Sechs Absolventen für effizienten Studienabschluß ausgezeichnet
Zum zehnten Mal werden in diesem Jahr die DECHEMA-Studentenpreise an Absolventen der Diplom-Fachrichtungen Technische Chemie, Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen und Biotechnologie vergeben, die sich bei hervorragenden fachlichen Leistungen durch ein besonders kurzes und damit effizientes Studium ausgezeichnet haben.
Auf Beschluß des DECHEMA-Unterrichtsausschusses erhalten im Rahmen der ACHEMA-Eröffnungssitzung am 18. Mai 2003 im CongressCenter der Messe Frankfurt die folgenden sechs Absolventen die DECHEMA-Studentenpreise 2003:
Für das Fachgebiet Technische Chemie:
· Dipl.-Chem. Katja Kretschmer, TU Dresden
· Dipl.-Chem. Yücel Önal, TU Darmstadt
Für das Fachgebiet Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen:
· Dipl.-Ing. Rodolphe Zerry, TU Berlin
· Dipl.-Ing. Olaf Kahrs, RWTH Aachen
Für das Fachgebiet Biotechnologie
· Dipl.-Ing. Jonas Schenk, ETH Lausanne
· Dipl.-Biochem. Dominique Böttcher, Universität Greifswald
Die DECHEMA-Studentenpreise werden seit 1994 jährlich vergeben und sollen zur Effizienzsteigerung des deutschen Hochschulstudiums beitragen. Vorschläge für die Studentenpreise 2004 können bis 15. Januar 2004 bei der DECHEMA eingereicht werden. Vorschlagsberechtigt sind die Hochschullehrer der genannten Fachrichtungen.
Fotos von der Preisverleihung sind auf Anfrage erhältlich bei:
DECHEMA e.V:, Öffentlichkeitsarbeit, Theodor-Heuss-Allee 25,
60486 Frankfurt/M., Tel.: 069/7564-296, Fax: 069/7564-272 22/2003
Kurzfassungen der Preisträgerarbeiten:
Charakterisierung der Quelleigenschaften von dünnen Schichten
photovernetzbarer, temperatur-sensitiver Hydrogele
Katja Kretschmer, TU Dresden
Fachgebiet Technische Chemie
Vernetzte, wasserquellbare Polymere, sog. Hydrogele, besitzen ein weites Anwendungspotential, das von Superabsorbern bis zu sensitiven Aktormaterialien reicht. Temperatur-sensitive Hydrogele zeigen oberhalb einer kritischen Temperatur, der Lower Critical Solution Temperature, einen abrupten Phasenübergang von einem gequollenen zu einem geschrumpften Zustand (LCST-Verhalten). Aufgrund dieses reversiblen und scharfen Phasenüberganges können solche Polymere als Mikroaktoren in Ventilen und Pumpen eingesetzt werden.
Die Verringerung der Schichtdicke bis in den nm-Bereich bewirkt eine enorme Verbesserung der Quellkinetik. Katja Kretschmer synthetisierte in ihrer Arbeit photovernetzbare, temperatur-sensitive Polymere, die sich mit Methoden der Mikrosystemtechnik mit einer lateralen Strukturierung im µm-Bereich prozessieren lassen. Das Quellverhalten solcher dünnen Hydrogelschichten konnte erstmals mittels Surface-Plasmon-Resonance- Spektroskopie (SPR) charakterisiert werden. Die Polymerfilme weisen ein gute Temperatursensivität auf. Ob diese neuartigen Polymere daher als Aktoren in Mikroventilen eingesetzt werden können, wird zur Zeit überprüft.
Oxidation von D-Glucose zu D-Gluconsäure auf Kohlenstoff geträgerten Gold-Katalysatoren
Yücel Önal, TU Darmstadt
Fachgebiet Technische Chemie
In seiner Arbeit untersuchte Yücel Önal die heterogen katalysierte Oxidation von D-Glucose zu D-Gluconsäure mit Hilfe von Gold/C Katalysatoren in wässriger Phase. Als Oxidationmittel diente dabei die Luft., Die Katalysatoren wurden nach der Gold-Sol Methode hergestellt. Dadurch können besonders kleine Gold-Partikel auf den Kohlenstoffrägermaterialein erzeugt werden. Nach Optimierung der Reaktionsbedingungen für die Glucoseoxidation in einem Batch-Reaktor wurde der Einfluß der Gold-Partikelgröße auf die Aktivität des Katalysators näher untersucht. Dabei zeigte sich, daß mit sinkenden Partikelgrößen die Aktivität des Katalysators exponentiell ansteigt. Die Selektivität bleibt dabei unverändert.
Da die Bildung von Nebenprodukten sehr stark von den Oxidationsbedingungen abhängt, konnte Yücel Önal durch detaillierte Untersuchungen der Nebenprodukte mittels HPLC ein Reaktionsnetzwerk für die Glucoseoxidation in wässriger Phase erstellen. Als Reaktionsmechanismus wurde eine oxidative Dehydrierung postuliert. Durch Untersuchungen in einem kinetisch limitierten Bereich konnten die kinetischen Parameter ermittelt werden. Auf der Grundlage eines langmuir-Hinshelwood Modells wurde ein semi-empirischer Reaktionsgeschwindigkeitsansatz formuliert, der durch kinetische Modelierung an die experimentellen Daten angepaßt wurde.
Entwicklung eines multimedialen Lehrmoduls zur Prozeßführung -
Automatisierungskonzept für eine Rektifikationskolonne
Rodolphe Zerry, TU Berlin
Fachgebiet Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen
In einem Projekt zum Thema „multimediales Lehrmodul Prozeßführung“ ist die Erstellung einer interaktiven Lehr- und Lernumgebung zur Vermittlung der Inhalte der Lehrveranstaltung geplant. In seiner Arbeit hat Rodolphe Zerry einen ersten Baustein (Virtuelle Anlage / Basisautomatisierung) entworfen und implementiert. Das Modul wurde unter Java als Applet entwickelt und ist so aufgebaut, daß es durch weitere Module ergänzt werden kann.
Die verfahrenstechnische Grundlage bildet eine Trennkolonne für das System Methanol-Wasser mit einer Reinheit von 99% und 28 Böden. Dafür sind im Rahmen dieser Arbeit die folgenden Problemstellungen umgesetzt worden:
- Entwicklung eines dynamsichen Modells der Rektifikationskolonne
- Implementierung stationärer und dynamischer Lösungsverfahren
- Visualisierung der Berechnungsergebnisse im Browser
- Einbindung des modells in eine Lernumgebung
Erstellung von Programm-Tools unter MATLAB/Simulink zur dynamischen Simulation der peripheren Hauptkomponenten einer SOFC-Anlage
Olaf Kahrs, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Fachgebiet Chemische Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen
Bei der Entwicklung verfahrenstechnischer Prozesse werden zunehmend dynamische Simulationen eingesetzt, um das Betriebsverhalten der Anlage bzw. einzelner Apparate zu untersuchen. Dabei werden häufig verschiedene Apparateparameter, sowie alternative Fließbildkonfigurationen miteinander verglichen, so dass dieser Entwicklungsprozess durch Software-Tools unterstützt werden sollte.
Olaf Kahrs entwickelte in seiner Diplomarbeit am Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik (IWV-3) des Forschungszentrums Jülich ein Konzept für die dynamische Simulation verfahrenstechnischer Prozesse in MATLAB/Simulink. Verfahrenstechnische Apparatemodelle stehen dabei als Module in einer Bibliothek zur Verfügung und werden unter Simulink graphisch zu einem Flowsheet miteinander verknüpft.
Apparatemodelle verschiedener Entwickler können somit unkompliziert in eine Simulation integriert werden. Die jeweiligen Apparateparameter werden übersichtlich auf graphischen Oberflächen spezifiziert.
Für die peripheren Hauptkomponenten einer SOFC-Anlage - Wärmetauscher, Reformer, Verdampfer, Mischer und Splitter - wurde jeweils ein Modul implementiert. Die Funktionalität der Simulationsumgebung demonstrierte Olaf Kahrs mit der Simulation des Betriebsverhaltens eines Mikrowärmetauschers und verifizierte diese an experimentellen Daten.
Effect of the temperature on a CHO cell line producing a recombinant protein
Jonas Schenk, TU Lausanne
Fachgebiet Biotechnologie
In seiner Diplomarbeit beschäftigte sich Jonas Schenk mit der Produktion von rekombinanten Proteinen in Eierstockzellen des chinesischen Hamsters (CHO-Zellen). Er stellte fest, daß sich bei einer Temperaturabsenkung um 7°C die Produktionsrate der rekombinanten Proteine um das 11fache erhöht, während der Glucoseverbrauch um das 7fache zurück geht. Gleichzeitg verringert sich auch das Zellwachstum um das 10fache.
Um die zellulären Reaktionen in Abhängigkeit von der Temperatur genauer zu studieren, analysierte er die Stoffwechselflüsse in den Zellen. Die Ergebnisse zeigten, daß unabhängig von der Temperatur die Energieproduktion der Zellen (Bildung von ATP) konstant bleibt. Da bedeutet, daß die Zellen von der „temperatuempfindlichen“ Glucolyse auf Alternativen wie beispielsweise den Milchsäureabbau umschalten, um die ATP-Produktionsrate konstant zu halten. Über die Natur der gesteigerten Proeinproduktion lassen sich bisher noch keine Angaben machen.
Entwicklung eines in vivo – Evolutionssystems zur Veränderung der Substratspezifität von Esterasen
Dominique Böttcher, Universität Greifswald
Fachgebiet Biotechnologie
In ihrer Arbeit untersuchte Dominique Böttcher die Veränderung der Enantioselektivität einer Esterase aus Pseudomonas fluorescens (PFE I) gegenüber chiralen Carbonsäuren mit der Methode der in vivo-Evolution. Viele bisherige Methoden basierten auf in vitro-Ansätzen, dass heißt eine Enzymmutantenbibliotek wird erst nach ihrer Herstellung durchgemustert, es fehlt der evolutive Druck.
Im Rahmen dieser Untersuchung wurde der evolutive Druck durch folgenden Ansatz erzeugt:
Ein Enantiomer eines Substrates ist mit einem zur Selektion dienenden Antibiotikum verestert und das andere Enantiomer mit einer Kohlenstoffquelle. Durch den Einsatz eines 1:1 Gemisches beider Enantiomere in der Kultivierung von E. coli in Gegenwart eines Mutagens bzw. von einem Mutationstamm sollen enantioselektivere Enzymvarianten erzeugt werden. Als Substrate wurden die enantiomerenreinen Chloramphenicol- bzw. Isopropylidenglycerinester (Acetonid des 3-Phenylbutterglycerinesters) der 3-Phenylbuttersäure ausgewählt.
Dominique Böttcher konnte in ihrer Arbeit zeigen, daß die Zellen in der Lage sind die
3-Phenylbuttersäure-Derivate aufzunehmen und zu metabolisieren, daß 3-Phenylbuttersäure-Chloramphenicolester nicht toxisch für die Zellen ist und daß 3-Phenylbuttersäure-Isopropylidenglycerolester nach Hydrolyse durch die PFE als C-Quelle dienen kann. |
