FAKULTÄT FÜR

VERFAHRENS- UND SYSTEMTECHNIK

In der Woche vom 19. bis 23. April 2021 fand die 7. Ladies Night for Women in Engineering Sciences statt. Die Veranstaltung wurde erstmals komplett online mit Hilfe von Zoom durchgeführt. Mehr als 70 TeilnehmerInnen hatten sich schon im Vorfeld für die verschiedenen Programmpunkte registriert. Im Gegensatz zu den bisher immer in Präsenz durchgeführten eintägigen Veranstaltungen, wurde dieses Mal auf ein vielfältiges Angebot über mehrere Wochentage gesetzt. Die Workshops und Vorträge verschiedener Referentinnen waren überwiegend sehr gut besucht.

Während der gesamten Woche stand der Videovortrag von Frau PD Dr. Sylvia Saalfeld, die Forschungsgruppenleiterin auf dem Forschungscampus STIMULATE ist, online zur Verfügung. Außerdem konnte mit Unterstützung des Büros für Gleichstellungsfragen der Kinofilm „Picture A Scientist“ online gezeigt werden, dieser berichtet über die diversen Hürden für Frauen in den Wissenschaften.

Die Ladies Night for Women in Engineering Sciences wurde dann am Dienstag, den 19. April von Frau Prof. Dr. Andrea Wolffram mit einem Workshop zum Thema „Netzwerken“ eröffnet, der auf sehr großes Interesse stieß. Ebenfalls am Dienstag stellte sich das FinTech-Unternehmen AxeTrading auf der Ladies Night vor und sprach vor allem die InformatikerInnen an.

Am Mittwoch wurde vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme ein Workshop mit der Chemikerin und Coachin Dr. Gaby Schilling (Uni Support Krefeld) zum Thema „Kommunikation und Verhandeln in der Wissenschaft“ organisiert.

Am Donnerstag fand vor der eigentlichen Hauptveranstaltung ein „Get together für DoktorandInnen und StudentInnen“ statt. Während dieser Veranstaltung konnten sich Doktorandinnen und StudentInnen über PhD Programme und die verschiedenen Möglichkeiten der Promotion in Magdeburg austauschen.

Die Hauptveranstaltung begann dann am späten Nachmittag mit den Grußworten von Dr. Dirk Berndt vom Fraunhofer IFF, Prof. Dr. Peter Benner vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme und Prof. Dr. Berend van Wachem von der Fakultät für Verfahrenstechnik und Systemtechnik der Otto-von-Guericke-Universität. Anschließend stellte Frau Dr. Sandra Tiefel das Büro für Gleichstellungsfragen vor und zeigte den Anwesenden die vielfältigen Möglichkeiten zur Unterstützung an der OVGU auf. Im Anschluss gaben Frau Marilena Nalli von AxeTrading und Herr Gregor Lachnit von DOW Einblicke in die Strukturen und Karrieremöglichkeiten ihrer respektiven Unternehmen. Ein besonderes Highlight des Abends war der Vortrag der Dorothea-Erxleben-Professorin Prof. Dr. Andrea Beck zum Thema „Für das Wissen entscheiden - Für die Wissenschaft entscheiden?“. Einen weiteren Höhepunkt stellte die Nachwuchspreisverleihung an Frau Emmely Leinert und Frau Anna Schaufler dar, die beide mit ihren Posterbeiträgen über ihre Bachelor- bzw. Masterarbeiten beeindruckten. Beide erhielten eine Urkunde und einen Büchergutschein der Buchhandlung Coppenrath und Boeser, welche von AxeTrading gespendet worden waren. Die Veranstaltung wurde dann mit einer intensiven Diskussionsrunde zum Thema Gleichstellung abgeschlossen.

Der Freitag gestaltete sich zunächst mit einem Online-Frühstück mit der Firma DOW, bei welchem sich vor allem Studierende der OVGU über Einstiegsmöglichkeiten in das Berufsleben als IngenieurInnen informieren konnten. Ab 13.30 Uhr berichtete Frau Dr. Julia Schmidt über ihren Karriereweg und Joballtag bei der BASF, und überraschte vor allem die teilnehmenden BiosystemtechnikerInnen mit den vielfältigen Themen des Unternehmens, auch im Bereich Bio-Engineering. Einen schönen Abschluss fand die Ladies Night mit dem Beitrag von Frau Dr. Katja Bettenbrock, Teamleiterin am Max-Planck-Institut, am Freitagnachmittag. Hier konnten noch einmal in kleinerer Runde die in der Woche erlangten Erkenntnisse diskutiert werden.

Fazit: Die virtuelle Veranstaltung stand ihren analogen Vorgängern kaum nach. Den am deutlichsten spürbaren Nachteil stellten die eingeschränkten Diskussionsmöglichkeiten, vor allem am Abend der Hauptveranstaltung dar. Wo sonst bei Musik und Snacks noch verweilt, genetzwerkt und tiefgründig diskutiert wurde, fehlten in diesem Jahr die richtigen Möglichkeiten. Dies wurde aber durch die sehr gut vorbereiteten und interessanten Beiträge und durch die Aufteilung der Veranstaltung auf viele einzelne Programmpunkte in der gesamten Woche sehr gut ausgeglichen. Das Feedback war daher durchweg sehr positiv: Wir brauchen solche Formate, um eine Basis für den Austausch zwischen unterschiedlichen Ingenieurwissenschaften, Forschungsfeldern, Nationalitäten und vor allem auch unterschiedlichen Statusgruppen bzw. Personen auf unterschiedlichen Positionen ihrer Karriere zu ermöglichen. Sie zeigt auf, welche Werkzeuge, Förderangebote schon etabliert sind und gut angenommen werden, und wo es momentan noch an Lösungen fehlt. Die sogenannte „Leaky Pipeline“ war Kernpunkt vieler Vorträge und Diskussionen der Veranstaltung. Letztendlich, bietet die Ladies Night einen geeigneten Raum für den Anstoß von Ideen, für Diskussion und Vernetzung. Vor allem Vernetzung ist das, was in digitalen Zeiten trotz der digitalen Möglichkeiten und Internet dennoch enorm schwierig ist, da Gelegenheiten, wie z.B. Präsenzveranstaltungen, Gesprächsrunden oder Konferenzen fehlen. Die nächste Veranstaltung ist daher bereits in Planung und wird am 21.04.2022 stattfinden.

Foto: Preisträgerin Emmely Leinert vor ihrem Posterbeitrag über die an der FMB angefertigte Bachelor-Arbeit.

Ein Wissenschaftlerteam vom Institut für Apparate- und Umwelttechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg erforscht in Großversuchen die sichere Nachnutzung von ausgesonderten Batterien aus Elektroautos. Die sollen künftig in einem zweiten Lebenszyklus als stationäre Energiespeicher in industriellen Wind- und Solarparks oder Gebäuden mit einer Photovoltaik-Anlage installiert werden können. Charakteristisch für diese Speichersysteme sind einerseits der hohe Energieinhalt und andererseits die Gefahr, dass in den elektrochemischen Batteriezellen unkontrollierte Reaktionen stattfinden, die nicht erkannt werden, und aus denen sich dann Brände mit hohen Temperaturen entwickeln oder giftige und explosive Stoffe freigesetzt werden können.

„Diese Lithium-Ionen-Speicher sind aus Sicht der Nachhaltigkeit in ihrer zweiten Nutzung als stationärer Speicher für die Energiewende äußerst relevant“, erläutert Prof. Dr. Ulrich Krause, Inhaber des Lehrstuhls Anlagentechnik und Anlagensicherheit und Leiter des Projekts. „Uns fehlt jedoch an vielen Stellen noch das Verständnis kritischer Zustände dieser Akkusysteme. Brände oder Explosionen mit Lithium-Ionen-Batterien sind für Feuerwehren also alles andere als alltäglich. So wissen wir, beispielsweise, wenig darüber, wie sich diese Lithium-Ionen-Technologien in Brand- oder Explosionsfällen verhalten und beherrschbar wären.“

Weitere Informationen finden Sie auf der OVGU-Homepage

Die School of Chemical & Biomolecular Engineering des Georgia Institute of Technology in Atlanta richtete im Jahr 1984 die “Ashton Hall Cary and Freeman H. Cary Lectureship Series” ein. Die jährlich stattfindenden Vorlesungen erinnern an Ashton Hall Cary, der im Jahr 1943 ein Studium des “Chemical Engineering” an dieser renommierten amerikanischen Universität abschloss und später sehr erfolgreich in der Textilindustrie wirkte. Bis zu seinem Tod im Jahr 1983 war er weiterhin ein prominenter Lokalpolitiker, der sich in zahlreichen karikativen Organisationen engagierte (https://chbe.gatech.edu/ashton-hall-cary-and-freeman-h-cary-lectureship).

Die Cary Lecture erfolgt auf Einladung eines Auswahl-Komitees und wird von international renommierten Experten gehalten. Erster Sprecher war 1985 Ilya Prigogine (Nobel-Preis für Chemie, 1977). In der Reihe der weiteren Sprecher findet man zahlreihe führende amerikanische Verfahrenstechniker wir zum Beispiel Octave Levenspiel (1988), John M. Prausnitz (1999) und Gregory Stephanopoulous (2004).

Am 31. März 2021 hielt Andreas Seidel-Morgenstern (Leiter des Lehrstuhls für Chemische Verfahrenstechnik an der Otto-von-Guericke-University in Magdeburg und Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme) die “Cary Lecture 2021”. Die Vorlesung stand unter dem Titel "Chromatography and crystallization: Competitors and partners to provide pure enantiomers and plant ingredients" 

(https://www.chbe.gatech.edu/event/virtual-seminar-series-330-pm-edt-wednesday-march-31-andreas-seidel-morgenstern).

In der Vorlesung stellte der Sprecher die in den letzten Jahren von seiner Arbeitsgruppe in Magdeburg erzielten Ergebnisse zum Einsatz chromatographischer und kristallisationsbasierter Trennverfahren zur Lösung von zwei schwierigen Trennaufgaben vor. Zunächst ging er auf die Trennung von zwei spiegelbildlich zueinander aufgebauten Enantiomeren ein. Im Anschluss stellte er die Isolation einer Zielkomponente aus einer komplex zusammengesetzten Mischung (sogenannte „Center cut separations“) am Beispiel der Gewinnung von gegen Malaria wirksamen Artemisinin aus speziellen Pflanzenextrakten dar. In beiden Fällen gelang es durch eine gezielte Kopplung der beiden Trennverfahren attraktive Prozesse zu entwickeln, die ein breiteres Anwendungspotential aufzeigen.

Die gegenwärtige Corona-Pandemie verhinderte leider die geplante Reise nach Atlanta sowie die auch zur Cary Lectureship gehörenden Diskussionen mit Wissenschaftlern und Studenten. Dennoch ergaben sich im Verlauf des virtuellen Besuchstages neben dem Online-Vortrag zahlreiche Möglichkeiten zu intensiven Diskussionen mit Fachkollegen.

Das Direktorium der International Adsorption Society (IAS) hat Prof. Dr.-Ing. Andreas Seidel-Morgenstern, Direktor und Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg, zum Fellow ernannt. Mit dieser Ehrung werden die maßgeblichen Leistungen wiedergespiegelt, die Andreas Seidel-Morgenstern zur Wissenschaftsgemeinschaft auf dem Gebiet der Adsorption beigetragen hat. Zudem wird seine langjährige führende Rolle in der IAS und seine Mitwirkung an den Konferenzen zu den Grundlagen der Adsorption (Fundamentals of Adsorption FOA) anerkannt.

Die effiziente und zuverlässige Trennung und Aufreinigung von Stoffgemischen sind in der chemischen und pharmazeutischen Industrie und in der Biotechnologie von großem Interesse. Dabei hängt die geeignetste Technik stark von den konkreten Trennaufgaben und den zu prozessierenden Mengen ab. Das Thema adsorptive Trennprozesse zählt
zu den Forschungsschwerpunkten von Prof. Andreas Seidel-Morgenstern. Bei den Verfahren basiert die Trennwirkung auf der selektiven Bindung von flüssigen oder gasförmigen Gemischbestandteilen an festen Oberflächen. Er untersucht mit seiner Forschungsgruppe in unterschiedlichen Projekten systematisch verschiedene alternative Möglichkeiten der Stofftrennung sowie gezielte Prozesskombinationen, insbesondere zur Trennung von Paaren von spiegelbildlichen Molekülen (Enantiomeren) und zur Aufreinigung von Naturstoffen.
Der Weg in die internationale Wissenschaftsgemeinschaft begann für Andreas Seidel-Morgenstern zunächst steinig. Nach seiner Promotion zur adsorptiven Wasserreinigung in der Akademie der Wissenschaften der DDR im Jahr 1987 wurde es ihm aus politischen Gründen untersagt, im Mai 1989 auf eine persönliche Einladung der IAS an der Konferenz „Fundamentals of Adsorption“ (FOA) in Sonthofen (Bayern, damalige BRD) teilzunehmen. Nach der deutschen Wiedervereinigung konnte Andreas Seidel-Morgenstern regelmäßig an der FOA teilnehmen, die alle drei Jahre auf jeweils wechselnden Kontinenten stattfindet. Ihm gelang es, die europäische FOA für das Jahr 2016 nach Deutschland zu holen. Die von ihm organisierte 12. Tagung wurde im Mai / Juni 2016 in Friedrichshafen / Bodensee mit ca. 320 Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus 32 Ländern sehr erfolgreich durchgeführt. Im Rahmen der 13. FOA 2019 in Cairns (Australien) wurde Andreas Seidel-Morgenstern zum Präsidenten der IAS berufen. Gegenwärtig organisiert er den Auswahlprozess der 15. FOA Tagung 2025 in Europa.

Über die International Adsorption Society
The International Adsorption Society erkennt mit dem Status des IAS Fellow Mitglieder an, die mindestens seit zehn Jahren Mitglieder sind, die maßgebliche Leistungen im Fachgebiet errungen und zu dessen Weiterentwicklung beigetragen haben, und die sich in ihrem Einsatz um die IAS verdient gemacht haben.
Die IAS vereint Mitglieder aus Industrie, Akademie und Behörden und hat zum Ziel, das Fachgebiet der Adsorption weiterzuentwickeln – beginnend bei den molekularen Grundlagen der Thermodynamik von Adsorptionsprozessen bis hin zum Design und zur Optimierung von industriell relevanten Trennprozessen. Die IAS organisiert alle drei Jahre die internationale Konferenz „Fundamentals of Adsorption“.

Magdeburg, 12. April 2021

Die diesjährige LadiesNight steht unter dem Motto „Die Zukunft mitgestalten“ und findet vom 19. – 23. April 2021 per Zoom statt.

Die Veranstaltung richtet sich an Studierende, die eine Karriere im Engineering-Bereich anstreben.

Als Referentinnen konnten gewonnen werden:

Frau Prof. Dr. Andrea Wolffram,

Frau Dr. rer. nat. Katja Bettenbrock

Frau Prof. Dr. Andrea Beck

Frau Dr. Sylvia Saalfeld und

Frau Dr.-Ing. Julia K. Schmidt.

Um Anmeldung für die einzelnen Programmpunkte unter ladiesnight@ovgu.de wird gebeten!

Weitere Informationen unter: www.fvst.ovgu.de/ladies+night.html.

9. Magdeburger Konstruktionswettbewerb für Studierende, Azubis, Schülerinnen & Schüler.
Das Feuer ist der Ausgangspunkt unserer Zivilisation, es hat die Entwicklung des Menschen entscheidend geprägt.

Weiter Informationen finden Sie hier.

Flyer

Kind und Karriere: Frauen in der Wissenschaft stärken

Laura König-Mattern, Doktorandin in der Forschungsgruppe Prozesstechnik am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg, wurde als Stipendiatin der Christiane Nüsslein-Volhard-Stiftung angenommen. Für ein Jahr erhält sie eine Förderung von 400 Euro im Monat.

Sie studierte Biosystemtechnik sowie Systemtechnik und technische Kybernetik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und forscht seit September 2019 als Doktorandin am Max-Planck-Institut Magdeburg. Hier arbeitet sie an Bioraffinerie-Konzepten für Mikroalgen.

Die gesamte Pressemitteilung des MPI unter: https://www.mpi-magdeburg.mpg.de/stipendium-christiane-nuesslein-volhard-stiftung

Quelle: MPI Magdeburg

Der Luft- und Raumfahrttechniker Dr. Fabian Sewerin wurde in das Emmy-Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) aufgenommen. Das ermöglicht dem exzellenten Wissenschaftler, in den kommenden sechs Jahren am Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg eine Nachwuchsgruppe zu etablieren. Der Forschungsgruppe geht es darum, die physikalischen Vorgänge und Wechselwirkungen bei der industriellen Verbrennung von Metallpulvern zur Energiegewinnung und der Vervielfachung von Stammzellen besser verstehen und vorherzusagen zu können. Mit dem Emmy-Noether-Programm unterstützt die DFG herausragende junge Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler, sich durch die eigenverantwortliche Leitung einer Arbeitsgruppe für eine wissenschaftliche Leitungsaufgabe, insbesondere als Hochschullehrer, zu qualifizieren.

Alternativen zu fossilen Energien

„Gegenwärtig stehen wir vor enormen gesellschaftlichen Herausforderungen. Dazu gehören der Klimawandel und die immer knapper werdenden fossilen Rohstoffressourcen ebenso wie die angemessene medizinische Versorgung einer stetig wachsenden und alternden Bevölkerung“, erläutert Dr. Fabian Sewerin den Hintergrund seiner Forschung. „Eine Lösung für eine nachhaltige Energiewirtschaft könnte beispielsweise der industrielle Einsatz von metallischen Treibstoffen in der Form von Metallpartikeln zur Wärmeenergiegewinnung oder für den Antrieb von Transportmitteln sein.“

Dr. Fabian Sewerin baut an der Universität Magdeburg eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe auf. (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)

Diese Metallpulver funktionieren als eine Art Hochtemperaturbatterie und können dazu verwendet werden, Energie, die aus regenerativen Quellen gewonnenen wird, sicher und transportabel zu speichern. Während der Verbrennung der metallischen Pulver wird die gespeicherte Energie wieder freigesetzt und die Metallpartikel werden in feste Oxidpartikel umgewandelt, ohne dass Kohlenstoffdioxid entsteht. Im Rahmen eines Recyclingschritts können die gebildeten Oxidpartikel möglicherweise separiert, gesammelt und mit Hilfe regenerativer Energie in reine Metalle umgewandelt werden, um ein weiteres Mal verbrannt zu werden. Über die Voraussetzungen und die Umsetzbarkeit der Oxidrückgewinnung ist jedoch zurzeit nur sehr wenig bekannt. 

Stammzellen kultivieren

Der zweite Forschungsansatz, mit dem sich Dr. Fabian Sewerin und seine Nachwuchsgruppe, zu der auch drei Doktoranden gehören werden, beschäftigt, ist die Herstellung großer Populationen von Stammzellen, die beispielsweise für die Rekonstruktion von Knochen-, Knorpel- oder Muskelgewebe eingesetzt werden können, aber auch die Regeneration anderer Gewebearten unterstützen. „Bei diesen Therapien kommen sogenannte mesenchymale Stammzellen als ‚körpereigene Apothekerzellen‘ zum Einsatz. Sie werden in sehr geringen Mengen aus dem Knochenmark gewonnen“, erläutert der junge Wissenschaftler. „Für stammzellbasierte Therapien benötigen wir jedoch eine sehr große Zellanzahl, deshalb gilt es, die gewonnenen Zellen zu kultivieren, also kontrolliert zu vervielfältigen. In welchen Apparaten mit welchen Betriebsstrategien welche Zellvervielfachungsrate zu erwarten ist, das möchten wir mit unseren Modellberechnungen vorhersagen können.“ 

So unterschiedlich die Problemstellungen so flexibel einsetzbar sollen die Werkzeuge für die rechnergestützten Modellierungskonzepte und Lösungsverfahren sein, die Dr. Fabian Sewerin und seine Nachwuchsgruppe entwickeln möchten, um die Industrialisierung zellbasierter Therapien zu unterstützen und das Konzept metallischer Treibstoffe bewerten und umsetzen zu können.

Vita Dr. Sewerin 

Fabian Sewerin studierte an der TU München Luft- und Raumfahrttechnik und erwarb 2013 sein Diplom. Mit einem Fulbright-Stipendium hatte er die Möglichkeit, an der University of California, Berkeley, USA, ein Master-Programm über Festkörpermechanik abzuschließen. Am Imperial College in London promovierte Fabian Sewerin 2017 auf dem Gebiet der turbulenten Verbrennung. Bevor er nach Magdeburg wechselte, forschte er an der Technischen Universität Braunschweig über turbulente Strömungen sowie die Mechanik von biologischen Geweben.

Bilder zum Download: 

Bild 1 // Quelle: Jana Dünnhaupt/ Universität Magdeburg // Bildunterschrift: Dr. Fabian Sewerin baut an der Universität Magdeburg eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe auf.

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Bewerben können Sie sich als MINT-Studentin oder -Absolventin ab dem 4. Semester eines Bachelorstudiums und ab dem 1. Semester eines Masterstudiums.

MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik.

Die Teilnahme ist für Sie kostenfrei.

Bewerbungsschluss ist der 10. März 2021

Bitte leiten Sie diese Mail gerne an andere MINT-Studentinnen und -Absolventinnen weiter.

Die Online-Bewerbung finden Sie hier.

Alle Infos zur meet.ME finden Sie auch auf unserer Website.

Erste Einblicke zur meet.ME bekommen Sie hier.

Den Ablaufplan lassen wir Ihnen in Kürze zukommen.

Bei Fragen wenden Sie sich gerne an:

Sarah Robrecht: robrecht@komn-mach-mint.de

oder

Pia Lüdeking: luedeking@komm-nach-mint.de

An der mit ingenieurwissenschaftlichen Schwerpunkten im Jahr 1993 gegründeten Otto‐von‐Guericke‐Universität Magdeburg (OVGU) wurde in den 90er Jahren neben dem Maschinenbau und der Elektrontechnik auch die Verfahrenstechnik ausgebaut. Bis 1995 wurden die drei Lehrstühle für Mechanische Verfahrenstechnik (MVT, Prof. Jürgen Tomas), Thermische Verfahrenstechnik (TVT, Prof. Evangelos Tsotsas) und Chemische Verfahrenstechnik (CVT, Prof. Andreas Seidel‐Morgenstern) neu besetzt. Im Jahr 1998 erfolgte die Ansiedlung des Max‐Planck‐Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme (MPI) unter der Leitung des Gründungsdirektors Prof. Ernst Dieter Gilles in unmittelbarer Nachbarschaft der Universität. Mit dem Ziel der Entwicklung einer starken Kooperation zwischen diesem Institut und der Universität wurde im gleichen Jahr die Fakultät für Verfahrens‐ und Systemtechnik mit den vier Instituten für Verfahrenstechnik, Apparate‐ und Umwelttechnik, Strömungstechnik und Thermodynamik sowie Chemie etabliert. Gründungsdekan war Prof. Evangelos Tsotsas. Entsprechend der Entwicklungsplanung der Fakultät wurden im Jahr 1999 zwei neue Lehrstühle besetzt. Prof. Udo Reichl und Prof. Kai Sundmacher übernahmen die Leitung der Lehrstühle für Bioprozesstechnik (BPT) und Systemverfahrenstechnik (SVT). Beide Kollegen wurden gleichzeitig Leiter von jeweils einer Abteilung am MPI. Nach dem unerwarteten und zu frühen Tod von Prof. Jürgen Tomas leitet seit dem Jahr 2017 Prof. Berend van Wachem den Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik. Dekan der Fakultät für Verfahrens‐ und Systemtechnik ist gegenwärtig Prof. Dominique Thévenin.

Im Folgenden stellen die fünf Lehrstühle des Instituts für Verfahrenstechnik (IVT) der OVGU ausgewählte Forschungsprojekte vor. Die Darstellung von Forschungsaktivitäten anderer Institute und Lehrstühle der Fakultät für Verfahrens‐ und Systemtechnik ist einem späteren Beitrag vorbehalten.

Weiter Informationen finden Sie hier.

An der mit ingenieurwissenschaftlichen Schwerpunkten im Jahr 1993 gegründeten Otto‐von‐Guericke‐Universität Magdeburg (OVGU) wurde in den 90er Jahren neben dem Maschinenbau und der Elektrontechnik auch die Verfahrenstechnik ausgebaut. Bis 1995 wurden die drei Lehrstühle für Mechanische Verfahrenstechnik (MVT, Prof. Jürgen Tomas), Thermische Verfahrenstechnik (TVT, Prof. Evangelos Tsotsas) und Chemische Verfahrenstechnik (CVT, Prof. Andreas Seidel‐Morgenstern) neu besetzt. Im Jahr 1998 erfolgte die Ansiedlung des Max‐Planck‐Instituts für Dynamik komplexer technischer Systeme (MPI) unter der Leitung des Gründungsdirektors Prof. Ernst Dieter Gilles in unmittelbarer Nachbarschaft der Universität. Mit dem Ziel der Entwicklung einer starken Kooperation zwischen diesem Institut und der Universität wurde im gleichen Jahr die Fakultät für Verfahrens‐ und Systemtechnik mit den vier Instituten für Verfahrenstechnik, Apparate‐ und Umwelttechnik, Strömungstechnik und Thermodynamik sowie Chemie etabliert. Gründungsdekan war Prof. Evangelos Tsotsas. Entsprechend der Entwicklungsplanung der Fakultät wurden im Jahr 1999 zwei neue Lehrstühle besetzt. Prof. Udo Reichl und Prof. Kai Sundmacher übernahmen die Leitung der Lehrstühle für Bioprozesstechnik (BPT) und Systemverfahrenstechnik (SVT). Beide Kollegen wurden gleichzeitig Leiter von jeweils einer Abteilung am MPI. Nach dem unerwarteten und zu frühen Tod von Prof. Jürgen Tomas leitet seit dem Jahr 2017 Prof. Berend van Wachem den Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik. Dekan der Fakultät für Verfahrens‐ und Systemtechnik ist gegenwärtig Prof. Dominique Thévenin.

Im Folgenden stellen die fünf Lehrstühle des Instituts für Verfahrenstechnik (IVT) der OVGU ausgewählte Forschungsprojekte vor. Die Darstellung von Forschungsaktivitäten anderer Institute und Lehrstühle der Fakultät für Verfahrens‐ und Systemtechnik ist einem späteren Beitrag vorbehalten.

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Dr. Stefan Hoerner erforscht, wie Wasserkraft besser und nachhaltiger eingesetzt werden kann und untersucht in seiner Doktorarbeit Wasserturbinen, um aus Gezeitenströmungen Energie zu gewinnen. Für seine Dissertation erhält der Wissenschaftler den „Prix Européen“ der Deutsch-Französischen Hochschule.

Dr. Stefan Hörner (Foto: Jana Dünnhaupt / Uni Magdeburg)

Die großen Player Solar- und Windkraft teilen einen Nachteil bei der Energiegewinnung: Sie sind nicht immer verfügbar und schlecht kontrollierbar. Überschüssige Energie kann zudem schlecht gespeichert werden und Batteriespeichersysteme sind oft nicht nachhaltig. Dr. Stefan Hoerner vom Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungstechnik an der Uni Magdeburg erforscht in seiner Doktorarbeit, wie Wasserkraft zur Lösung dieses Problems beitragen kann. Für seine Forschung erhält er im Januar den Dissertationspreis der Deutsch-Französischen Hochschule mit Hauptsitz in Saarbrücken.

Rotoren der Strömung angepasst

„Wasserkraft ist zwar kontinuierlich verfügbar und schnell regelbar, deshalb ist Wasserkraft eine sehr gute Ergänzung von Wind und Solarkraft“, erklärt der Dissertationspreisträger Dr. Stefan Hoerner, „aber leider sind konventionelle Wasserkraftanlagen keine wirklich nachhaltige Technologie. Um das zu ändern, habe ich mich in meiner Dissertation auf neuartige Turbinentypen konzentriert.“

Die verbesserten Turbinen ermöglichen es, Wasserkraftanlagen umweltschonender einzusetzen: Küsten und Flüsse sind oft schon durch menschliche Eingriffe vorbelastet, weshalb eine hohe Effizienz bei der Flächennutzung besonders wichtig sei, um möglichst wenig Platz wegzunehmen, so Dr. Stefan Hoerner. Dafür arbeitete der Wissenschaftler an Schaufeln für die Turbinen – von Fischen inspiriert: In herkömmlicher Form muss sich die Turbine schnell drehen. „Aber das Schädigungsrisiko von Fischen und Meeressäugern durch die Rotoren sinkt, wenn sie sich langsamer drehen“, erklärt der Wissenschaftler und Dissertationspreisträger, „deshalb habe ich verschiedene Rotorgeometrien und Betriebszustände in einem Ersatzmodell experimentell im Wasserkanal und in Simulationen untersucht. Die neuen Turbinen haben flexible Schaufeln und passen sich der Strömung an.“ Dadurch drehen sie sich langsamer und die Belastungen für die Turbinen sind geringer, obwohl sich die Leistung verbessert. Material kann eingespart und die Lebensdauer erhöht werden.

Nicht nur technisch, auch politisch relevant

Dr. Stefan Hoerner spezialisierte sich bereits im Master an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg auf Erneuerbare Energien und Strömungssysteme. „Ich beschäftige mich schon sehr lange mit diesen Turbinen“, erzählt Dr. Stefan Hoerner, „denn sie haben nicht nur eine technische, sondern auch gesellschaftliche Relevanz: In meiner Forschung versuche ich, die Dinge sowohl von als Ingenieur als auch von ihrer politischen Seite aus zu betrachten.“

Mit einem Stipendium Rosa-Luxemburg-Stiftung konnte sich der Strömungstechniker sein Thema für die Doktorarbeit selbstständig aussuchen und schlug es erfolgreich seinen Betreuern Prof. Dominique Thévenin, dem Leiter des Lehrstuhls für Strömungsmechanik und Strömungstechnik, und Prof. Thierry Maître am LEGI Labor in Frankreich vor. Während seiner deutsch-französischen Promotion fand für Dr. Stefan Hoerner auch ein Forschungsaufenthalt von 2015 bis 2017 an der Universität im französischen Grenoble statt.

Dr. Stefan Hoerner erhält den Dissertationspreis „Pirix Europeén“ und setzte sich mit einer der besten von der DFH geförderten Doktorarbeiten durch. Der Preis ist mit 2.000 Euro dotiert und wird jährlich von der Deutsch-Französischen Hochschule vergeben.

Ziel: Wasserkraft nachhaltig nutzen

Derzeit leitet er als Forschungsgruppenleiter des Lehrstuhls ein Projekt, das Alternativmethoden entwickelt, um Tierversuche zum Schädigungsrisiko bei Turbinenpassagen zu reduzieren. „Die nachhaltige Nutzung der Ressource Wasserkraft wird mich auf verschiedenen Ebenen weiter beschäftigen“, sagt Dr. Stefan Hoerner. Er forscht auch zukünftig weiter, um die Turbinen zu verbessern: „Wir werden in den nächsten 3 Jahren mit zwei Promovierenden aus der Strömungsmechanik und der Elektrotechnik neue Möglichkeiten zur Verbesserung von Lebensdauer und Effizienz dieser Turbinen untersuchen und in dem Projekt mit meinen Forschungspartnerinnen und -partnern aus Grenoble zusammenarbeiten.“

Von Turbulenzen im Flugverkehr und verstopften Blutgefäßen

Die Luft- und Raumfahrttechnikerin Dr. Andrea Beck ist die neue Dorothea-Erxleben-Gastprofessorin an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Mit der Gastprofessur fördert die Universität seit über 20 Jahren exzellente Wissenschaftlerinnen und unterstützt gezielt deren fachliche und persönliche Profilierung. Gastprofessorin Beck wird für zwei Jahre am Institut für Strömungstechnik und Thermodynamik forschen und lehren. Im Fokus ihrer wissenschaftlichen Arbeit steht die Entwicklung von Methoden und Werkzeugen, um Strömungen und Strömungsverhalten zu simulieren.

Die 1979 in Trier geborene Expertin auf dem Gebiet der Strömungslehre und Thermodynamik studierte an der Universität Stuttgart Luft- und Raumfahrttechnik. Am Georgia Institute of Technology, USA, erwarb sie den Master of Science in „Aerospace Engineering“. Zur Promotion kehrte sie nach Stuttgart zurück und arbeitete als Nachwuchsarbeitsgruppenleiterin. Zu den Ingenieurwissenschaften brachte sie ein Kindheitserlebnis: Im Fernsehen sah sie 1986 den Absturz der Raumfähre Challenger. „Das hat mich tief berührt und war der Punkt, an dem ich begann, mich für Naturwissenschaften und Technik zu interessieren. Ich wollte wissen, was da genau geschehen war, wie das passieren konnte“, beschreibt Andrea Beck ihre Motivation, sich mit Luft- und Raumfahrt zu befassen und für ihren eigentlichen Berufswunsch Astronautin.

Mathematische Antworten auf Fragen der Strömungsmechanik

Doch die Theorie lag ihr mehr und so erforschte sie auf dem Gebiet der Strömungsmechanik alles, was strömt und umströmt wird: Warum fliegen Flugzeuge? Wie fließt das Blut in den Adern und was passiert, wenn diese verstopfen? Wie verhält sich Luft in einem Verbrennungsmotor? Wie strömt die Luft um einen Radsportler und wie sollte er optimal auf dem Fahrrad sitzen? In Magdeburg wird die Wissenschaftlerin daran anknüpfend, Modellketten von Strömungsvorgängen erarbeiten. Dazu wird sie mithilfe der physikalischen Hintergründe des jeweiligen Strömungsverhaltens mathematische Algorithmen konstruieren, um, übertragen auf Computer, rechnergestützt das Strömungsverhalten zu simulieren und die Modelle zu analysieren. Ziel ist es, Modelle zu entwickeln, die auf möglichst viele Anwendungsbereiche übertragen werden können. 

„Die Erxleben-Gastprofessur ist für mich ein absoluter Glücksfall“, freut sich Professorin Beck. „Sie ermöglicht mir eigenverantwortlich zu lehren und unabhängig zu forschen. Hier habe ich die Gelegenheit, mit renommierten Wissenschaftlern zusammen die von mir entwickelten Methoden und Instrumente an konkreten Anwendungen zu testen. Es ist spannend aus einer neuen Perspektive auf die eigene Arbeit zu schauen.“ Die Gastprofessorin möchte die Zeit in Magdeburg vor allem auch dazu nutzen, sich zu vernetzen und Kontakte zu knüpfen. In der Lehre ist geplant, Veranstaltungen im Bereich der Strömungsmechanik sowie der dort vorherrschenden Simulationsmethoden anzubieten. 

Hintergrund Dorothea-Erxleben-Gastprofessur

Mit der Dorothea-Erxleben-Gastprofessur fördert die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg seit 1997/98 exzellente Wissenschaftlerinnen und unterstützt intensiv deren weitere fachliche und persönliche Profilierung. Der Lehr- und Forschungsauftrag wird für die Dauer von zwei Jahren für ein an der Universität vertretenes Fach vergeben, insbesondere auf Gebieten, in denen Frauen unterrepräsentiert sind. Die Professur wird auf Vorschlag der Fakultäten der Universität Magdeburg besetzt. Sie ist nach Dorothea Christiane Erxleben (1715-1762) benannt, die als erste deutsche Frau 1754 den medizinischen Doktortitel erwarb – und das obwohl sie nicht zum Studium zugelassen war. Sie schrieb eine Anfrage an König Friedrich II., der veranlasste, dass sie eine Promotionsschrift einreichen durfte.

Nachhaltig und preisgünstig: Forscher erhalten Wissenschaftspreis für Herstellung bezahlbarer Medikamente

Mit Pflanzenabfall, Luft und Licht zum Wirkstoff gegen Malaria: Für die Entwicklung eines besonders effizienten chemischen Verfahrens zur Herstellung von Artemisinin verleiht die American Chemical Society (ACS) Andreas Seidel-Morgenstern und zwei Kollegen den „ACS Preis für bezahlbare grüne Chemie“.

Seit 2007 wird jährlich der „ACS Award for Affordable Green Chemistry“ zur Anerkennung herausragender wissenschaftlicher Entdeckungen verliehen, die den Grundstein für kostengünstigere und umweltfreundliche chemische Herstellungsprozesse legen.

Zu den Erfindern der Methode gehören der Chemiker und Biochemiker Prof. Dr. Peter H. Seeberger, Direktor der Abteilung Biomolekulare Systeme am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam, der Chemiker Prof. Dr. Kerry Gilmore von der University of Connecticut, der bis vor kurzem noch als Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung forschte sowie der Verfahrenstechniker Prof. Dr.-Ing. Andreas Seidel-Morgenstern, Direktor am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme und Lehrstuhlinhaber für Chemische Verfahrenstechnik an der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik der OVGU in Magdeburg.

Alle benötigten Komponenten zur Wirkstoffherstellung stammen aus der Natur: Als Ausgangsstoff dienen gehäckselte Pflanzenreste des Einjährigen Beifuß und als Katalysator pflanzeneigenes Chlorophyll. Kombiniert mit Sauerstoff und Licht entsteht auf diese Weise im Labor der Wirkstoff Artemisinin in weniger als 15 Minuten. In der Natur braucht die Beifußpflanze dafür drei Wochen. „Das entwickelte chemische Verfahren ist umweltfreundlich und so effizient, dass viel konzentrierter als in der Natur, die hier nachgeahmt wird, gearbeitet werden kann. Auf diese Weise können erschwingliche Malariamedikamente hergestellt werden und gleichzeitig eröffnet das Verfahren neue Möglichkeiten, auch andere Arzneistoffe nachhaltig und trotzdem preiswerter als bisher herstellen zu können“.

Quelle: MPI Potsdam
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20 Jahre Kompetenznetz Verfahrenstechnik Pro3 e.V.

Das Kompetenznetz Verfahrenstechnik Pro3 steht für die Vernetzung von Industriepartnern mit Forschung und Lehre in der Verfahrenstechnik, dem Bioingenieurwesen und dem Chemieingenieurwesen. Ziel ist die Stärkung der Verfahrenstechnik in Deutschland.

Im Jahr 2020 blickte Pro 3 auf sein 20jähriges erfolgreiches Bestehen zurück.

Gründungsmitglieder im Jahr 2000 waren das MPI für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg, die Universitäten Karlsruhe und Stuttgart und seitens der Industrie die BASF AG, Degussa AG - heute Evonik AG, Siemens AG und Lurgi AG.

Mittlerweile sind 10 Universitäten, u.a. die Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg, fünf Forschungsinstitute und 10 Unternehmen, von KMUs bis zu großen Konzernen Mitglied des Netzwerkes. Die Besonderheit liegt in der Spannweite der Institutionen, die ihre Expertise in das Kompetenznetz einbringen.

Grundlagenforschung, Anwendung und industrielle Produktion in der Verfahrenstechnik besser zusammenzuführen und die Aktivitäten der Mitglieder zu vernetzen, ist das erklärte Ziel des Vereins. So wurden in verschiedenen Arbeitskreisen innovative Themen identifiziert, vorangetrieben und gemeinsame Projekte erfolgreich durchgeführt. Als gelungene Beispiele seien die Initiativen zur Entwicklung eines Feststoffsimulators und Projekte zur Nutzung ionischer Flüssigkeiten und von Brennstoffzellensystemen sowie zur Rohstoff- und Energieeffizienz in der verfahrenstechnischen Produktion erwähnt.

(Quelle: Kompetenznetzwerk Verfahrenstechnik Pro 3. e.V.)

Stefan Hoerner ist Forschungsgruppenleiter am Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungstechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Mit einem Hintergrund in Maschinenbau und Elektrotechnik promovierte er 2020 in Energie- und Verfahrenstechnik unter gemeinsamer deutsch-französischer Betreuung. In seiner interdisziplinären Arbeit beschäftigt er sich mit neuen Methoden für eine nachhaltige Nutzung der Wasserkraft.

Seine Promotion erfolgte in einem Cotutelle-Verfahren der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und der Universität Grenoble-Alpes und wurde von Prof. Dr.-Ing. Dominique Thévenin und Prof. Thierry Maître betreut. Das Vorhaben wurde durch ein Stipendium der Rosa-Luxemburg Stiftung Berlin und durch die Deutsch-Französische Universität Saarbrücken unterstützt.

Die Verleihung des Preises findet am 28. Januar 2021 in einer Online Veranstaltung statt.

Kurzbeschreibung der Dissertation und ihrer gesellschaftlichen Relevanz:

Eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung rückt Meeresenergie in den Blickpunkt der Forschung, denn die überfällige Abschaltung thermischer Kraftwerke führt zu erheblichen Herausforderungen. Der volatile Charakter erneuerbarer Energiequellen, wie Sonne und Wind, erfordert große Speicher und Regelenergie, um Erzeugung und Verbrauch zueinander anzupassen.

Wasserkraft kann hier unterstützen, da sie kontinuierlich verfügbar und schnell regelbar ist. Leider sind konventionelle Wasserkraftanlagen keine wirklich nachhaltige Technologie. In meiner Dissertation habe ich deshalb hydrokinetische Turbinen untersucht, die ähnlich einer Windkraftanlage ohne Dämme arbeiten.

Der ökologische Eingriff dieser Anlagen ist gering. Der in der Dissertation untersuchte Anlagentyp zeigt eine im Vergleich hohe Flächennutzungseffizienz. Dies ist bei der Installation von Anlagenparks notwendig, da die Ökosysteme der Küsten und Flüsse, die potentiellen Standorte, bereits stark durch Bebauung und menschliche Nutzung beansprucht werden.

In der Dissertation habe ich den Einsatz von bio-inspirierten flexiblen Turbinenschaufeln untersucht, denn diese Turbinen leiden unter starken Vibrationen, die durch die komplizierte Strömung im Rotor entstehen. Dies kann zu Materialversagen führen und steht einer industriellen Nutzung der Technologie entgegen. Je niedriger die Drehzahl desto stärker werden die Belastungen. Gleichzeitig sinkt aber das Schädigungsrisiko von Fischen und Meeressäugern durch die Rotoren. Durch die Entwicklung von neuen numerischen und experimentellen Verfahren war es möglich die Interaktionen der Strömung mit den Schaufeln detailliert zu untersuchen. Ich konnte zeigen, dass flexible Schaufeln sich, ähnlich einer Schwanzflosse, passiv der Strömung anpassen und sie dabei gleichzeitig kontrollieren.

In Konsequenz konnte die Strukturbelastung entscheidend gesenkt und die Effizienz der Turbine verbessert werden. Flexible Schaufeln können deshalb zu einer nachhaltigeren Nutzung der Wasserkraft und insbesondere von Gezeitenenergie bei hoher Flächeneffizienz beitragen.

Hydrokinetische Turbinen werden, neben anderen Aspekten einer ökologisch verträglichen Wasserkraft, wie zum Beispiel der Ethohydraulik, also der Interaktion von Fischen mit Strömungen, weiterhin ein Fokus meiner Forschung bleiben.  Ein Vorhaben zur weiteren Untersuchung der beschriebenen Turbinen startete in diesem Monat mit einer Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Wir werden in den nächsten 3 Jahren mit zwei Doktorand:innen aus der Strömungsmechanik und der Elektrotechnik neue Möglichkeiten zur Verbesserung von Lebensdauer und Effizienz dieser Turbinen untersuchen und in dem Projekt mit meinen Forschungspartnern aus Grenoble zusammenarbeiten.

Quelle:

Stefan Hoerner, Characterization of the fluid-structure interaction on a vertical axis turbine with deformable blades, (2020), Thesis, doi: 10.25673/33025, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik & Université Grenoble-Alpes, Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels

Zum 01.01.2021 hat Prof. Dr. Ir. Berend van Wachem turnusgemäß die Leitung des Instituts für Verfahrenstechnik übernommen. Er löst damit Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Seidel-Morgenstern ab, der in den vergangenen Jahren das Institut geleitet hat.