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The objective of this research was to optimise and validate the use of biowaste as a growth medium for Trichoderma reesei RL-P37, aiming to produce proteins, particularly cellulases, in a cost-effective and sustainable manner. The study consisted of four fermentation experiments conducted using various biowaste compositions, ranging from partial (60%) to complete (100%) substitution of synthetic components with biowaste. A standard laboratory medium was used as a reference to assess protein productivity and biomass yield. In addition, a preliminary T. reesei growth in shaking flasks experiment was carried out to evaluate the suitability of biowaste as a growth medium, confirming that biowaste could support the growth of T. reesei and even resulted in slightly higher biomass production compared to the laboratory medium. Despite similar final protein concentrations across all fermentations (approximately 4 g/L), variations in productivity were observed, with the laboratory medium demonstrating the highest efficiency, followed by 60% and 100% biowaste-based media, respectively. Analysis of yield coefficients revealed that biowaste can sustain growth and protein production; however, its effectiveness was influenced by lot variability and potential inhibitory compounds. Additionally, nutrient imbalances and the presence of possible inhibitory substances posed challenges, as observed in the differences between batch and fed-batch phases. This research demonstrates the potential of biowaste as a complete medium for industrial fermentations, provided nutrient imbalances and inhibitory effects are addressed through optimisation. Further refinement in biowaste preparation and supplementation is required to ensure consistent results and maximise cost-effectiveness for T. reesei fermentations.

Thema: Arthrose ist die häufigste Gelenkerkrankung der Welt. 21,6 % aller Frauen und 12,9 % aller Männer in Deutschland leiden darunter. Neben der Belastung der betroffenen geht auch eine finanzielle Belastung des Gesundheitssystems einher. Die Kniearthrose erreicht mit ungefähr 50 % aller Arthrosefälle eine hohe Relevanz. Ein wichtiger Bestandteil in der Therapie stellt die Orthetik dar. Aufgrund der limitierten Datenlage zu neuen Softorthesen, zielt diese Studie darauf ab, die Wirksamkeit solcher Orthesen zu zeigen. Methodik: Die Ganganalyse erfolgt anhand einer Gruppe von 25 Probanden, bei denen eine Gonarthrose diagnostiziert wurde. Im Rahmen der Untersuchung wurden die Orthesen GENU-TEX OA von Sporlastic, GenuTrain OA von Bauerfeind und die medi Soft OA von medi näher betrachtet. Dabei wurden die Parameter Knieadduktionsmoment, Bewegungsumfang, Schrittfrequenz und Fußaußenrotationswinkel analysiert. Zusätzlich wurde mithilfe eines Fragebogens die empfundene Wirkung der Orthesen bezüglich der Handhabung, Passform, Stabilität und Schmerzreduktion bewertet. Ergebnisse: Die Auswertung der Daten zeigt, dass das KAM mithilfe der Sporlastic Orthese um 25,9 % reduziert werden konnte. Die Reduktion des Knieadduktionsmoments mittels der Orthese von medi betrug 1,19 %, während die Orthese von Bauerfeind zu einer Erhöhung um 11,9 % führte. Die Schrittfrequenz konnte durch die Anwendung von Sporlastic und medi leicht reduziert werden. Der Bewegungsumfang wurde durch alle Orthesen leicht eingeschränkt. Lediglich die Orthese von Sporlastic war in der Lage, den Fußaußenrotationswinkel um 0,4° zu erhöhen. Bezüglich der Usability wurden für die Orthesen von Bauerfeind und Sporlastic eine Wertung von 2,0 und für die Orthese von medi eine Wertung von 2,1 vergeben. Fazit: Die Wirksamkeit vor allem im primären Parameter (KAM) konnte bei der GENU-TEX OA von Sporlastic deutlich gezeigt werden. Die Orthesen von Bauerfeind und medi konnten die Erwartungen nicht erfüllen. In den übrigen Parametern konnten geringere Verbesserungen durch die Orthesen gegenüber dem Gehen ohne Hilfsmittel festgestellt werden. In der Usability konnten alle Orthesen im Mittel mit einer guten Bewertung überzeugen.

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit wurde ein Prüfstand zur Messung der Wasserstoffpermeabilität entwickelt und validiert, um die Eignung von Polymeren und neuartigen Verbundwerkstoffen für Wasserstoffanwendungen zu beurteilen. Die mit dem Prüfstand erzielten Ergebnisse zeigen, dass die Permeabilität von Polyamid 6 (PA6) einen deutlichen Arrhenius-Zusammenhang in Bezug auf die Temperatur aufweist und vom Druck unabhängig ist. Weiterhin zeigt der Diffusionsvergleich von Helium, Wasserstoff und Deuterium, dass Helium schneller diffundiert als die zweiatomigen Moleküle H2 und D2, wobei Wasserstoff eine höhere Diffusionsrate als Deuterium aufweist. Mit Diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) beschichtete Polymerproben zeigen eine geringere Heliumpermeabilität im Vergleich zu unbeschichteten Proben, mit einem Reduktionsfaktor von 8,5 für Polyetheretherketon (PEEK) und 2,4 für Polyamid 6. Referenzmessungen an kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) zeigen eine um den Faktor 10 geringere Permeabilität im Vergleich zu Polyamid 6. Thermoschocks und schnelle Dekompression verursachen jedoch Defekte, die die Permeabilität erhöhen. Bei einer thermogeschockten Probe erhöht sich die Heliumpermeabilität nahezu um eine Größenordnung, während sie bei einer 2 mm dicken Probe aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff nach schneller Dekompression in einer Wasserstoffatmosphäre um den Faktor 240 ansteigt.

Dehnratenabhängige Charakterisierungen von langglasfaserverstärkten Thermoplasten (LFT) unter verschiedenen Mehrachsigkeiten zeigen eine zunehmende Bruchdehnung und eine höhere Energieabsorptionsfähigkeit, wenn die Prüfgeschwindigkeit ansteigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit geben einen Hinweis auf die zugrundeliegenden mikro-thermomechanischen Mechanismen dieses Effekts. Die Methode der Feldkorrelation, bei der experimentelle Felddaten der Verformung und der Temperaturentwicklung zusammengeführt werden, liefert die Basis für Untersuchung der dehnratenabhängigen Schädigungsentwicklung. Verformungen aus der Grauwertkorrelationsanalyse und Wärmefelder aus schnellen Infrarotmessungen führen bei einer Kombination der Daten zu der Erkenntnis, dass die Deformationszone sich ausbreitet und die Anza hl von lokalen Temperaturerhöhungen (Hotspots) mit steigender Dehnrate zunimmt.

Most electric scooter-related injuries occur in single crashes, and the reported use of helmets during these accidents is very low. The objective of this study is to numerically investigate single e-scooter accidents at kerbs. A finite element (FE) model containing the THUMS AM50 V4.02, an e-scooter, a helmet, and a rigid kerbstone was created. The FE helmet model was parameterised by material characterisation and standard helmet tests, and a new, unconventional helmet testing setup was proposed. In a parametric study using the FE solver LS-DYNA, collisions of the e-scooter rider against the kerb with three different velocities (10, 20, 30 km/h), two different impact angles (90°, 60°), and with and without the helmet were investigated. The accelerations at the head’s centre of gravity were measured, and the injury criteria HIC, BrIC, and CSDM were evaluated. The variation of the collision angle influenced the body kinematics and the injury criteria values. Higher e-scooter collision speeds resulted in higher impact speeds and increased HIC. The wearing of a helmet was the main factor in the reduction of translational impact accelerations and HIC, while for BrIC and CSDM, whether the values increased or decreased depended on the collision scenario.