Technische Universität Berlin

Fakultät III ProzesswissenschaftenNewsletter # 10

Personalia

Best Paper Award der American Society of Mechanical Engineers für Prof. Dr. Tetyana Morozyuk und Prof. Dr.-Ing. George Tsatsaronis

Frau Prof. Dr. Tetyana Morozyuk, Leiterin des Fachgebiets Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme, und Herr Prof. Dr.-Ing. George Tsatsaronis, Leiter des Fachgebiets Energietechnik und Umweltschutz, wurden von der American Society of Mechanical Engineers, Advanced Energy Systems Division, für die Präsentation und Veröffentlichung der Arbeit „Strengths and limitations of Advanced Exergetic Analysis“ mit dem Best Paper Award ausgezeichnet.

Herzlichen Glückwunsch!

Best Paper Award der International Conference on Smart Energy Grid Engineering (SEGE’ 14) für Prof. Dr. Tetyana Morozyuk

Frau Prof. Dr. Tetyana Morozyuk, Leiterin des Fachgebiets Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme, sowie die weiteren Autoren S. Soltani, H. Athari, S. Mahmoudi und M. Rosen wurden für die Veröffentlichung der Arbeit „Energy and exergy analyses of power generation via an integrated biomas post-firing combined- cycle“ mit dem Best Paper Award ausgezeichnt. Die Arbeit ist in wissenschaftlicher Kooperation zwischen der TU Berlin, der University of Ontario (Kanada) und der University of Tabriz (Iran) entstanden.

Herzlichen Glückwunsch!

Ehrenring des VDI für Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel

Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hat Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel, Leiter des Fachgebiets Gebäude-Energie-Systeme, mit dem VDI-Ehrenring ausgezeichnet. Der Ehrenring des VDI wurde 1934 als Auszeichnung für junge Ingenieure gestiftet, die bereits besondere Leistungen auf technisch-wissenschaftlichem Gebiet aufzu-weisen haben.Der VDI würdigt insbesondere die wissenschaftlichen Leistungen von Prof. Kriegel beim Vergleich von experimenteller und numerischer Untersuchungen extrem kom-plexer Strömungsvorgänge mit sehr kleinen Strömungsgeschwindigkeiten. Zudem habe er in seiner Tätigkeit als beratender Ingenieur Verbindungen zwischen der Wissenschaft und der praktischen Anwendung erfolgreich ausgebaut.

Herzlichen Glückwunsch!

Weitere Informationen: www.vdi.de/technik/fachthemen/bauen-und-gebaeudetech-nik/artikel/ehrenring-des-vdi-fuer-prof-martin-kriegel/

Habilitation von Dr. rer. nat. Christiane Baschien

Die Fakultät III Prozesswissenschaften hat Frau Dr. rer. nat. Christiane Baschien die Lehrbefähigung für das Fachgebiet „Mikrobiologie / Mykologie“ zuerkannt, nach-dem sie die für die Habilitation erforderlichen Leistungen in Lehre und Forschung erbracht hat. Der Titel der kumulativen Habilitationsschrift lautet “Aquatische Hyphomyceten: Diversität, Systematik und Interaktionen mit Bakterien der Hyphosphäre“, das Habilitationskolloquium stellte einen Vortrag zum Thema „Mykodiversität in Fließ- gewässern“ in den Mittelpunkt.

Herzlichen Glückwunsch!

Forschung

„Qualitätsstudie Berliner Schulessen“ des Fachgebietes Lebensmittelchemie und Analytik im Auftrag der Berliner Senatsverwaltung durchgeführt

In vielen Bundesländern besuchen Grundschüler eine Schule, die nach einem Ganztagsmodell arbeitet. Im Land Berlin trifft das für praktisch jede Grundschule zu. Bestandteil des Angebotes der Schulen ist auch ein warmes Mittagessen, wobei Berlin mit jährlich 80 000 Mittagsportionen zu den Spitzenreitern zählt. Dabei gibt es aber immer wiederkehrende Reklamationen, das Essen wäre ungenießbar oder zu wenig abwechslungsreich. Mit dem „Gesetz über die Qualitätsverbesserung des Schulmittagessens“ gehen die Berliner einen neuen Weg der Qualitätssicherung und -entwicklung. Es sieht ein kommunales Kontrollgremium vor und enthält detail-lierte Vorgaben zur Qualität der Speisen, wie das Angebot von Obst und Gemüse, festgeschriebene Bio-Anteile und Warmhaltezeiten.

Zur Erfassung des Ist-Zustands der Verpflegung an Berliner Ganztagsgrundschulen Ende 2013 wurde das Fachgebiet Lebensmittelchemie und Analytik der TU Berlin von der Senatsverwaltung für Justiz und Verbraucherschutz beauftragt, die sog.„Qualitätsstudie Berliner Schulessen – Analysen und Empfehlungen zur Umsetzung des DGE-Standards für die Schulverpflegung und zur Etablierung eines effizienten Systems zur Überwachung“, eine wissenschaftlichen Abschlussarbeit im Staats-examensstudiengang Lebensmittelchemie, durchzuführen. Die Studie wurde von Frau Katja Ahrens ausgeführt und durch Frau Dr. Cämmerer und Frau Dr. Römisch inhaltlich betreut. Untersucht wurden neben dem Gehalt ausgewählter Nährstoffe die ernährungsphysiologischen Aspekte, die sensorische Qualität der Gerichte und die Einhaltung bestehender Vertragsvorgaben. Um eine hohe Aussagekraft zu erreichen, wurden vier Catering-Unternehmen ausgewählt, die auch heute in der Berliner Schulverpflegung besonders stark vertreten sind.

Die Auswertung der Untersuchungen liefert teils überraschende, teil alarmierende Ergebnisse. Die häufig kritisierte Sensorik der Speisen präsentierte sich den Test- essern wesentlich besser als vermutet, im Mittel wurden 5 von 6 möglichen Punk-ten erreicht. Die eigentliche Zielgruppe dieser Studie – die Grundschülerinnen und -schüler – wurden allerdings im Rahmen der Untersuchung nicht einbezogen. Die Deklaration von Zusatzstoffen, Allergenen, Nährwerten und Bio-Qualitäten erfolgt bei den meisten Caterern innerhalb der gesetzlichen Spielräume. Nicht zufriedenstellend waren hingegen die Gestaltung der Speisepläne und die Nährstoffzusammensetzung der Gerichte. In beiden Fällen blieben die Caterer zum Teil sehr weit hinter den Vorgaben zurück. Besonders zu hohe Fett- und Proteingehalte

BMWi-Förderung für neues Forschungsprojekt zur Instationären Quelllüftung

Das Fachgebiet Gebäude-Energie-Systeme (Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel) wird in dem geplanten Forschungsvorhaben instationäre (intermittierende) Betriebsweisen von Quelllüftung untersuchen. Mit instationärem Betrieb ist ein alternierender Zustand gemeint, der wie folgt aussehen kann: 1. Kurzzeitig sehr hoher Zuluftvolumenstrom mit niedriger Zulufttemperatur, was also eine untypische Randbedingung bei Quell-luft wäre, 2. Ausschalten der Zuluft, 3. Wiederholen von (1.).

Diese Fahrweise führt dazu, dass die Temperaturdifferenz zwischen Zuluft und Abluft größer wird und der Volumenstrom bei gleicher thermischer Last im Mittel gesenkt werden kann. Eine Folge ist die Reduzierung der für die Ventilatoren benötigten Elektroenergie, welche in der Gesamtenergiebilanz Verlustenergie ist und darum auch als Hilfsenergie bezeichnet wird. Auf der anderen Seite erhöht sich dadurch im Mittel der vertikale Temperaturgradient, was sich in einem stationären Betrieb negativ auf die thermische Behaglichkeit auswirken würde. Durch gepulste Luftein-bringung kommt es zu einer diskontinuierlichen Raumluftströmung, die neben der Behaglichkeit auch die Lüftungseffektivität beeinflusst. Auf diese Weise kann die Lüftungseffektivität verbessert werden. Das Behaglichkeitsempfinden bei dieser alternierenden Betriebsweise ist bisher unerforscht, da die technischen Anlagen bis dato stationär, bestenfalls bedarfsgerecht, betrieben werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Primärenergiebedarf der Quelllüftung bei bestehender oder sogar verbesserter Behaglichkeit und Luftqualität signifikant zu senken, indem die für den Ventilator benötigte Elektroenergie allein durch die inter-mittierende Betriebsweise um etwa 50 % abgemindert wird. Hierfür werden in syste-matischer Untersuchung folgende Parameter variiert: der Volumenstrom (Amplitude, Frequenz, zeitl. Profil), die Zulufttemperatur, der freie Strömungsquerschnitt am Zuluftauslass und die Eintrittsturbulenz (in den Raum) / Induktionswirkung des Zuluftauslasses. Die ermittelten Daten werden in Ausführungs- und Betriebshinwei-se mit Berechnungsmodellen überführt.

Dieses Projekt des Forschungskuratoriums Maschinenbau e.V. (FKM) wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel (m.kriegel@tu-berlin.de) Weitere Informationen: www.hri.tu-berlin.de

waren auffällig. Keines der untersuchten Gerichte deckte den Bedarf an Ballaststoffen, Vitaminen sowie den Mineralstoffen Calcium und Eisen.

Die Studie liefert für die neue Herangehensweise des Landes Berlin zur langfristigen Qualitätsverbesserung und -entwicklung ein umfassendes und statistisch basiertes Konzept zur Aufgabenverteilung, Analysenplanung und -spektrum. Darüber hinaus werden Empfehlungen zur regelmäßigen zielgruppenorientierten Sensorik innerhalb von schulinternen Gremien, deren Bildung nach dem neuen Gesetz vorgeschrieben ist, gegeben und verschiedene risikoorientierte Konzeptionen vorgeschlagen. Letztendlich ist das Konzept auf eine langfristige und detaillierte Abbildung kritischer Punkte in Zusammenhang mit der Qualität der Verpflegung ausgerichtet. Auf diese Weise dient es gleichzeitig der Kontrolle der Wirksamkeit der seit Februar 2014 ein-geführten Maßnahmen und schafft gute Gesprächsgrundlagen für ein verbessertes Beschwerdemanagement.

Ansprechpartnerin: Dr. Bettina Cämmerer (bettina.caemmerer@tu-berlin.de)

Text: Katja Ahrens, Dr. Bettina Cämmerer

Die Modellierungs-, Simulations- und Optimierungsumgebung MOSAIC begrüßt ihren 550. Nutzer

Seit vier Jahren wächst am Fachgebiet Dynamik und Betrieb technischer Anlagen die Modellierungs-, Simulations- und Optimierungsumgebung MOSAIC heran und wird nun bereits von 550 Nutzern verwendet. Mit einem deutlichen Schwerpunkt an der TU Berlin wird MOSAIC mittlerweile an vielen Universitäten weltweit eingesetzt, u.a. in Kuantan in Malaysia, Mexiko-Stadt, Krakau. Neben dem Hauptserver an der TU Berlin gibt es inzwischen zusätzliche Server in Scranton im Bundesstaat Penn-sylvania der USA, an der Universidad de Antioquia in Kolumbien, der Universidade Federal da Bahia in Brasilien und der Universiti Malaysia Pahang in Malaysia.

MOSAIC ist als webbasierte Desktopapplikation in JAVA programmiert und frei zu-gänglich. Die Hauptanwendung der Software liegt in der Unterstützung von Forschung und Lehre bei der Modellierung von physikalischen Phänomenen, chemischen Gleichgewichten, sowie verfahrenstechnischen Prozessen. Durch eine LaTeX-orientierte Eingabe von Gleichungen und ein direktes Rendern als mathematisch lesbare Gleichung können beliebige mathematische Modelle für physikalische, chemische oder biologische Prozesse mit MOSAIC modelliert werden.

Neben der Modellierungsunterstützung ist die Generierung von Simulationscode derzeit die größte Stärke von MOSAIC. Algebraische Systeme, Differentialalgebra- Systeme und gewöhnliche Differentialgleichungssyteme werden automatisch erkannt und dem Nutzer wird eine große Anzahl an verfügbaren Code-Generatoren zur Verfügung gestellt. So kann lauffähiger Code für z.B. BzzMath, Matlab, gPROMS, Aspen Custom Modeler, Scilab, AMPL oder GAMS automatisch generiert werden. Darüber hinaus gibt es für Nutzer die Möglichkeit eigene Code-Generatoren selbst zu spezifizieren, um ihre Modelle in vielen Programmierumgebungen gleichzeitig testen zu können.

Insbesondere im Einsatz für die Lehre hat sich MOSAIC bewährt. Bei der Verwendung herkömmlicher Tools oder Sprachen rücken wesentliche Aspekte, wie die systema-tische Modellentwicklung oder eine genaue Freiheitsgradanalyse gegenüber der Herausforderung, ein neues Programm zu bedienen oder die Syntax einer weiteren Sprache zu erlernen, in den Hintergrund. MOSAIC vereint verschiedene neuartige Konzepte, die besonders in den frühen Lernphasen die Anwendung der systema-tischen Modellentwicklung fördern und gleichzeitig das Erlernen verschiedener Standardtools erleichtern. Die Möglichkeit, Modelle über das Internet in einer einfachen, dokumentationsnahen Syntax zu definieren und daraus automatisch Code für beliebige Softwaretools zu generieren, zeigt sich als eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Lehrmethoden.

Neben der Simulation existieren weitere MOSAIC-Module zur Strukturanalyse von Gleichungssystemen und blockweisen Zerlegung, der Messdatenverwaltung und Einbindung, der automatischen vollständigen Diskretisierung von Differential- gleichungen, dem optimalen Experimentaldesign, der automatischen Dokumentations-erstellung von Modellen sowie der Optimierung. Für letzteres Modul gibt es zugleich eine direkte Anknüpfung an den NEOS Server, um dem Nutzer neben der Verwen-dung seiner eigenen lokalen Optimierungssprachen und Solver, eine große Anzahl an linearen, nichtlinearen oder gemischt-ganzzahlig nichtlinearen Optimierungs- solvern zur Verfügung zu stellen.

Weitere Informationen zu MOSAIC sowie Tutorien und Anwendungsbeispiele finden Sie unter: www.mosaic-modeling.de

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Günter Wozny (guenter.wozny@tu-berlin.de)

Text: G. Tolksdorf, S. Fillinger, V.A. Merchan Restrepo, E. Esche, G. Wozny

Dipl.-Ing. Felix Heß zum Dr.-Ing.:Ganzheitliche Regelung einer Windkraftanlage basierend auf einem parameteraffinen Entwurfsmodell1. Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Rudibert King

Dipl.-Biol. Christine Rudolph zur Dr. rer. nat.:Modulation von CD4+ T-Zellen durch Leberinusendothelzellen1. Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Roland Lauster

M.Sc. Stephan Kaiser zum Dr.-Ing.:Charakterization and optimization of single use bioreactors and biopharmaceutical production processes using Computational Fluid Dynamics1. Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraume

Dipl.-Ing. (FH) Bettina Camin zur Dr.-Ing.:In-situ Untersuchung des Schädigungsverhaltens mehrphasiger Werkstoffe unter thermischer und mechanischer Beansprungung1. Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Walter Reimers

Dipl.-Ing. Michael Fischlschweiger zum Dr. rer. nat.:A molecular physics theory for crystallization based polymer separation1. Gutachterin: Prof. Dr. rer. nat. Sabine Enders

M.Sc. Shuo Zang zum Dr.-Ing.:

CFD-PBM based gas-liquid multiphase system fluid dynamic investigation in stirred tank reaktors1. Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Günter Wozny

Dipl.-Ing. (FH) Stefan Castritius zum Dr.-Ing.:Kombinierte Probenvorbereitung und -analytik karbonisierter Getränke1. Gutachter: Prof. Dipl.-Ing. Dr. Ulf Stahl

M.Eng. Koji Onoda zum Dr.-Ing.:Influence of accelerated fermentation on beer quality (Pilot-scale trials)1. Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Frank-Jürgen Methner

Dipl.-Ing. Maria Stecklum zur Dr.-Ing.:Etablierung eines Teratommodells von murinen embryonalen Stammzellen zur Prüfung von Substanzen auf Embryotoxizität1. Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Roland Lauster

Dipl.-Ing. Joachim Maier zum Dr.-Ing.:Tribologie und Verschleißverhalten von CVD-Beschichtungen bei Hochleistungsstrang- presswerkzeugen1. Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Walter Reimers

Herzlichen Glückwunsch!

Promotionen

Technische Universität BerlinFakultät III ProzesswissenschaftenFakultäts-Service-CenterSekr. H 88Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlinwww.tu-berlin.de/fak_3

Newsletter-Abonnement: www.tu-berlin.de/fak_3/menue/ueber_uns/newsletter Redaktion: Maren Ebert (maren.ebert@tu-berlin.de)Januar 2015

Think Tank der Innovationen: „Human on a Chip“ am 18. Februar 2015

Die Veranstaltungsreihe „TU Berlin – Think Tank der Innovationen“ widmet sich am 18.02.2015 der aktuellen Forschung des Fachgebietes Medizinische Biotechnologie, das von Prof. Roland Lauster geleitet wird. Unter dem Titel „Human on a Chip - Der nützliche Homunkulus“ soll vorgestellt werden, wie das Testen neuer Wirkstoffe verändert werden kann. Die Medizinische Biotechnologie will mit der Entwicklung von „Mensch-auf dem-Chip“-Plattformen einen Paradigmenwechsel erreichen. Dazu befasst sie sich mit Entstehungsprozessen menschlicher Organe. Mittels Imitation der Organogenese-Prozesse sollen die daraus gewonnenen organähnlichen Grundstrukturen (Organoide) es ermöglichen, den Einfluss von Wirkstoffen auf ein Organ oder einen Tumor zuverlässig an einem humanen Modell zu testen. So kann in Zukunft die Anzahl der Tierversuche in diesem Bereich erheblich gesenkt werden.

Informationen, Programm und Anmeldung: http://www.pressestelle.tu-berlin.de/menue/veranstaltungen/tt01/

Ansprechpartner: Prof. Dr. Roland Lauster (roland.lauster@tu-berlin.de)

Fakultätsrat am 21. Januar 2015Die nächste Sitzung des Fakultätsrates der Fakultät III Prozesswissenschaften findet am 21. Januar 2015 um 14:15 Uhr im BA-Gebäude (Hardenbergstr. 40, Raum 316/317) statt.

Weitere Informationen: www.tu-berlin.de/fak_3/menue/einrichtungen/gremien/fakultaetsrat/

Veranstaltungen & Termine

Absolventenfeier TRiiiUMPH der Fakultät III am 03. Juli 2015Am 03. Juli 2015 ist es wieder soweit: auf der inzwischen fest im Veranstaltungs-kalender etablierten Absolventenfeier TRiiiUMPH werden alle Absolventinnen und Absolventen, die innerhalb des letzten Jahres ihr Studium in einem der Studien- gänge der Fakultät III abgeschlossen haben, geehrt. Die Fakultät III freut sich über Unterstützung durch Sponsoren!

Die Feier findet am Freitag, dem 03. Juli 2015 ab 16.30 Uhr im Lichthof im Haupt-gebäude der TU Berlin statt.