁺ and Fe³⁺ to Cu⁺ and Fe²⁺ respectively, both of which have limited impact on RC yields. At low ligand amounts (5 nmol DOTATATE), the addition of 30 nmol phosphate (0.19 mM) increased the tolerance of Fe3⁺ from 4 nmol to 10 nmol (0.06 mM), while the addition of ascorbic acid allowed high RC yields (>95%) in the presence of 40 nmol Fe³⁺ (0.25 mM) and 100 nmol Cu²⁺ (0.63 mM). The effect of ascorbic acid was highly pH-dependant, and gave optimal results at pH 3.
Purpose
To calculate local specific absorption rate (SAR) correctly, both the amplitude and phase of the signal in each transmit channel have to be known. In this work, we propose a method to derive a conservative upper bound for the local SAR, with a reasonable safety margin without knowledge of the transmit phases of the channels.
Methods
The proposed method uses virtual observation points (VOPs). Correction factors are calculated for each set of VOPs that prevent underestimation of local SAR when the VOPs are applied with the correct amplitudes but fixed phases.
Results
The proposed method proved to be superior to the worst-case calculation based on the maximum eigenvalue of the VOPs. The mean overestimation for six coil setups could be reduced, whereas no underestimation of the maximum local SAR occurred. In the best investigated case, the overestimation could be reduced from a factor of 3.3 to a factor of 1.7.
Conclusion
The upper bound for the local SAR calculated with the proposed method allows a fast estimation of the local SAR based on power measurements in the transmit channels and facilitates SAR monitoring in systems that do not have the capability to monitor transmit phases
Die bereits mit Koalitionsvertrag vom 16.12.2013 in Aussicht genommene Neuregulierung der Leiharbeit steht nunmehr kurz bevor. Nach diversen Korrekturen des ursprünglichen Referentenentwurfes des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales liegt seit dem 20.7.2016 der endgültige Entwurf des Gesetzes zur Änderung des Arbeitnehmerüberlassungsgesetzes und anderer Gesetze vor (AÜG-E). Die Änderungen sollen zum 1.1.2017 in Kraft treten. Von größeren Änderungen des Gesetzesentwurfs wird allgemein nicht mehr ausgegangen. Für die betriebliche Praxis sollte dies Anlass sein, sich bereits jetzt mit den sich abzeichnenden wichtigsten Neuerungen vertraut zu machen und diese entsprechend umzusetzen, um nachteilige Konsequenzen zu vermeiden.
Elektromobilität ist das Thema der Zukunft. Schon jetzt hat es sich die Bundesregierung zur Aufgabe gemacht, hierzulande bis 2030 den Absatz von Elektroautos kontinuierlich auf sechs Mio. Fahrzeuge zu steigern. Und auch die Nachfrage nach Elektrofahrrädern steigt zunehmend. Vor allem der derzeit durch den Gesetzgeber gewährte Umweltbonus sowie weitere steuerliche Anreize machen den Einsatz von Elektroautos und -fahrrädern als Dienstfahrzeuge auch für Arbeitgeber zunehmend attraktiv. Will der Arbeitgeber seinen Arbeitnehmern Elektrofahrzeuge überlassen, stellt sich die Frage nach der Gestaltung der entsprechenden Überlassungsverträge. Der nachfolgende Beitrag gibt hierzu einen Überblick und beinhaltet Formulierungshilfen für die Vertragsgestaltung.