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The miniaturized Mössbauer-spectrometer (MIMOS II), originally devised by Göstar Klingelhöfer, is further developed by the Renz group at the Leibniz University Hanover in cooperation with the Hanover University of Applied Sciences and Arts. A new processing unit with a two-dimensional (2D) data acquisition was developed by M. Jahns. The advantage of this data acquisition is that no thresholds need to be set before the measurement. The energy of each photon is determined and stored with the velocity of the drive. After the measurement, the relevant area can be selected for the Mössbauer spectrum. Now we have expanded the evaluation unit with a power supply for a MIMOS drive and a MIMOS PIN detector. So we have a very compact MIMOS transmissions measurement setup. With this setup it is possible to process the signals of two detectors serially. Currently we are working on a parallel signal processing.
This paper proposes an extended Petri net formalism as a suitable language for composing optimal scheduling problems of industrial production processes with real and binary decision variables. The proposed approach is modular and scalable, as the overall process dynamics and constraints can be collected by parsing of all atomic elements of the net graph. To conclude, we demonstrate the use of this framework for modeling the moulding sand preparation process of a real foundry plant.
HOXA9 and MEIS1 are frequently upregulated in acute myeloid leukemia (AML), including those with MLL‐rearrangement. Because of their pivotal role in hemostasis, HOXA9 and MEIS1 appear non‐druggable. We, thus, interrogated gene expression data of pre‐leukemic (overexpressing Hoxa9) and leukemogenic (overexpressing Hoxa9 and Meis1; H9M) murine cell lines to identify cancer vulnerabilities. Through gene expression analysis and gene set enrichment analyses, we compiled a list of 15 candidates for functional validation. Using a novel lentiviral multiplexing approach, we selected and tested highly active sgRNAs to knockout candidate genes by CRISPR/Cas9, and subsequently identified a H9M cell growth dependency on the cytosolic phospholipase A2 (PLA2G4A). Similar results were obtained by shRNA‐mediated suppression of Pla2g4a. Remarkably, pharmacologic inhibition of PLA2G4A with arachidonyl trifluoromethyl ketone (AACOCF3) accelerated the loss of H9M cells in bulk cultures. Additionally, AACOCF3 treatment of H9M cells reduced colony numbers and colony sizes in methylcellulose. Moreover, AACOCF3 was highly active in human AML with MLL rearrangement, in which PLA2G4A was significantly higher expressed than in AML patients without MLL rearrangement, and is sufficient as an independent prognostic marker. Our work, thus, identifies PLA2G4A as a prognostic marker and potential therapeutic target for H9M‐dependent AML with MLL‐rearrangement.
A novel method has been implemented to prepare metal oxide nanopowders covered with known quantities of adsorbed water; we subsequently studied the γ-radiolysis of ZrO2 nanopowders covered with H2O layers. H2 yields from the adsorbed water radiolysis are of importance in multiple industrial contexts – the nuclear industry being a prime example. Measured H2 yields at water coverages of just below and above one monolayer are around 350 times greater than for neat water, but these yields decrease rapidly with increasing water loading of the ZrO2 nanoparticles, approaching the yield of bulk water at coverages of tens of water layers. The observed plateau of the yields at 0.5 to 2.0 monolayers coverage can be explained by the ease with which electronic excitations in the ZrO2 can be transferred across the interface to the first one or two adsorbed water layers. However, with increasing water loading, energy transfer to water layers further away from the interface becomes less efficient, and above ~30 water layers, most of the water is not affected by any exciton formation in the ZrO2.
A new type of rotary compressor, called “rotary-chamber compressor”, consists of two interlocking rotors with 4 wings each, that perform non-uniform rotary movements. Both rotors have the same direction of rotation, while one rotor is accelerating, the other rotor is retarding. After surpassing a specific mark, the sequence changes and the leading rotor begins to retard and vice versa. Due to the resulting relative phase difference, the volume between the two wings is changing periodically, which allows pulsating working chambers. The technology was first introduced by its founder Jürgen Schukey in 1987. Since then, no further development on this machine is known to us except our own. In this contribution, a study on the kinematics of the rotary-chamber-compressor is presented. Initial studies have shown that changes in the kinematics of the rotors will have a direct influence on the thermodynamical variables, which, if optimized, can lead to an increased performance of the machine. Therefore, a mathematical model has been developed to obtain the performance parameters from different kinematic concepts by using numerical CFD analysis. Furthermore, additional optimization possibilities will be listed and discussed.
In diesem Beitrag wird die Möglichkeit dargestellt, wie Belastungsspitzen beim Betrieb von Flussturbinen in Inselnetzen durch die kinetische Energie des Wassers abgedeckt werden können. Als Beispiel dienen dabei Kühlgeräte für Lebensmittel. Flussturbinen arbeiten ohne Staustufen in der Strömung der Flüsse. Sie stellen eine Möglichkeit zur Energieversorgung von kleinen Siedlungen ohne öffentliche Stromversorgung dar. Der besondere Vorteil ist, dass sie ohne aufwändige Bauwerke zur Wasserführung auskommen.
Bei der Versorgung von Inselnetzen muss die Turbine alleine die benötigte Leistung bereitstellen. Dies gilt auch für die Abdeckung von Belastungsspitzen. In diesem Beitrag wird anhand von Beispielrechnen dargestellt, welches Potenzial die kinetische Energie des Wassers in der Turbine hat, um die Belastungsspitzen abzudecken. Die Berechnungen an Kühlgeräten zeigen, dass das Einschalten der Kühlaggregate ein kritischer Betriebspunkt beim Betrieb von Flussturbinen in Inselnetzen sein kann. Dies gilt besonders dann, wenn die stationäre Leistung bereits nahe an der verfügbaren Leistung ist.
Hier muss in recht kurzer Zeit eine große elektrische Arbeit zur Verfügung gestellt werden, die Leistung also in kurzer Zeit ansteigen und anschließend wieder abfallen. Die Abschätzung der elektrischen Arbeit, die sich aus der kinetischen Energie des Wassers in der Turbine gewinnen lässt, zeigt aber, dass durch Absenken der Fließgeschwindigkeit kurzfristig die benötigte elektrische Leistung und Arbeit bereit gestellt werden kann.
Nitric oxide adsorption on a Au(100) single crystal has been investigated to identify the type of adsorption, the adsorption site, and the orientation and alignment of the adsorbed NO relative to the surface. This was done using a combination of 3D-surface velocity map imaging, near-ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy, and density functional theory. NO was observed to be molecularly adsorbed on gold at ~200 K. Very narrow angular distributions and cold rotational distributions of photodesorbed NO indicate that NO adsorbs on high-symmetry sites on the Au crystal, with the N–O bond axis close to the surface normal. Our density functional theory calculations show that NO preferentially adsorbs on the symmetric bridge (2f) site, which ensures efficient overlap of the NO π* orbital with the orbitals on the two neighbouring Au atoms, and with the N–O bond axis aligned along the surface normal, in agreement with our conclusions from the rotational state distributions. The combination of XPS, which reveals the orientation of NO on gold, with 3D-surface velocity map imaging and density functional theory thus allowed us to determine the adsorption site, orientation and alignment of nitric oxide adsorbed on Au(100).
Fenster versorgen die Innenräume mit Tageslicht, dienen der Lufterneuerung in den Räumen und schützen vor Umwelteinflüssen wie Kälte, Wärme, Lärm, Wind und Niederschlägen. Entsprechend weitgefächert ist das Spektrum deer planungsrelevanten Aspekte. Sowohl licht-, lüftungs-, wärme-, schall und wohntechnische als auch hygienische, psychologische und nicht zuletzt wirtschaftliche Gesichtspunkte sind bei edr täglichen Arbeit zu beachten.
Die in den Betrieben häufig mit hohem gerätetechnischen und organisatorischem Aufwand installierten EDV-gestützten Informationssysteme zur Planung und Steuerung des Fertigungsprozesses genügen im allgemeinen nicht den an sie gestellten Anforderungen. Die Gründe dafür liegen in der Hauptsache in einem falschen Modellansatz und der mangelnden Datenqualität der eingesetzten Daten, verbunden mit einer unzureichenden Rückkopplung zwischen Vorgabe und Rückmeldung. Hinzu kommen das Fehlen geeigneter Aussagen (Kenngrößen) zur gezielten Beeinflussung des Prozesses und Akzeptanzprobleme der Mitarbeiter beim Umgang mit der EDV. Die genannten Schwachstellen geben die Richtung der Zielsetzung dieser Arbeit vor. Dieses Ziel bestand zunächst darin, eine Methode zu entwickeln, mit der die Anforderungen an die in einem Industriebetrieb zur Planung, Steuerung und Überwachung verwendeten Daten zu formulieren sind, um dann eine anforderungsgerechte Abstimmung dieser Daten im betrieblichen Datenfluß im Sinne eines kybernetischen Regelkreises vorzunehmen und Aussagen über die betrieblichen Zielgrößen zu erhalten. Aus der Vielzahl betrieblicher Vorgänge und Funktionsbereiche wurde der Fertigungsprozeß bei der Werkstättenfertigung im Produktionsbetrieb deshalb ausgewählt, weil hier in der Praxis wegen der Komplexität der Abläufe die höchsten Anforderungen an die Daten gestellt werden und deshalb auch die meisten Probleme bei der Erfüllung dieser Anforderungen auftreten. Außerdem ist die Fertigung nach dem Werkstättenprinzip am häufigsten in der Praxis anzutreffen. Als erstes war es nötig, die zeitlichen, quantitativen und qualitativen Anforderungen an die Daten aus einer Vielzahl durchgeführter Schwachstellenanalysen herauszuarbeiten und zu definieren. Die nächste Aufgabe bestand darin, die Einflußgrößen auf die Datenanforderungen, hier unterteilt in innere (datumsbezogene) und äußere (prozeßbezogene) zu bestimmen und in ihren Auswirkungen zu untersuchen. Die Betrachtung der Einflußgrößen ergab, daß die Aufgabe und die Verwendung des Datums im Prozeß für die Ermittlung der Anforderungen exakt bestimmt werden müssen. Aus diesem Grund war der Prozeß primär- und sekundärseitig in Abhängigkeit der Aufgabenstellung ausführlich zu beschreiben. Die Einflüsse der Aufbauorganisation waren ebenso wie die der Ablauforganisation zu berücksichtigen, darunter fielen auch die Auswirkungen der Automatisierungsansätze, z.B. durch den Einsatz flexibler Fertigungssysteme im Primärprozeß. Der Ansatz, von dem hier ausgegangen wurde, baut sich deshalb im ersten Schritt der vorgeschlagenen Vorgehensweise auf dem Modell eines Produktionssystems auf, das aus den Erkenntnissen von in mehreren Firmen durchgeführten Prozeßanalysen entwickelt wurde. In diesem Modell ist der Datenfluß und organisatorische Ablauf im Fertigungsprozeß in Matrixform festgehalten. Für jedes einzelne Prozeßdatum sind in der Matrix, bezogen auf die Aufgabenstellung, detailliert die Verwendungs- und Verflechtungsbeziehungen aufgezeichnet. Im zweiten Schritt erfolgt auf der Grundlage dieses Modells eine bedarfsgerechte Prozeßdatenauswahl. Die zeitliche Struktur des Datenflusses im Prozeß wird in Schritt drei mit Hilfe eines Ereignis-Zeitgraphens dargestellt. Die eigentliche zeitliche, quantitative und qualitative Anforderungsermittlung findet im vierten und gleichzeitig letzten Schritt anhand einer dafür entworfenen Datenanforderungsliste statt. Die Ergebnisse dieser anforderungsgerechten Datenanalyse nach der hier entwikkelten Systematik können in vielerlei Hinsicht Verwendung finden. Im Hinblick auf die eingangs genannten Problemstellungen sind beispielsweise folgende Einsatzmöglichkeiten denkbar und an Beispielen im einzelnen erläutert. - Verbesserung der Datenqualität - Rückkopplung im Sinne des kybernetischen Regelkreismodells - Bilden von Prozeßkenngrößen - Transparenz der EDV-Prozeßabläufe
Die Umsetzung der an sich seit längerem bekannten Logistikkonzepte stößt in vielen Unternehmen auf Schwierigkeiten. Oft fehlen durchgängige, prozessorientierte Gesamtlösungen. Zum Teil liegt dies daran, dass die üblichen PPS-Systeme im Feinplanungs- und Steuerungsbereich die gestiegenen logistischen Anforderungen nicht erfüllen können.
Logistische Funktionsketten mit der Integration von Information, Arbeits- und Materialflüssen für einen durchgängigen Auftragsabwicklungsprozeß müssen auch Qualitätssicherungsfunktionen mit beinhalten. Dies ist nur über eine entsprechende QS-Systemarchitektur zu realisieren, die an jeder Stelle im dispositiven und operativen Ablauf im Sinne der Fehlervermeidung dafür sorgt, daß die angestrebten Qualitätsziele erreicht werden.
The antimicrobial activity of a phagemixture and a lactic acid bacteriumagainst Staphylococcus aureus isolates from bovine origin was investigated in vitro with regard to possible applications in the therapy of udder inflammation (mastitis) caused by bacterial infections. The S. aureus isolates used for inoculation derived from quarter foremilk samples of mastitis cases. For the examination of the antimicrobial activity, the reduction of the S. aureus germ density was determined [log10 cfu/mL]. The phage mixture consisted of the three obligatory lytic and S. aureus-specific phages STA1.ST29, EB1.ST11 and EB1.ST27 (1:1:1). The selected Lactobacillus plantarum strain with proven antimicrobial properties and the phage mixture were tested against S. aureus in milk, both alone and in combination. The application of the lactic acid bacterium showed only a low reduction ability for a 24 h incubation period. The bacteriophage mixture as well as its combination with the lactic acid bacterium showed high antimicrobial activity against S. aureus for a 24 h incubation period at 37 C, with only the phage mixture showing significance.
Das Forschungscluster Industrie 4.0 stellt in acht Beiträgen aktuelle Ergebnisse aus seinen vielfältigen Forschungsprojekten vor. Es werden virtuelle Techniken in der Produktentwicklung, Lehrkonzepte für Industrie 4.0, Energy Harvesting bei Antennen, Energiemanagement in Produktionsanlagen, firmenübergreifende IT-Security Anforderungen, dezentral gesteuerte Produktionsprozesse und Spracherkennung mit Mikrocontrollern behandelt.
We present a feedback-corrected optimal scheduling approach to reduce the demand of electrical energy of batch processes, exemplified at the sand preparation in foundry. The main energy driver in the exemplary foundry is the idle time of the batch-wise working sand mixers. In this novel approach, we use linear integer programming to minimize the demand of energy of the sand mixers by scheduling the batches in real-time. For the optimization we use a physical model of the sand preparation, which takes dwell-times of the processes as dead-time systems into account. In this paper, we present the steps to make the optimal scheduling approach applicable for the production process. The application at the real production plant proves the performance of the suggested approach. Compared to the conventional control, the feedback-corrected optimal scheduling approach leads to an reduction in energy consumption of approximately 6.5 % without modifying the process or the aggregates.
The objective of this study was to investigate the occurrence of bacteremia in dairy cows with severe mastitis. Milk samples were collected from affected udder quarters, and corresponding blood samples were collected from dairy cows with severe mastitis at the time of diagnosis before any therapeutic measures were undertaken. The cultural detection of pathogens in blood classified a bacteremia. Further diagnostic tests were performed to provide evidence of bacteremia. This was realized by PCR with regard to S. aureus, E. coli and S. uberis and the Limulus test. Detection of culturable pathogens in the blood of cows with severe clinical mastitis was rare and occurred in only one of 70 (1.4%) cases. Overall, bacterial growth was detected in 53 of 70 (75.7%) milk samples. S. uberis (22/70), E. coli (12/70) and S. aureus (4/70) were the most frequently isolated pathogens from milk of cows with severe mastitis. PCR was performed in 38 of 70 (54.3%) blood samples. PCR was positive in eight of 38 cases. S. uberis was found most frequently in six blood samples (8.6%). E. coli was found on PCR in one blood sample (1.4%). S. aureus was identified in one blood sample (1.4%). When Coliforms were detected in the quarter milk sample, a Limulus test was performed in the corresponding blood sample. In three of 15 cases, the Limulus test was positive (4.3% of samples). Further studies are needed to investigate the occurrence of bacteremia in cows with severe mastitis in a higher population size.
The objective of this study was to investigate the association between teat skin colonization and intramammary infection (IMI) with Staphylococcus aureus or Streptococcus agalactiae at the quarter level in herds with automatic milking systems. Milk and teat skin samples from 1,142 quarters were collected from 300 cows with somatic cell count >200,000 cells/mL from 8 herds positive for Strep. agalactiae. All milk and teat skin samples were cultured on calf blood agar and selective media. A subset of samples from 287 quarters was further analyzed using a PCR assay (Mastit4 PCR; DNA Diagnostic A/S, Risskov, Denmark). Bacterial culture detected Staph. aureus in 93 (8.1%) of the milk samples and 75 (6.6%) of the teat skin samples. Of these, 15 (1.3%) quarters were positive in both the teat skin and milk samples. Streptococcus agalactiae was cultured in 84 (7.4%) of the milk samples and 4 (0.35%) of the teat skin samples. Of these, 3 (0.26%) quarters were positive in both the teat skin and milk samples. The PCR detected Staph. aureus in 29 (10%) of the milk samples and 45 (16%) of the teat skin samples. Of these, 2 (0.7%) quarters were positive in both the teat skin and milk samples. Streptococcus agalactiae was detected in 40 (14%) of the milk samples and 51 (18%) of the teat skin samples. Of these, 16 (5.6%) quarters were positive in both the teat skin and milk samples. Logistic regression was used to investigate the association between teat skin colonization and IMI at the quarter level. Based on bacterial culture results, teat skin colonization with Staph. aureus resulted in 7.8 (95% confidence interval: 2.9; 20.6) times higher odds of Staph. aureus IMI, whereas herd was observed as a major confounder. However, results from the PCR analyses did not support this association. Streptococcus agalactiae was isolated from the teat skin with both PCR and bacterial culture, but the number of positive teat skin samples detected by culture was too low to proceed with further analysis. Based on the PCR results, Strep. agalactiae on teat skin resulted in 3.8 (1.4; 10.1) times higher odds of Strep. agalactiae IMI. Our results suggest that Staph. aureus and Strep. agalactiae on teat skin may be a risk factor for IMI with the same pathogens. Focus on proper teat skin hygiene is therefore recommended also in AMS.
In der vorliegenden Arbeit wurde für die Erhebung von rheologischen Parametern ein großmaßstäbliches Rohrviskosimeter verwendet. Originalproben aus fünf Biogasfermentern und Nachgärern wurden mit variiertem Volumenstrom durch verschieden dimensionierte Messrohrstrecken im Kreis gefördert. Über definierte Längen der Messrohrstrecken konnte der Differenzdruck bei laminarem Strömungsverhalten aufgenommen werden. Aus den geometrischen Größen sowie den Wertepaaren Volumenstrom und Differenzdruck ließen sich nach einer Korrektur der Schergeschwindigkeit die Parameter für die Abbildung der absoluten Fließ- und Viskositätseigenschaften nach dem Potenzansatz approximieren.
Obwohl durchgängige CIM- und Logistik-Konzepte zur Erfüllung der permanent steigenden Kundenforderungen hinsichtlich spezifischer Produktausführungen bei qualitätsgerechter und termintreuer Auslieferung in den meisten Unternehmen noch nicht realisiert sind, beginnt bereits die Diskussion um eine neue Unternehmensstrategie: die "Lean Production". Das Ziel heißt diesmal, in allen Bereichen Ressourcen zu minimieren, um mit Hilfe einer schlanken Fertigung bei den Kosten Weltstandard zu erreichen.
The aim of this cross-sectional study was to investigate the occurrence of bacteremia in severe mastitis cases of dairy cows. Milk and corresponding blood samples of 77 cases of severe mastitis were bacteriologically examined. All samples (milk and blood) were incubated aerobically and anaerobically to also investigate the role of obligate anaerobic microorganisms in addition to aerobic microorganisms in severe mastitis. Bacteremia occurred if identical bacterial strains were isolated from milk and blood samples of the same case. In addition, pathogen shedding was examined, and the data of animals and weather were collected to determine associated factors for the occurrence of bacteremia in severe mastitis. If Gram-negative bacteria were detected in milk samples, a Limulus test (detection of endotoxins) was also performed for corresponding blood samples without the growth of Gram-negative bacteria. In 74 cases (96.1%), microbial growth was detected in aerobically incubated milk samples. The most-frequently isolated bacteria in milk samples were Escherichia (E.) coli (48.9%), Streptococcus (S.) spp. (18.1%), and Klebsiella (K.) spp. (16%). Obligatory anaerobic microorganisms were not isolated. In 72 cases (93.5%) of the aerobically examined blood samples, microbial growth was detected. The most-frequently isolated pathogens in blood samples were non-aureus Staphylococci (NaS) (40.6%) and Bacillus spp. (12.3%). The Limulus test was positive for 60.5% of cases, which means a detection of endotoxins in most blood samples without the growth of Gram-negative bacteria. Bacteremia was confirmed in 12 cases (15.5%) for K. pneumoniae (5/12), E. coli (4/12), S. dysgalactiae (2/12), and S. uberis (1/12). The mortality rate (deceased or culled) was 66.6% for cases with bacteremia and 34.1% for cases without bacteremia. High pathogen shedding and high humidity were associated with the occurrence of bacteremia in severe mastitis.
In order to reduce antimicrobial treatment and prevent environmental mastitis, the aim of the present study was to investigate associations between herd level factors and microbial load on teat ends with environmental mastitis pathogens. Quarterly farm visits of 31 dairy farms over a one-year period were used for statistical analysis. During each farm visit, teat-skin swabs, bedding and air samples were taken and management practices and herd parameters were documented. Total mesophilic bacteria, esculin-positive streptococci and coliform bacteria were examined in the laboratory procedures from teat skin and environmental samples. Esculin-positive streptococci and coliform bacteria on teat ends increased with high temperature–humidity indices (THI) in the barn during the spring and summer. Significantly more coliform bacteria on teat ends were found in herds with an increased percentage of normal or slightly rough teat ends. Cleaning cubicles more frequently, pre-cleaning teats before milking as well as post-dipping them after milking had a decreasing effect of teat-skin load with total mesophilic and coliform bacteria at the herd level. To conclude, teat-skin bacterial load with environmental pathogens is subject to fluctuations and can be influenced by aspects of farm hygiene.
Die Anpassungsfähigkeit eines Unternehmens an rasch wechselnde Wettbewerbssituationen bei kundenwunschorientierter Produktion mit veränderlichen Losgrößen und unterschiedlichen Terminrestriktoren kann nur über ausgefeilte Strategien und durch DV-Einsatz erzeugt werden. Anforderungsgerechte CIM- und Logistik-Konzepte sind eine wesentliche Vorraussetzung, damit die geforderte Flexibilität erreicht wird. Den unabdingbaren Informationsfluss schafft hierbei die Betriebsdatenerfassung.
Wegen der Vielzahl unterschiedlicher Teile in variierenden Losgrößen ist es in der spanenden Fetigung besonders wichtig, Hardware und Software für logistische Aufgaben anforderungsgerecht auszuwählen. Ausgehend von den logistischen Grundfunktionen im Betrieb sind die Grunddatenbereitstellung, die Prozessstruktur, die Produktgestaltung, das Beschaffen und das Lagern auf die rechnergestützte Logistik auszurichten.
Für die Produktion von drei Sorten stichfestem Joghurt (Natur, mit unterlegter Frucht und Mix) werden die Kosten nach einer speziellen Form der Teilkostenrechnung in Abhängigkeit von der Kapazitätsauslastung bestimmt. Es werden drei Modelle mit unterschiedlicher Kapazitätsgröße dargestellt: 6500, 13.000 und 26.000 Becher/h. Durch Variationen der Produktmenge, Produktionstage und Produktanteile ergeben sich Kosten zwischen 12,6 und 9,3 Pf/Becher Joghurt Natur bzw. 18,7 und 15,5 Pf/Becher Joghurt mit unterlegter Frucht bzw. 17,0 und 14,0 Pf/Becher Joghurt Mix. Je nach Produktionsbedingungen können Stückkostendifferenzen von über 20 Pfennig je kg Produkt auftreten.
In dieser Arbeit werden die Grundlagen zur Bestimmung des Kostenverlaufs einzelner ausgewählter Molkereibetriebsabteilungen bei unterschiedlichen Kapazitätsgrößen und -auslastungen bestimmt. Den Produkten (Abteilungen) werden die mengenproportionalen Produkteinzelkosten zugerechnet sowie die Gemeinkosten der Abteilung, die sich aus jahresfixen, tagesfixen und chargenfixen Kosten zusammensetzen. Für Energie werden lediglich mengenproportionale Kosten in Ansatz gebracht. Die sonstigen Kosten der Hilfskostenstellen werden grundsätzlich nicht auf die Produkte bzw. Abteilungen umgelegt; sie werden im letzten Teil dieser Veröffentlichungsreihe behandelt. Die objektive Vergleichbarkeit der Kosten kann so gewährleistet werden. Ein wichtiger Bestandteil dieser Arbeit war die Entwicklung eines für alle Abteilungen brauchbaren Simulationsmodells, das für den Einsatz in der EDV konzipiert wurde. Neben der Berechnung der anfallenden Kosten bei unterschiedlichen Anlagengrößen sind bei dem Computermodell beliebige Variationen der folgenden Faktoren möglich. Dadurch können die Auswirkungen eines veränderten Beschäftigungsgrades bzw. einer anderen Kapazitätsauslastung auf die Stückkosten der einzelnen Produkte ermittelt werden. Es ist vorgesehen, die Daten über Jahre hinaus auf dem neuesten Stand zu halten und zu veröffentlichen.
In der vorliegenden Arbeit werden die Kosten der Sprühtrocknung bei drei verschiedenen Kapazitätsgrößen mit jeweils variierender Kapazitätsauslastung nach einer speziellen Form der Teilkostenrechnung bestimmt. Die Kapazitätsgrößen betragen 10800, 21600 und 32400 kg Magermilch pro Stunde. Die verarbeiteten Milchmengen liegen
zwischen 12,8 Mio. und 256,6 Mio. kg im Jahr; dabei variieen die Stückkosten zwischen 4,80 und 1,78 Pf/kg Mm. Es hat sich dabei gezeigt, daß die Kostendegression bedeutend stärker durch den Grad der Kapazitätsauslastung als durch die Kapazitätsgröße beeinflußt wird.
In der vorliegenden Arbeit werden die Kosten für die Produktion von Speisequark mager und Speisequark 40 % F.i.Tr. für zwei Kapazitätsgrößen von 4.800 bzw. 9.500 kg Km/h nach einer speziellen Form der Teilkostenrechnung bestimmt. Bei Variationen der Kapazitätsauslastung (Pro
duktionstage X Produktionsstunden/Tag) und der Produktanteile ergeben sich Kosten zwischen 11,99 und 18,95 Pf pro Becher Speisequark mager bzw. 11,73 und 18,45 Pf je Becher Speisequark 40% F.i.Tr. Das entspricht einer Differenz in den Stückkosten von durchschnittlich 27,5 Pf/kg Speisequark. Es zeigt sich dabei, daß die Kostendegression bedeutend stärker durch den Grad der Kapazitätsauslastung als durch die Kapazitätsgröße beeinflußt wird.
Mastitis poses a considerable threat to productivity and to animal welfare on modern dairy farms. However, the common way of antibiotic treatment does not always lead to a cure. Unsuccessful cures can, among other reasons, occur due to biofilm formation of the causative agent. This has attracted interest from researchers to introduce promising alternative therapeutic approaches, such as the use of beneficial lactic acid bacteria (LAB). In fact, using LAB for treating mastitis probably requires the formation of a beneficial biofilm by the probiotic bacteria. The present study investigated the ability of five LAB strains, selected on the basis of results from previous studies, to remove and to replace pathogenic biofilms in vitro. For this purpose, Staphylococcus (S.) aureus ATCC 12,600 and two strains—S. xylosus (35/07) and S. epidermidis (575/08)—belonging to the group of coagulase negative staphylococci (CNS) were allowed to form biofilms in a 96-well plate. Subsequently, the LAB were added to the well. The biofilm challenge was evaluated by scraping off and suspending the biofilm cells, followed by a plate count of serial dilutions using selective media. All the LAB strains successfully removed the staphylococcal biofilms. However, only Lactobacillus (L.) rhamnosus ATCC 7469 and L. plantarum 2/37 formed biofilms of their own to replace the pathogenic ones.
Mastitis is one of the most important diseases threatening modern dairy herds. The idea of fighting the disease through colonising the udder with lactic acid bacteria (LAB), thereby building a beneficial biofilm, is the base for a probiotic approach towards mastitis control. The purpose of this study was to screen 13 LAB strains (eleven wild strains, two ATCC strains) inhibitory to the growth of mastitis-causing pathogens for their in vitro ability to form a biofilm and to adhere to bovine glandular mammary epithelium in order to assess their probiotic potential. Furthermore, we aimed to gain knowledge about the chemical nature of the adhesins involved by subjecting the bacteria to various chemical and enzymatical pre-treatments. The biofilms were grown on hydrophilic glass and on hydrophobic polypropylene in de Man, Rogosa and Sharpe (MRS) broth and afterwards quantified with a crystal violet assay. Biofilm formation was observed in all strains. However, the extent strongly depended on the strain, surface charge and medium. The adhesion assay also revealed a strong strain dependency, but this trait was also present in all of the investigated LAB isolates. Depending on the strain, chemical or enzymatical pre-treatment revealed carbohydrate molecules as well as proteins and lipids to be crucial for the adhesion of LAB to epithelial cells. The seven strains showing the strongest biofilm formation and/or adhesion represent promising candidates for further investigation in order to develop a probiotic remedy for the treatment of mastitis. Still, their safety for consumers and patients as well as their capability to colonise the udder remain to be investigated in in vivo studies.
One of the main concerns of this publication is to furnish a more rational basis for discussing bioplastics and use fact-based arguments in the public discourse. Furthermore, “Biopolymers – facts and statistics” aims to provide specific, qualified answers easily and quickly for decision-makers in particular from public administration and the industrial sector. Therefore, this publication is made up like a set of rules and standards and largely foregoes textual detail. It offers extensive market-relevant and technical facts presented in graphs and charts, which means that the information is much easier to grasp. The reader can expect comparative market figures for various materials, regions, applications, process routes, agricultural land use, water use or resource consumption, production capacities, geographic distribution, etc.
The IfBB – Institute for Bioplastics and Biocomposites is a research institute within the Hochschule Hannover, University of Applied Sciences and Arts, which was established in 2011 to respond to the growing need for expert knowledge in the area of bioplastics. With its practice-oriented research and its collaboration with industrial partners, the IfBB is able to shore up the market for bioplastics and, in addition, foster unbiased public awareness and understanding of the topic. As an independent research-led expert institution for bioplastics, the IfBB is willing to share its expertise, research findings and data with any interested party via the Internet, online and offline publications or at fairs and conferences. In carrying on these efforts, substantial information regarding market trends, processes and resource needs for bioplastics is being presented here in a concise format, in addition to the more detailed and comprehensive publication and “Engineering Biopolymers”1.
One of our main concerns is to furnish a more rational basis for discussing bioplastics and use fact-based arguments in the public discourse. Furthermore, “Biopolymers – facts and statistics” aims to provide specific, qualified answers easily and quickly for decision-makers in particular from public administration and the industrial sector. Therefore, this publication is made up like a set of rules and standards and largely foregoes textual detail. It offers extensive market-relevant and technical facts presented in graphs and charts, which means that the information is much easier to grasp. The reader can expect comparative market figures for various materials, regions, applications, process routes, agricultural land use or resource consumption, production capacities, geographic distribution, etc.
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One of the main concerns of this publication is to furnish a more rational basis for discussing bioplastics and use fact-based arguments in the public discourse. Furthermore, “Biopolymers – facts and statistics” aims to provide specific, qualified answers easily and quickly for decision-makers in particular from public administration and the industrial sector. Therefore, this publication is made up like a set of rules and standards and largely foregoes textual detail. It offers extensive market-relevant and technical facts presented in graphs and charts, which means that the information is much easier to grasp. The reader can expect comparative market figures for various materials, regions, applications, process routes, agricultural land use, water use or resource consumption, production capacities, geographic distribution, etc.
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One of the main concerns of this publication is to furnish a more rational basis for discussing bioplastics and use fact-based arguments in the public discourse. Furthermore, “Biopolymers – facts and statistics” aims to provide specific, qualified answers easily and quickly for decision-makers in particular from public administration and the industrial sector. Therefore, this publication is made up like a set of rules and standards and largely foregoes textual detail. It offers extensive market-relevant and technical facts presented in graphs and charts, which means that the information is much easier to grasp. The reader can expect comparative market figures for various materials, regions, applications, process routes, agricultural land use, water use or resource consumption, production capacities, geographic distribution, etc.
One of the main concerns of this publication is to furnish a more rational basis for discussing bioplastics and use fact-based arguments in the public discourse. Furthermore, “Biopolymers – facts and statistics” aims to provide specific, qualified answers easily and quickly for decision-makers in particular from public administration and the industrial sector. Therefore, this publication is made up like a set of rules and standards and largely foregoes textual detail. It offers extensive market-relevant and technical facts presented in graphs and charts, which means that the information is much easier to grasp. The reader can expect comparative market figures for various materials, regions, applications, process routes, agricultural land use, water use or resource consumption, production capacities, geographic distribution, etc.
Streptococcus (S.) uberis is a causative agent for clinical and subclinical bovine mastitis which significance for the udder health has increased over the last decades. Molecular diagnosis methods revealed that S. uberis may be subdivided into many different varieties with different epidemiological properties. In addition, some varieties were reclassified as Streptococcus parauberis and Globicatella sanguinis. The present paper reviews S. uberis and its role in modern dairy farming. This pathogen is ubiquitous for which it is considered as environment- associated. Straw bedding and pasture, but also the bovine skin and digestive mucosae are typical localizations inhabited by S. uberis. Due to its capacity to persist within the mammary tissue, some infections may eventually turn cow-associated. In other cases, the infection is short, but in any case, there is a high risk of re-infection. Although many varieties remain susceptible to most antimicrobial agents, the problem for the dairy farm lies in the high rate of re-infection. This paper also reviews risk factors, therapies and measures to control S. uberis at farm level.
Das Versagen von Klebungen kann durch ungenügende Adhäsion, Alterungsprozesse oder mechanische Spannungen erfolgen. In der SMD-Technologie werden Werkstoffe geklebt, die verschiedene Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Bei SMD-Klebverbindungen gewährleistet die nachfolgende Lötung deren Langzeitfestigkeit. Wurde für eine gute Adhäsion reichlich Vorsorge getroffen und die Klebung versagt trotzdem, stellt sich die Frage: Spielen mechanische Eigenschaften für den Einsatz von SMD-Klebstoffen eine Rolle?
To optimise udder health at the herd level, identifying incurable mastitis cases as well as providing an adequate therapy and culling strategy are necessary. Cows with clinical mastitis should be administered antibiotic medication if it is most likely to improve mammary cure. The somatic cell count (SCC) in milk of the monthly implemented Dairy Herd Improvement (DHI) test represents the most important tool to decide whether a cow has a promising mammary cure rate. Differential cell count (DCC) facilitates the specification of the immunological ability of defence, for example by characterising leukocyte subpopulations or cell viability. The aim of this study was to assess the DCC and cell viability in DHI milk samples regarding the cytological (CC) and bacteriological cure (BC) of the udder within a longitudinal study, thereby gaining a predictive evaluation of whether a clinical mastitis benefits from an antibiotic treatment or not. The cows enrolled in this study had an SCC above 200,000 cells/mL in the previous DHI test. Study 1 assessed the CC by reference to the SCC of two consecutive DHI tests and included 1010 milk samples: 28.4% of the mammary glands were classified as cytologically cured and 71.6% as uncured. The final mixed logistic regression model identified the total number of non-vital cells as a significant factor associated with CC. An increasing amount of non-vital cells was related to a lower individual ability for CC. Cows which were in the first or second lactation possessed a higher probability of CC than cows having a lactation number above two. If animals developed a clinical mastitis after flow cytometric investigation, the BC was examined in study 2 by analysing quarter foremilk samples microbiologically. Taking 48 milk samples, 81.3% of the mammary glands were classified as bacteriologically cured and 18.7% as uncured. The percentage of total non-vital cells tended to be lower for cows which were cured, but no significance could be observed. This study revealed that the investigation of the proportion of non-vital cells in DHI milk samples can enhance the prognosis of whether an antibiotic treatment of clinical mastitis might be promising or not. Prospectively, this tool may be integrated in the DHI tests to facilitate the decision between therapy or culling.
We report the unambiguous detection of phenyl groups covalently attached to functionalised graphene using non-linear spectroscopy. Sum-frequency generation was employed to probe graphene on a gold surface after chemical functionalisation using a benzene diazonium salt. We observe a distinct resonance at 3064 cm1 which can clearly be assigned to an aromatic C–H stretch by comparison with a self-assembled monolayer on a gold substrate formed from benzenethiol. Not only does sum-frequency generation spectroscopy allow one to characterise functionalised graphene with higher sensitivity and much better specificity than many other spectroscopic techniques, but it also opens up the possibility to assess the coverage of graphene with functional groups, and to determine their orientation relative to the graphene surface.
The control of clinical mastitis on dairy farms is an essential part of animal health management. Knowledge of the causative microorganisms, the cure rates achievable in the field and essential associated factors are crucial for proper control. The objectives of the present study were to characterize clinical mastitis cases in Germany and to analyze factors influencing cure rates and the recurrence rate. Milk samples of every clinical mastitis case occurring on 12 participating farms were examined cytomicrobiologically. Post-treatment quarter samples were taken after 14 and 21 days. Treatments were performed according to existing farm protocols. Of 2883 clinical mastitis cases, the most prevalent pathogens were Streptococcus (S.) uberis (20.2%) and coliforms (11.6%). In 35% of the milk samples, no bacteriological growth was detected. The overall bacteriological cure rate was 73.3%, while the cytological cure rate was 22.3%, the full cure rate 21.4% and the recurrence rate 18.8%. Regarding the pathogen distribution of severe mastitis, coliform bacteria were detected in 30.5% of the cases, whereas S. uberis was detected in 26.5% thereof. The results show that severe mastitis is caused almost as frequently by Gram-positive as by Gram-negative microorganisms. The low cytological cure rates show that the therapy needs to be further developed with regard to calming the inflammation. The obtained data can be very helpful in assessing internal mastitis scenarios and the effect of measures and therapies.
Eine ganzheitliche CIM-Einführung setzt neben einer Veränderung der Organisation vor allem ein integratives Informationsmanagement voraus. Die Notwendigkeit zu gesamtheitlichem Denken in funktionsübergreifenden Zusammenhängen erfordert in erster Linie Führungsqualität und Mitarbeiterqualifikation. Diesem Umstand wird in dem vom Autor vorgestellten CIM-house-Modell ausdrücklich Rechnung getragen.
Aus den Veröffentlichungen über CIM-Projekte geht immer häufiger hervor, dass der von den Anbietern vertretene hohe Anspruch einer umfassenden CIM-Anwendung und die Ergebnisse durchgeführter CIM-Realisierungen in der Praxis nicht übereinstimmen. Es wäre jedoch falsch, aufgrund dieser Beobachtungen die CIM-Strategie als solche in Frage zu stellen. Der Ausweg aus diesem Missstand ist vielmehr über geeignete CIM-Einführungsstrategien zu suchen.
Die folgende Studie befasst sich mit den Auswirkungen der Corona-Pandemie und deren Effekt – ein verminderter CO2-Ausstoß in Deutschland. Für einen übersichtlichen Vergleich wird im weiteren Verlauf in unterschiedlichen Szenarien darauf eingegangen, wie sich der CO2-Ausstoß im Vergleich zu 2020 ohne die Corona-Pandemie in Deutschland verändern könnte. Grundbasis für die Ermittlungen der folgenden Szenarien ist der CO2-Trend ohne die Corona-Pandemie im Jahr 2020, in dem Deutschland das Emissionsziel von -40 % gegenüber 1990 mit einer Reduktion von lediglich 37 % verfehlt hätte. Im zweiten Szenario wird dargestellt, wie sich die aktuelle Corona-Pandemie mit verschiedenen Lockdown-Phasen auf den CO2-Ausstoß auswirkt. Deutlich wird hierbei, dass trotz der aktuellen Maßnahmen eine längere Lockdown-Phase benötigt wird, um das Klimaziel von -40 % langfristig gesichert zu erreichen. In den Szenarien 3 und 4 liegt der Fokus auf möglichen Handlungs- und Verhaltensweisen nach der Pandemie. Das Szenario 3 betrachtet die Folgen von wirtschaftsfördernden Maßnahmen nach dem Lockdown und dem damit einhergehenden CO2-Anstieg. Wie viel CO2 zusätzlich aufgrund von nachhaltigem und klimaorientiertem Verhalten eingespart werden kann, erläutert das Szenario 4 „CO2 Entwicklung unter Berücksichtigung der Corona-Pandemie 2020 und möglicher positiver Umweltentwicklungen aus dem Lockdown“.
Faktoren, wie die wachsende Bevölkerung, sich verändernde Produktionsfaktoren oder Umwelteinflüsse wurden vernachlässigt. Die Studie zeigt, dass die Chancen, die durch die wirtschaftlichen Einschnitte und die Verhaltensänderungen, die durch die Corona-Pandemie bzw. deren Folgen hervorgerufen wurden, einen maßgeblichen Einfluss auf den CO2-Ausstoß der Bundesrepublik Deutschland haben können.
Continuous Fiber-Reinforced Material Extrusion with Hybrid Composites of Carbon and Aramid Fibers
(2022)
An existing challenge in the use of continuous fiber reinforcements in additively manufactured parts is the limited availability of suitable fiber materials. This leads to a reduced adaptability of the mechanical properties to the load case. The increased design freedom of additive manufacturing allows the flexible deposition of fiber strands at defined positions, so that even different fiber materials can be easily combined in a printed part. In this work, therefore, an approach is taken to combine carbon and aramid fibers in printed composite parts to investigate their effects on mechanical properties. For this purpose, tensile, flexural and impact tests were performed on printed composite parts made of carbon and aramid fibers in a nylon matrix with five different mixing ratios. The tests showed that the use of hybrid composites for additive manufacturing is a reasonable approach to adapt the mechanical properties to the loading case at hand. The experiments showed that increasing the aramid fiber content resulted in an increase in impact strength, but a decrease in tensile and flexural strength and a decrease in stiffness. Microstructural investigations of the fracture surfaces showed that debonding and delamination were the main failure mechanisms. Finally, Rule of Hybrid Mixture equations were applied to predict the mechanical properties at different mixture ratios. This resulted in predicted values that differed from the experimentally determined values by an average of 5.6%.
The speed control system for a concept for cost effective drives with high precision is presented. The drive concept consists of two parallel working drives. The concept is an alternative to direct drives. One big advantage is the use of standard gear boxes with economical components. This paper deals with the control of the drive system consisting of two parts: one drive produces the power for the machine, another drive makes the motion precice and dynamic. Both drives are combined to one double drive by a control system. The drive system is usefull for printing machines and other machines with high power consumption at a nearly constant speed and high accuracy requirements. The calculation for a drive system with 37 kW shows, that the control drive has to supply only about 20 % of the total torque and power needed to compensate the errors of the power drive. The stability of the system is shown by a simulation of the double drive.
The speed control system for a concept for cost effective drives with high precision is presented. The drive concept consists of two parallel working drives. The concept is an alternative to direct drives. One big advantage is the use of standard gear boxes with economical components. This paper deals with the control of the drive system consisting of two parts: one drive produces the power for the machine, another drive makes the motion precice and dynamic. Both drives are combined to one double drive by a control system. The drive system is usefull for printing machines and other machines with high power consumption at a nearly constant speed and high accuracy requirements. The calculation for a drive system with 37 kW shows, that the control drive has to supply only about 20 % of the total torque and power needed to compensate the errors of the power drive. The stability of the system is shown by a simulation of the double drive.
In this species differentiation study of Corynebacterium spp. (C. spp.), quarter foremilk samples from 48 farms were included. These were obtained from both clinically healthy cows and those with clinical mastitis. First, all samples were examined cyto-microbiologically and all catalase-positive rods were differentiated using the direct transfer method in MALDI-TOF MS. C. bovis, C. amycolatum, C. xerosis, and five other species were identified with proportions of 90.1%, 7.7%, and 0.8% for the named species, respectively, and 1.4% for the remaining unnamed species. In addition, somatic cell count (SCC) was determined by flow cytometry. Based on this, the isolates were classified into four udder health groups: “latent infection”, “subclinical mastitis”, “clinical mastitis” and “others”. Approximately 90% of isolates of C. bovis and C. amycolatum were from latently and subclinically infected quarters. Of the C. bovis isolates, 5.8% were obtained from milk samples from clinical mastitis, whereas C. amycolatum was not present in clinical mastitis. The distribution of groups in these two species differed significantly. The geometric mean SCC of all species combined was 76,000 SCC/mL, almost the same as the SCC of C. bovis. With 50,000 SCC/mL, the SCC of C. amycolatum was slightly below the SCC of C. bovis. Through the species-level detection and consideration of SCC performed here, it is apparent that individual species differ in terms of their pathogenicity. Overall, their classification as minor pathogens with an SCC increase is confirmed.
Klebverbindungen werden häufig dem Zugscherversuch nach DIN 53 238, dem wohl wichtigsten Versuch der Klebtechnik, unterzogen. Die Belastung jedoch entspricht nicht den in der Praxis verkommenden Bedingungen. Es stellt sich die Frage, ob die im Zugscherversuch ermittelten Kenndaten zur Dimensionierung von Klebverbindungen überhaupt geeignet sind.
In der vorliegenden Arbeit, deren erster Teil in Heft 2 dieser Zeitschrift veröffentlicht wurde, werden die Kosten der “Schnittkäserei” am Beispiel der Herstellung von Gouda-Käse modellhaft bestimmt, wobei die vor 17 Jahren durchgeführten Modellkalkulationen für Edamerkäse hinsichtlich der Funktionsinhalte der Abteilung ausgedehnt und dem neuesten Stand der Technik sowie heutigen Schnittkäsereiproduktionsstrukturen angepaßt wurden. Zudem sind die generell für alle Modellabteilungen geltenden methodischen Weiterentwicklungen in den Kalkulationen berücksichtigt worden. In den sechs Unterabteilungen Vorstapelung, Bruchbereitung und Pressen, Salzbad, Käsebehandlung und Reifungslager, Abpackung sowie Versandkühlraum und Expedition wird ein rindengereifter Gouda-Käse (12-kg-Laib) hergestellt und hinsichtlich seiner Kostenverursachung untersucht. Zur Bestimmung der Modellkosten wurden vier Modelle gebildet, deren Kapazitäten in der Kesselmilchverarbeitung zwischen 8.000 und 48.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 21 und 100% simuliert wurde, können so die Kosten für Käsemengen zwischen rd. 5.100 und 30.8001 Käse/Jahr bestimmt werden. Gemäß den vorgegebenen Kapazitäten müssen die technischen Voraussetzungen für die Ausgestaltung der einzelnen Unterabteilungen modellspezifisch festgelegt werden, wobei eine Anpassung der technischen Auslegung an eine verringerte Auslastung bei 33%iger Beschäftigung erfolgt. Die zu tätigenden Investitionen für die Grundversion betragen 10,6 Mio. DM in Modell 1 und 40,3 Mio. DM in Modell 4. Bezogen auf die jeweilige Rohstoffeinsatzmenge ergeben sich hieraus spezifische Investitionen, die mit zunehmender Modellgröße erheblich sinken: Machen sie im Modell 1 noch 215,6 Tsd. DM/1 Mio. kg jährlicher Rohstoffeinsatzmenge aus, so verringern sie sich im Modell 4 auf 135,3 Tsd. DM/1 Mio. kg.
Produktspezifische Investitionen und Faktormengenverbräuche führen zu den Einzelkosten des Produktes Gouda, die je nach Modellgröße und Beschäftigungsgrad zwischen 510,8 und 538,5 Pf/kg Käse liegen. Die Gesamtkosten der “Schnittkäserei”, die sich aus den Einzelkosten des Produktes Gouda und den Einzelkosten der Abteilung zusammensetzen, betragen 530,9 bis 654,3 Pf/kg Käse. Den größten Anteil an den Gesamtkosten haben die Rohstoffkosten (73 bis 90%). Der Anteil der Anlagekosten schwankt je nach Beschäftigung zwischen 4 und 18%, während die Personal- und sonstige Betriebskosten im Vergleich zu den beiden vorgenannten Kostenartengruppen in allen Modellen nur eine geringere Bedeutung haben. Betrachtet man die Gesamtkosten (ohne Rohstoffkosten) hinsichtlich ihrer Entstehung in den Unterabteilungen, so ist festzustellen, daß die höchsten Kosten in der Unterabteilung Bruchbereitung und Pressen anfallen: Bei einer 100%igen Beschäftigung betragen sie z.B. in Modell 3 42% der Gesamtkosten (ohne Rohstoff). Die geringsten Kosten (2%) fallen dagegen in der Unterabteilung Versandkühlraum und Expedition an. Die Kostenanalyse zeigt deutlich, daß mit zunehmender Modellgröße und steigender Produktionsmenge erhebliche Stückkostendegressionen zu erzielen sind, wobei der Einfluß des Beschäftigungsgrades auf die Kostendegression deutlich höher ist als derjenige der Modellgröße.
In dem vorliegenden 1. Teil der Arbeit werden die Grundlagen und der spezifische Faktoreinsatz der Modellabteilung „Schnittkäserei” dargestellt.
In den sechs Unterabteilungen Vorstapelung, Bruchbereitung und Pressen, Salzbad, Käsebehandlung und Reifungslager, Abpackung sowie Versandkühlraum und Expedition wird ein rindengereifter Gouda-Käse (12-kg-Laib) hergestellt und hin sichtlich seiner Kostenverursachung untersucht. Zur Bestimmung der Modellkosten wurden vier Modelle gebildet, deren Kapazitäten in der Kesselmilchverarbeitung zwischen 8.000 und 48.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 21 und 100% simuliert wurde, können so die Kosten für Käsemengen zwischen rd. 5.100 und 30.800 l Käse/Jahr bestimmt werden.
Gemäß den vorgegebenen Kapazitäten müssen die technischen Voraussetzungen für die Ausgestaltung der einzelnen Unterabteilungen modellspezifisch festgelegt werden, wobei eine Anpassung der technischen Auslegung an eine verringerte Auslastung bei 33%iger Beschäftigung erfolgt.
Diese Arbeit wird fortgesetzt mit dem Teil 2 „Ergebnisse und Interpretation der Modellkalkulationen” in Heft 3 (1993) dieser Zeitschrift.
In dem vorliegenden Teil 1 der Arbeit werden die Grundlagen und die Rohstoffmengenrechnung zur Ermittlung der Modellkosten in der Abteilung Weichkäserei dargestellt. In sechs Unterabteilungen - Vorstapelung, Bruchbereitung und Portionierung, Umhorden/Salzen, Reifung, Abpackung, Fertiglager - werden aus der Produktgruppe Weichkäse die Sorten Camembert 30 und 60 % F.i.Tr. sowie Brie 45 % F.i.Tr. mit unterschiedlichen Stückgewichten hergestellt und diese hinsichtlich ihrer Kostenverursachung untersucht. Zur Kalkulation der Modellkosten werden 4 Modelle gebildet, deren Verarbeitungskapazität an Kesselmilch zwischen 8.000 und 30.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 15 % und 100 % simuliert wurde, können so Kosten für Käsemengen zwischen rd. 700 und 17.0001 Käse/Jahr bestimmt werden. Da der Rohstoff Milch im kostenrechnerischen Ansatz als der wichtigste Kostenfaktor gilt, wird der verursachungsgerechten Rohstoffverbrauchsbestimmung in diesem Teil ein gesondertes Kapitel gewidmet. Die Arbeit wird mit dem Teil 2 ''Modellspezifischer Faktoreinsatz'' fortgesetzt, dem abschließend der Teil 3 "Ergebnisse und Interpretation der Modellkalkulation" folgt.
Im zweiten Teil dieser Arbeit bilden gemäß den allgemeinen technischen Prozeßbedingungen die maschinellen und baulichen Ausrüstungen der vier Modelle, deren Investitionsbeträge, Nutzungsdauer und Instandhaltungsquote unterabteilungsweise dargestellt sind, den Ausgangspunkt dieses Themenbereiches. Eine Anpassung der technischen Auslegung an eine verringerte Auslastung erfolgte bei einer 65%igen und 33%igen Beschäftigung. Die zu tätigenden Investitionen für die Grundversion (100 % Beschäftigung) betragen im Modell 1 25,0 Mio. DM und im Modell 4 54,5 Mio. DM. Die Mengenverbräuche der Produktionsfaktoren Rohstoff, Personal, Energie, Betriebs- und Hilfsstoffe sowie Reparaturen sind von den spezifischen Modellausstattungen abgeleitet. Es ergeben sich Faktoreinsatzmengen, die mengenproportional auftreten und den Produkten zugeordnet sind, sowie periodenabhängige fixe Verbrauche, die der Abteilung angelastet werden. Anhand einer ausgewählten Beschäftigungssituation, die einem 2-Schichtbetrieb bei 250 Produktionstagen entspricht, wird aufgezeigt, wie sich die auf Abteilungsebene aggregierten Faktoreinsatzmengen in Abhängigkeit von der Modellgröße gestalten. So ergibt sich z.B. im Bereich des Produktionsfaktors Personal, daß für das Modell 1 eine Beschäftigungszahl an Arbeitskräften von 25 und im Modell 4 von 40 vorgesehen ist.
In der vorliegenden Arbeit, deren erster und zweiter Teil in den vorangegangenen Heften dieser Zeitschrift veröffentlicht wurden, werden die Kosten der “Weichkäserei” am Beispiel der Herstellung von Camembert- und Brie-Käse modellhaft bestimmt. Damit werden die im Jahr 1970 in gleicher Zeitschrift (Heft 5, Band 22) veröffentlichten Analysen der Produktionskosten in Camembertkäsereien hinsichtlich der Funktionsinhalte ausgedehnt und dem neuesten Stand der Technik sowie heutigen Produktionsstrukturen im Weichkäsesektor angepaßt. Gleichzeitig sind die generell für alle Modellabteilungen geltenden methodischen Weiterentwicklungen (2) in den Kalkulationen berücksichtigt worden. In den sechs Unterabteilungen Vorstapelung, Bruchbereitung/Portionierung, Umhorden/Salzen, Reifung, Abpackung und Fertiglager werden aus der Produktgruppe Weichkäse die Sorten Camembert mit 30 und 60 % F.i.Tr. sowie Brie mit 45 % F.i.Tr. in unterschiedlichen Stückgrößen hergestellt und hinsichtlich ihrer Kostenverursachung untersucht. Zur Bestimmung der Modellkosten wurden vier Modelle gebildet, deren Kapazitäten in der Kesselmilchverarbeitung zwischen 8.000 und 30.000 l/h liegen. In Abhängigkeit vom Beschäftigungsgrad, der für Werte zwischen 15 und 100 % simuliert wurde, können so die Kosten für Käsemengen zwischen rd. 700-17.0001 Käse/Jahr bestimmt werden.Nach den vorgegebenen Kapazitäten sind die technischen Voraussetzungen der einzelnen Unterabteilungen modellspezifisch festgelegt worden, wobei die technische Auslegung an eine verringerte Auslastung bei 65 und 33%iger Beschäftigung angepaßt wurde. Die zu tätigenden Investitionen für die Grundversion betragen 25,0 Mio DM im Modell 1 und 54,5 Mio DM im Modell 4. Bezogen auf die jeweilige Outputmenge an Käse ergeben sich hieraus spezifische Investitionen, die sich mit zunehmender Modellgröße von 5.125 auf 3.205 DM/t jährliche Käsemenge erheblich senken. Produktspezifische Investitionen und Faktormengenverbräuche führen zu den Einzelkosten der ausgewählten Weichkäseprodukte, die z.B. für den Camembert mit 60 % F.i.Tr. je nach Modellgrößeund Beschäftigungsgrad zwischen 500,7 Pf/kg und 620,2 Pf/kg Käse liegen. Die Gesamtkosten der Abteilung “Weichkäserei”, die sich aus den Einzelkosten der Produkte und den Einzelkosten der Abteilung zusammensetzen, betragen im größten Modell bei 100%iger Beschäftigung 522,1 Pf/kg Käse, die sich im kleinsten Modell bei nur 15%iger Beschäftigung auf 1.027,6 Pf/kg Käse erhöhen. Bei einem Beschäftigungsgrad von 65 %, dem die Produktionsmenge eines 2-Schichtbetriebes zugeordnet ist, entfallen von den Gesamtkosten der Abteilung je nach Modellgröße 62-72 % auf die Rohstoffkosten, 14-20 % auf die Anlagekosten und 4-7 % auf die Personalkosten, während die übrigen Kostenartengruppen nur von geringerer Bedeutung sind. Betrachtet man die Gesamtkosten (ohne Rohstoffkosten) hinsichtlich ihrer Entstehung in den Unterabteilungen, so ist festzustellen, daß die Unterabteilungen Bruchbereitung/Portionierung sowie Abpackung die höchsten Kosten verursachen. Für einen Beschäftigungsgrad von 65 % betragen die Kosten in den Unterabteilungen Bruchbereitung/Portionierung im Modell 1 85,8 Pf/kg, die mit zunehmender Modellgröße auf 45,9 Pf/kg im Modell 4 zurückgehen. Die Kosten für die Abpackung liegen im Modell 1 bei 76,2 Pf/kg, während sie im Modell 4 nur noch 58,3 Pf/kg betragen. Die geringsten Kosten verursacht die Unterabteilung Fertiglager mit 2,6 Pf/kg im kleinsten und 1,5 Pf/kg im größten Modell bei 65%iger Beschäftigung. Die Ergebnisse der Modellabteilungsrechnung lassen erkennen, daß mit zunehmender Kapazitätsgröße und ansteigendem Beschäftigungsgrad erhebliche Stückkostendegressionen zu erreichen sind, die bei betriebsindividuellen oder branchenbedingten Entscheidungen genutzt werden sollten. So empfiehlt es sich, daß auf eine dem Markt angepaßte Produktion auch eine auf die geplante Tagesproduktionsmenge angepaßte Ausstattung der Abteilung folgt, da sich, wie in den Modellkostenkurven bei 65 und 33 % Beschäftigung dargestellt, die Kosten sprunghaft senken können. Kostendegressionseffekte werden auch erreicht, wenn durch Spezialisierung der Stückkäse-Produktion die Vielfalt der Formatgrößen eingeschränkt werden kann. Das höchste Kosteneinsparungspotential ist aber durch Strukturveränderungen im Weichkäsesektor zu erwarten, die, wie an zwei Beispielen erläutert, der Branche langfristige Kosteneinsparungen von rd.25 bzw. 95 Mio DM/Jahr ermöglichen können.
Dienstleisters Vollzugmelder
(1989)
Für Produktionslogistiker ist der Leitstand bereits ein Selbstverständnis. Er verschafft Übersicht, ermöglicht gezieltes Eingreifen und hilft Termine halten. Das Steuern komplexer Abläufe ist in der Produktion ohne Leitstand kaum mehr denkbar. Im folgenden Beitrag wird der Frage nachgegangen, was Dienstleister vom Leitstand erhoffen können.
As part of the European Network for Optimization of Veterinary Antimicrobial Treatment (ENOVAT), a webinar on the topic “Mastitis Treatment in Lactation” was held, in which eight mastitis experts from different European countries (Spain, The Netherlands, Estonia, Ireland, Poland, Finland, Germany, and Italy) presented their treatment approaches for clinical mastitis in lactation. The aim of this study was to compare the therapeutic approaches to identify commonalities and differences. In all eight participating countries, the decision to start treatment is usually made by the veterinarians, while the farm personnel are responsible for treatment administration. Antibiotic treatment is then typically administered intramammarily. The treatment duration often depends on the label instructions and is frequently extended if Staphylococcus aureus or Streptococcus uberis is involved. Administering supportive therapy, especially non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) is an established practice in all countries. Penicillin is the first-choice drug for the treatment of mastitis in an increasing number of countries. The use of critically important antimicrobials (CIAs) such as quinolones and third- and fourth-generation cephalosporins is at a low level in Finland and The Netherlands. In Estonia, Germany, Italy, and Spain, the use of CIAs is declining and is only allowed if milk samples are analyzed in advance following the legal framework. Systems for monitoring antibiotic use are being introduced in more and more countries. This exchange of different views will help the European countries to move towards a common high standard of antimicrobial stewardship in veterinary medicine.
Die Flexibilitätsanforderungen des Marktes werden zu einer Dezentralisierung von Unternehmensbereichen führen. Eigenständigen, teilautonomen Einheiten gehört die Zukunft. Diese Entwicklung hat für die PPS eine erhöhte Informationsdichte zur Folge, auf die mit individuellen Feinsteuerungskonzepten und zusätzlichen Steuerungsparametern reagiert werden muss. Die Art und Weise der Datenverarbeitung ist dementsprechend zu modifizieren.
This study is concerned with the early stages of hydrogen embrittlement on an atomistic scale. We employed density functional theory to investigate hydrogen diffusion through the (100), (110) and (111) surfaces of γ-Fe. The preferred adsorption sites and respective energies for hydrogen adsorption were established for each plane, as well as a minimum energy pathway for diffusion. The H atoms adsorb on the (100), (110) and (111) surfaces with energies of ∼4.06 eV, ∼3.92 eV and ∼4.05 eV, respectively. The barriers for bulk-like diffusion for the (100), (110) and (111) surfaces are ∼0.6 eV, ∼0.5 eV and ∼0.7 eV, respectively. We compared these calculated barriers with previously obtained experimental data in an Arrhenius plot, which indicates good agreement between experimentally measured and theoretically predicted activation energies. Texturing austenitic steels such that the (111) surfaces of grains are preferentially exposed at the cleavage planes may be a possibility to reduce hydrogen embrittlement.
Powder bed-based additive manufacturing processes offer an extended freedom in design and enable the processing of metals, ceramics, and polymers with a high level of relative density. The latter is a prevalent measure of process and component quality, which depends on various input variables. A key point in this context is the condition of powder beds. To enhance comprehension of their particle-level formation and facilitate process optimization, simulations based on the Discrete Element Method are increasingly employed in research. To generate qualitatively as well as quantitatively reliable simulation results, an adaptation of the contact model parameterization is necessary. However, current adaptation methods often require the implementation of models that significantly increase computational effort, therefore limiting their applicability. To counteract this obstacle, a sophisticated formula-based adaptation and evaluation method is presented in this research. Additionally, the developed method enables accelerated parameter determination with limited experimental effort. Thus, it represents an integrative component, which supports further research efforts based on the Discrete Element Method by significantly reducing the parameterization effort. The universal nature of deducting this method also allows its adaptation to similar parameterization problems and its implementation in other fields of research.
Coaxial Laser wire Direct Energy Deposition (L-DED) promises a direction-independent buildup due to a centric supply of the welding material. To fabricate Functionally Graded Materials (FGMs), a processing head was designed that is capable of supplying two wire materials into the processing zone. This study investigates the direction dependency of welding seams produced by two 1.4718 metal wires with a diameter of 0.8 mm in a coaxial laser setup using three separately controllable single laser beams with a maximum combined laser power of 660 W. The welding wires are supplied simultaneously to the laser spot under an incidence angle of 3.5° to the middle axis of the processing head. The seam geometry is investigated using a confocal laserscanning-microscope. A comparison of the height, width and macroscopic seam geometry reveals the influence of the welding direction on the seam geometry and quality in Laser Double wire Direct Energy Deposition (LD-DED).
Drucktrennen ist ein Verfahren zum spanlosen Trennen zylindrischer oder prismatischer Bauteile durch in einem Teilbereich der Mantelfläche auf das Werkstück wirkenden Fluidhochdruck. In der vorliegenden Arbeit werden die Wirkzusammenhänge zwischen der Bearbeitung sprödharter zylindrischer Werkstücke und den resultierenden Oberflächen- und Randzoneneigenschaften theoretisch analysiert und die Ergebnisse mit denen experimenteller Untersuchungen verglichen. Der Fluidhochdruck bewirkt einen hauptsächlich von der Werkstückgeometrie und dem Aufbau der für die Versuchsdurchführung entwickelten Trennkammer abhängigen Spannungszustand des Werkstücks. Gleichzeitig dringt das Trennmedium in Oberflächenanrisse ein und ruft dort lokale Zugspannungen im Bereich der Rißspitze hervor. Erreicht der Fluiddruck einen vom Spannungszustand und der Rißlänge abhängigen kritischen Wert, so wird die Bruchzähigkeit des Werkstoffs überschritten und ein Sprödbruch des Werkstücks ausgelöst. Durch gezielt eingebrachte Kerben kann der Ort der Trennung exakt vorgegeben werden. Die Werkstücktrennung erfolgt senkrecht zur Richtung der größten Hauptspannung, welche stets ungefähr parallel zur Werkstückmittelachse orientiert ist. Um eine völlig ebene Bruchfläche zu erreichen, muß eine Ankerbung in Kammermitte erfolgen und das Werkstück absolut symmetrisch zur Trennfläche ausgerichtet sein. Der vom nachdrängenden Fluid vorangetriebene Bruch wird durch Druckspannungen in bestimmten Bereichen des belasteten Bauteils gehemmt. Die Bruchgeschwindigkeit ist demzufolge in der Regel so niedrig, daß für amorphe und einkristalline Werkstoffe keine Bruchverzweigung erfolgt. Dadurch ist beispielsweise für optisches Glas und einkristallines Silizium die Herstellung spiegelglatter Oberflächen möglich. Die Trennflächen vielkristalliner Werkstoffe weisen dagegen eine geringe Oberflächengüte auf, da der Energieüberschuß im Bereich der Rißspitze nicht ausreicht, um einen transkristallinen Sprödbruch voranzutreiben, sondern stets erhebliche interkristalline Bruchanteile vorliegen.
The aim of this study was to define the time-related period of intramammary infections and its relation to risk factors for intramammary infections and clinical mastitis at cow and quarter levels. In total, 269 German Holstein Frisian dairy cows on three farms in Northern and Eastern Germany were included in this study. Quarter milk samples were collected at dry-off, 3 ± 1 days after calving and 17 ± 3 days after calving, for cytomicrobiological examination. Risk factors at quarter- and cow-level associated with intramammary infections and clinical mastitis were recorded during the trial period. Data were analyzed using logistic regression procedures and odds ratios were calculated. Calving for the second time increased the odds of clinical mastitis during the first 100 days of lactation compared to cows calving for the third time or more. A high milk yield after calving was a risk factor for new infections, with environmental pathogens 17 ± 3 days postpartum. A body condition score after calving less than 3.5 was associated with a decreased risk of having an intra-mammary infection (IMI) with non-aureus staphylococci and coryneforms 3 ± 1 days postpartum and consistent body condition between dry-off and early lactation decreased the risk of intramammary infections after calving. The absence of a ring of hyperkeratosis at the teat apex shown at dry-off was associated with a lower risk of intramammary infections with environmental pathogens 17 ± 3 days postpartum. This study shows the important influence of the dry period and early lactation on intramammary infections and clinical mastitis postpartum in dairy cows. Udder quarters may have eliminated pathogens during the dry period in 43.6% of cases in this study. Additionally, new infections occurred during early lactation, so 5.1% more quarters were infected 17 ± 3 days compared to 3 ± 1 days postpartum. New infections can be traced to non-aureus staphylococci and Staphylococcus aureus from dry-off up until 3 ± 1 days postpartum, and to non-aureus staphylococci, Staphylococcus aureus and Streptococcus uberis, after calving. In total, 88.7% of the infected quarters showed new infections with another pathogen species 3 ± 1 days postpartum than at dry-off, and 89.2% of the quarters 17 ± 3 days postpartum than 3 ± 1 days postpartum. In conclusion, the early lactation has just as important an influence on intramammary infections postpartum in dairy cows as the dry period. There is the possibility that udder quarters eliminate pathogens during the early lactation, especially during the dry period. However, there is also the danger that new infections manifest, with a large proportion of new infections occurring after calving. Thus, additional control strategies are of great importance to prevent new infections occurring during early lactation as well as during the dry period to reduce negative effects on milk yield and culling hazards in dairy cows by minimizing the associated risk factors
The optimization of lubricated sealing systems with respect to the stick-slip effect requires a friction model that describes the complex friction behavior in the lubricated contact area. This paper presents an efficient dynamic friction model based on the Stribeck curve, which allows to investigate the influencing parameters through finite element (FE) simulations. The simulation of a tribometer test using this friction model proofs that the model correlates well with the tribometer test results. It is shown that the system stiffness has a significant influence on the stick-slip tendency of the system.
Recent progress that has been made towards understanding the dynamics of collisions at the gas–liquid interface is summarized briefly. We describe in this context a promising new approach to the experimental study of gas–liquid interfacial reactions that we have introduced. This is based on laser-photolytic production of reactive gas-phase atoms above the liquid surface and laser-spectroscopic probing of the resulting nascent products. This technique is illustrated for reaction of O(³P) atoms at the surface of the long-chain liquid hydrocarbon squalane (2,6,10,15,19,23-hexamethyltetracosane). Laser-induced fluorescence detection of the nascent OH has revealed mechanistically diagnostic correlations between its internal and translational energy distributions. Vibrationally excited OH molecules are able to escape the surface. At least two contributions to the product rotational distributions are identified, confirming and extending previous hypotheses of the participation of both direct and trapping-desorption mechanisms. We speculate briefly on future experimental and theoretical developments that might be necessary to address the many currently unanswered mechanistic questions for this, and other, classes of gas–liquid interfacial reaction.
We describe an experimental approach to the determination of the nascent internal state distribution of gas-phase products of a gas–liquid interfacial reaction. The system chosen for study is O(³P) atoms with the surface of liquid deuterated squalane, a partially branched long-chain saturated hydrocarbon, C₃₀D₆₂. The nascent OD products are detected by laser-induced fluorescence. Both OD (v′=0) and (v′=1) were observed in significant yield. The rotational distributions in both vibrational levels are essentially the same, and are characteristic of a Boltzmann distribution at a temperature close to that of the liquid surface. This contrasts with the distributions in the corresponding homogeneous gas-phase reactions. We propose a preliminary interpretation in terms of a dominant trapping-desorption mechanism, in which the OD molecules are retained at the surface sufficiently long to cause rotational equilibration but not complete vibrational relaxation. The significant yield of vibrationally excited OD also suggests that the surface is not composed entirely of –CD₃ endgroups, but that secondary and/or tertiary units along the backbone are exposed.
Antimicrobials are widely used to cure intramammary infections (IMI) in dairy cows during the dry period (DP). Nevertheless, the IMI cure is influenced by many factors and not all quarters benefit from antimicrobial dry cow treatment (DCT). To evaluate the true effect of antibiotic DCT compared to self-cure and the role of causative pathogens on the IMI cure, a retrospective cross-sectional study was performed. The analysis included 2987 quarters infected at dry-off (DO). Information on DCT, causative pathogens, somatic cell count, milk yield, amount of lactation, Body Condition Score, and season and year of DO were combined into categorical variables. A generalized linear mixed model with a random cow, farm and year effect and the binary outcome of bacteriological cure of IMI during the DP was conducted. In the final model, a significant effect (p < 0.05) on DP cure was seen for the DO season and the category of causative pathogens (categories being: Staphylococcus aureus, non-aureus staphylococci, streptococci, coliforms, ‘other Gram-negative bacteria’, ‘other Gram positive bacteria’, non-bacterial infections and mixed infections), while antibiotic DCT (vs. non-antibiotic DCT) only showed a significant effect in combination with the pathogen categories streptococci and ‘other Gram-positive bacteria’.
The properties of these carbon nanostructures are determined by the structure and orientation of the graphitic domains during pyrolysis of carbon precursors. In this work, we investigated systematically the impact of creep stress during the stabilization process on the cyclization and molecular orientation of polyacrylonitrile as well as the graphitized structure after high temperature carbonization. Therefore, polyacrylonitrile (PAN) is electrospun and then stabilized with and without application of creep stress at different temperatures. The effect of creep stress on cyclization was monitored via Fourier transform IR spectroscopy (FTIR) and it was found that the degree of cyclization varies with the application of creep stress during the initial stages of cyclization at low temperatures (190°C and 210°C) in contrast to cyclization done at higher temperature (230°C). Herman molecular orientation factor was evaluated by polarized FTIR for PAN nanofibers cyclized with and without creep stress at 230°C-10 h. Subsequently, carbonization was performed at 1000°C and 1200°C for nanofibers cyclized at 230°C-10 h. Our results from XRD and Raman spectroscopy shows that the degree of graphitization and ordering of graphitic domains was enhanced for PAN nanofibers that were creep stressed during the cyclization process, even though both PAN nanofibers cyclized with creep stress and without creep stress showed the same amount of cyclized material. This increased degree of graphitization can be tracked to application of creep stress during the stabilization process which obviously favors the formation of sp2-hybridized carbon planes in the carbonization process. This finding highlights the impact of mechanical stress linking the cyclization of PAN nanofibers to graphitization.
Our results will pave the way for a deeper understanding of mechano-chemical processes to fabricate well-aligned graphitic domains which improves the mechanical and electrical properties of CNFs.
The bio-based plastic market is forecast to grow in the next years. With a growing market share and product range, the implementation of circular thinking is becoming more and more important also for bio-based plastics to enable a sound circular economy for these group of plastics. Therefore, it is important to assess the environmental performance for different end-of-life options of bio-based plastics from an early stage on. This review presents a comprehensive overview on the current status quo of different end-of-life options for bio-based plastics from an environmental perspective. Based on the status quo and the corresponding impact assessment results, the global plastic demand as well as the technical substitution potential of bio-based plastics, the environmental saving potential in case of the different end-of-life options was calculated. The review shows that there is a focus on polylactic acid (PLA) regarding end-of-life assessment, with studies covering all end-of-life options. The focus of the impact assessment has been set on global warming potential (GWP). With respect to GWP, the analysis of a future global potential of PLA showed, for mechanical recycling, the highest saving potential with 94.1 Mio. t CO2-eq. per year in comparison to virgin material.
In this study, we calculated the energetics of hydrogen atoms adsorbing on and diffusing into the first few layers of γ-Fe for the (100), (110) and (111) surfaces and for the non-magnetic (NM), ferromagnetic (FM), and antiferromagnetic single (AFM1) and double layer (AFMD) structures. These studies are relevant as they atomistically simulate the early stages of hydrogen embrittlement in steels. We employed density functional theory to establish adsorption sites and energies for each plane and the minimum energy pathways for diffusion through the first few layers with associated activation barriers. Adsorption energies for all cases vary between ∼3.7 and 4.4 eV, and the energy barriers to diffusion in the bulk region vary between ∼0.2 and 1.2 eV for the twelve cases, with the highest and lowest bulk diffusion barriers occurring in the NM(111) and the FM(100) case, respectively. We conclude that the texturing of steels in order to expose certain cleavage planes or magnetic structures can decrease the likelihood of hydrogen embrittlement.
Das Forschungscluster Energie – Mobilität – Prozesse stellt in acht Beiträgen aktuelle Ergebnisse aus laufenden Forschungsprojekten vor. Es werden Aspekte der Urbanen Logistik, der Automatisierung von Energiemanagementsystemen, der Effizienz von neuen Kältemaschinen, der Entsäuerung von Kulturgütern, der Auslastung von Pedelec-Vermietsystemen und der Reichweite von Elektrofahrzeugen behandelt. Zusätzlich werden relevante Daten in Form von 17 Diagrammen kompakt zusammengestellt.
Die empfindliche Verteuerung des Rohöls im Laufe der letzten Jahre und die in ihrem Sog erfolgten Preissteigerungen auch für die anderen Energieträger haben Energie zu einem besonders kostbaren Wirtschaftsgut werden lassen. Es ist ganz deutlich geworden, dass Energie in allen Lebens- und Produktionsbereichen äußerst sparsam verwendet und optimal genutzt werden muss. Mittel- und langfristig gesehen sind daher gezielt Anstrengungen zu unternehmen, nicht einen Brennstoff durch einen anderen zu ersetzen, sondern - wo immer auch möglich - die natürlcihen Energiequellen zu nutzem.
In diesem Beitrag wird der Energieertrag von Flussturbinen abgeschätzt. Flussturbinen arbeiten ohne Staustufen in der Strömung der Flüsse. Die Energieberechnung erfolgt an den Flüssen Oberrhein, Weser, Werra und Unterelbe. Unter der Annahme von mittleren Fließgeschwindigkeiten und Werten zum Ausnutzungsgrad von frei fahrenden Wasserturbinen wird der Energieertrag ermittelt. Bei Einsatz von Flussturbinen mit einem Laufraddurchmesser D = 2,5 m und im Mittel 33 Turbinen je km ergibt sich eine jährliche Gesamtenergie von 1,2 TWh. Dies sind mehr als 10% des in einer BMBF-Studie ermittelten Energiepotenzials der frei fließenden Strecken von Fließgewässern in Deutschland mit einem Einzugsgebiet von mehr als 10 km2.
Erfolgsfaktoren im Griff
(1993)
Of late, decrease in mineral oil supplies has stimulated research on use of biomass as an alternative energy source. Climate change has brought problems such as increased drought and erratic rains. This, together with a rise in land degeneration problems with concomitant loss in soil fertility has inspired the scientific world to look for alternative bio-energy species. Euphorbia tirucalli L., a tree with C3/CAM metabolism in leaves/stem, can be cultivated on marginal, arid land and could be a good alternative source of biofuel.
We analyzed a broad variety of E. tirucalli plants collected from different countries for their genetic diversity using AFLP. Physiological responses to induced drought stress were determined in a number of genotypes by monitoring growth parameters and influence on photosynthesis. For future breeding of economically interesting genotypes, rubber content and biogas production were quantified.
Cluster analysis shows that the studied genotypes are divided into two groups, African and mostly non-African genotypes. Different genotypes respond significantly different to various levels of water. Malate measurement indicates that there is induction of CAM in leaves following drought stress. Rubber content varies strongly between genotypes. An investigation of the biogas production capacities of six E. tirucalli genotypes reveals biogas yields higher than from rapeseed but lower than maize silage.
Recent research efforts have highlighted the potential of hybrid composites in the context of additive manufacturing. The use of hybrid composites can lead to an enhanced adaptability of the mechanical properties to the specific loading case. Furthermore, the hybridization of multiple fiber materials can result in positive hybrid effects such as increased stiffness or strength. In contrast to the literature, where only the interply and intrayarn approach has been experimentally validated, this study presents a new intraply approach, which is experimentally and numerically investigated. Three different types of tensile specimens were tested. The non-hybrid tensile specimens were reinforced with contour-based fiber strands of carbon and glass. In addition, hybrid tensile specimens were manufactured using an intraply approach with alternating carbon and glass fiber strands in a layer plane. In addition to experimental testing, a finite element model was developed to better understand the failure modes of the hybrid and non-hybrid specimens. The failure was estimated using the Hashin and Tsai–Wu failure criteria. The specimens showed similar strengths but greatly different stiffnesses based on the experimental results. The hybrid specimens demonstrated a significant positive hybrid effect in terms of stiffness. Using FEA, the failure load and fracture locations of the specimens were determined with good accuracy. Microstructural investigations of the fracture surfaces showed notable evidence of delamination between the different fiber strands of the hybrid specimens. In addition to delamination, strong debonding was particularly evident in all specimen types.
Background: This basically anatomical study focuses on two items; firstly, the establishment of a system for the cartographic subdivision of the neopallium; secondly, the topographical correlation of extracranial landmarks and intracranial sites on the neopallium.
Materials and methods: The surface of the neopallium was subdivided into 15 sectors with reference to a newly introduced pattern of Primary Sulci. The topographical link between extracranial landmarks and certain intracranial sites (i.e. neopallium sectors) was elaborated by using a simple stereotactic device and a computer-assisted measurement device. Measurements were performed between points on the head's outer surface and on the isolated brain.
Results and Conclusions: The introduction of an anatomical three-dimensional coordinate system was an essential key issue for this investigation. This setting facilitated the measurements and calculations of the so-called indirect distances that were characterised by their alignment along the three orthogonal axes (x, y, z) of the anatomical coordinate system. The inter-individual comparison (16 adult horses [Equus caballus]) of the indirect distances revealed that each sector centre lay within a distinct morphometric residence area. The measured and calculated data also showed that each sector centre could be assigned to its proper extracranial landmark that - in comparison with other landmarks - was best suited for the optimal allocation of the sector centre point.
Severe mastitis can lead to considerable disturbances in the cows’ general condition and even to septicemia and death. The aim of this cross-sectional study was to identify factors associated with the severity of the clinical expression of mastitis. Streptococcus (Str.) uberis (29.9%) was the most frequently isolated pathogen, followed by coliform bacteria (22.3%). The majority of all mastitis cases (n = 854) in this study were either mild or moderate, but 21.1% were severe. It can be deduced that the combination of coliform pathogens and increasing pathogen shedding of these showed associations with severe mastitis. Furthermore, animal-related factors associated with severe disease progression were stages of lactation, and previous diseases in the period prior to the mastitis episode. Cows in early lactation had more severe mastitis. Ketosis and uterine diseases in temporal relation to the mastitis were associated with more severe mastitis in the diseased cows. Hypocalcemia was significantly associated with milder mastitis. As another factor, treatment with corticosteroids within two weeks before mastitis was associated with higher severity of mastitis. Knowledge of these risk factors may provide the basis for randomized controlled trials of the exact influence of these on the severity of mastitis.
In den letzten Jahren hat sich der Trend zu forcierter Rationalisierung, zur Automatisierung und Mechanisierung der Produktion beschleunigt. Automatisierung erfordert aber hohe Inverstitionen und lässt so den Fixkostenblock wachsen. Bei einem Rückgang der Kapazitätsauslastung rutscht das Unternehmen aber rasch in die Verlustzone. Deshalb erscheint eine Rückbesinnung auf eher flexiblere, arbeitsorientierte Organisationskonzepte sinnvoll. Vorgestellt wird ein kybernetisches Regelkreismodell mit flacher Hierarchie als "Klammer" und sich weitgehend selbstregulierenden Unternehmenseinheiten.
Milk concentrates are used in the manufacturing of dairy products such as yogurt and cheese or are processed into milk powder. Processes for the nonthermal separation of water and valuable milk ingredients are becoming increasingly widespread at farm level. The technical barriers to using farm-manufactured milk concentrate in dairies are minimal, hence the suspicion that the practice of on-farm raw milk concentration is still fairly uncommon for economic reasons. This study, therefore, set out to investigate farmers’ potential willingness to adopt a raw milk concentration plant. The empirical analysis was based on discrete choice experiments with 75 German dairy farmers to identify preferences and the possible adoption of on-farm raw milk concentration. The results showed that, in particular, farmers who deemed the current milk price to be insufficient viewed on-farm concentration using membrane technology as an option for diversifying their milk sales. We found no indication that adoption would be impeded by a lack of trustworthy information on milk processing technologies or capital.
Flatness-based feedforward control is an approach for combining fast motion with low oscillations for nonlinear or flexible drive systems. Its desired trajectories must be continuously differentiable to the degree of the system order. Designing such trajectories, that also reach the dynamic system limits, poses a challenge. Common solutions, like Gevrey functions, usually require lengthy offline calculations. To achieve a quicker and simpler industrial-suited solution, this paper presents a new online trajectory generation scheme. The algorithm utilizes higher order s-curve trajectories created by a cyclic filtering process using moving average filters. An experimental validation proves the capability as well as industrial applicability of the presented approach for flexible structures like stacker cranes.
Flexibel mit „make or buy"
(1989)
Food protein hydrolysates are often produced in unspecific industrial batch processes. The hydrolysates composition underlies process-related fluctuations and therefore the obtained peptide fingerprint and bioactive properties may vary. To overcome this obstacle and enable the production of specific hydrolysates with selected peptides, a ceramic capillary system was developed and characterized for the continuous production of a consistent peptide composition. Therefore, the protease Alcalase was immobilized on the surface of aminosilane modified yttria stabilized zirconia capillaries with a pore size of 1.5 μm. The loading capacity was 0.3 μg enzyme per mg of capillary with a residual enzyme activity of 43%. The enzyme specific peptide fingerprint produced with this proteolytic capillary reactor system correlated with the degree of hydrolysis, which can be controlled over the residence time by adjusting the flow rate. Common food proteins like casein, sunflower and lupin protein isolates were tested for continuous hydrolysis in the developed reactor system. The peptide formation was investigated by high-performance liquid chromatography. Various trends were found for the occurrence of specific peptides. Some are just intermediately occurring, while others cumulate by time. Thus, the developed continuous reactor system enables the production of specific peptides with desired bioactive properties.
Eine schnelle Erfassung aller Wartezeiten und Störungen im Produktionsablauf und ihre richtige kostenmäßige Bewertung zu einer wirksamen Kontrolle der Gemeinkosten in der Produktion ist schon seit langem eine betriebliche Forderung. Ihre Erfüllung scheiterte bisher häufig an fehlenden organisatorischen Voraussetzungen und den nicht für diese Zwecke geeigneten EDV-Sachmitteln. Mit Hilfe von online konzipierten, im Dialog arbeitenden BDE-Systemen können diese Mängel jetzt behoben werden. Schwachstellen im Prozess lassen sich aktuell lokalisieren und damit auch rasch beseitigen. Das im folgenden hier vorgestellte Programm zur Erfassung der benötigten Daten ist gleichzeitig die Kernzelle eines zur Planung und Steuerung des Auftragsbearbeitungsprozesses eingesetzten Logistiksystems, mit dem noch eine große Anzahl weiterer organisatorischer Aufgaben gelöst werden kann. Betrachtungsschwerpunkt in diesem Beitrag ist die verursachungsgerechte Erfassung von Gemeinkosten im Prozess.
Techno-economic analysis that allocate costs to the energy flows of energy systems are helpful to understand the formation of costs within processes and to increase the cost efficiency. For the economic evaluation, the usefulness or quality of the energy is of great importance. In exergy-based methods, this is considered by allocating costs to the exergy instead of energy. As exergy represents the ability of performing work, it is often named the useful part of energy. In contrast, the anergy, the part of energy, which cannot perform work, is often assumed to be not useful.
However, heat flows as used e.g. in domestic heating are always a mixture of a relative small portion of exergy and a big portion of anergy. Although of lower quality, the anergy is obviously useful for these applications. The question is, whether it makes sense to differentiate between exergy and anergy and take both properties into account for the economic evaluation.
To answer this question, a new methodical concept based on the definition of an anergy-exergy cost ratio is compared to the commonly applied approaches of considering either energy or exergy as the basis for economic evaluation. These three different approaches for the economic analysis of thermal energy systems are applied to an exemplary heating system with thermal storages. It is shown that the results of the techno-economic analysis can be improved by giving anergy an economic value and that the proposed anergy-cost ratio allows a flexible adaptation of the evaluation depending on the economic constraints of a system.
Fahrradfahren ist für viele Menschen ein wichtiger Mobilitätsfaktor. Sie können sich mit eigener Kraft in einem Umkreis von mehreren Kilometern bewegen. Im Alter wird das Fahrradfahren jedoch durch nachlassende Kraft und eingeschränkte Motorik zum Gleichgewichthalten eingeschränkt. Erschwerend kommt hinzu, dass diese Personen aus Vorsicht in der Regel kleinere Fahrgeschwindigkeiten bevorzugen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten nimmt aber die Gleichgewichtsstabilität des Fahrrads ab und der Fahrer muss intensiver mit dem Lenker das Gleichgewicht kontrollieren. Moderne E-Bikes können die nachlassende körperliche Kraft kompensieren. Es bleibt aber das Problem des Gleichgewichthaltens beim Radfahren. Im folgenden Beitrag wird die Gleichgewichtsregelung von Fahrädern betrachtet. Dabei werden verschiedene Möglichkeiten der Gleichgewichtsregelung behandelt. Die Beurteilung der Verfahren erfolgt anhand der Stabilität und der Eigenschwingungen des geregelten Systems. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Stabilisierung des Bereichs geringer Fahrgeschwindigkeiten gelegt, da mit der nachlassenden Motorik oft auch eher geringere Fahrgeschwindigkeiten gewählt werden.
This paper describes the latest accomplishments on the current research that is based on the master’s thesis “Ein System zur Erstellung taktiler Karten für blinde und sehbehinderte Menschen” (German for “A system creating tactile maps for blind and visually impaired people”) (Hänßgen, 2012). The system consists of two parts. The first part is new software especially designed and developed for creating tactile maps addressing the needs of blind and visually impaired people on tactile information. The second is an embossing device based on a modified CNC (computer numerical control) router. By using OpenStreetMap-data, the developed system is capable of embossing tactile maps into Braille paper and writing film.
The technical, environmental and economic potential of hemp fines as a natural filler in bioplastics to produce biocomposites is the subject of this study – giving a holistic overview. Hemp fines are an agricultural by-product of the hemp fibres and shives production. Shives and fibres are for example used in the paper, animal bedding or composite area. About 15 to 20 wt.-% per kg hemp straw results in hemp fines after processing. In 2010 about 11,439 metric tons of hemp fines were produced in Europe. Hemp fines are an inhomogeneous material which includes hemp dust, shives and fibre. For these examinations the hemp fines are sieved in a further step with a tumbler sieving machine to obtain more specified fractions. The untreated hemp fines (ex work) as well as the sieved fractions are combined with a polylactide polymer (PLA) using a co-rotating twin screw extruder to produce biocomposites with different hemp fine content. By using an injection moulding machine standard test bars are produced to conduct several material tests. The Young’s modulus is increased and the impact strength reduced by hemp fines. With a content of above 15 wt.-% hemp fines are also improving the environmental (global warming potential) and economic performance in comparison to pure PLA.
In der Bundesrepublik Deutschland gibt es rund 200000 Lieferstellen für Molkereiprodukte vom industriellen Großverbraucher bis zum Facheinzelhändler mit Milchproduktenangebot. Gut die Hälfte der gesamten Nachfrage schöpfen die Zentralläger sowie die Geschäfte des Lebensmitteleinzelhandels ab, wobei die Belieferung des LEH weitestgehend auf Strecke erfolgt. - Dipl.-Wirtsch.-Ing. Heinrich Wietbrauk von der Bundesanstalt für Milchforschung in Kiel analysiert für „dynamik im handel" die milchwirtschaftlichen Warenströme in Deutschland.
The reactivity of graphene at its boundary region has been imaged using non-linear spectroscopy to address the controversy whether the terraces of graphene or its edges are more reactive. Graphene was functionalised with phenyl groups, and we subsequently scanned our vibrational sum-frequency generation setup from the functionalised graphene terraces across the edges. A greater phenyl signal is clearly observed at the edges, showing evidence of increased reactivity in the boundary region. We estimate an upper limit of 1 mm for the width of the CVD graphene boundary region.