Tätigkeitsbereiche

LSTME e.V. und die Zweigstelle LSTME Busan Branch befinden sich ebenso wie das Deutsche Ingenieurwissenschaftliche Zentrum in der Phase der Etablierung. Die hier aufgezählten Tätigkeiten liefern lediglich eine Orientierung für künftige Arbeiten. Diese Orientierung spielt eine besonders wichtige Rolle bezüglich der bereits laufenden Tätigkeit am Deutschen Ingenieurwissenschaftlichen Zentrum LSTME Busan.

1. Tätigkeiten im Bereich Forschungsmanagement und -administration

In diesem Tätigkeitsbereichen fördert LSTME e.V. den LSTM Erlangen gegenwärtig in Deutschland durch Mitwirkung

• an der Etablierung der Zweigstelle LSTME e.V. Busan Branch und des Deutschen Ingenieurwissenschaftlichen Forschungszentrums LSTME Busan, insbesondere durch Durchführung von Verhandlungen und Abstimmungsprozessen mit den koreanischen Förderern.
• an der Personalauschreibung und -auswahl für den LSTME Busan.
• an der Akquisition und Verwaltung von Mitteln zum DFG/AiF Forschungsclusters „Physikalisches Management von störenden Schäumen in Anlagen der Lebentsmitteltechnologie und Technischen Chemie“
• an der Gewinnung von neuen Partnern aus Universitäten und der privaten Wirtschaft.
• an der Ausgestaltung von europäisch finanzierten Projekten gemäß der -CORNET-Ausschreibung auf dem Gebiet der Energetischen Optimierung der Belüftungstechnik bei biotechnologischen Prozessen.
• an der Ausarbeiten eines Vorhabens im Rahmen des internationalen ZIM-Programms zum Aufschluss von tierischen und pflanzlichen Zellen mittels Hochspannungsimpulsen.

2. Tätigkeiten in Wissenschaft und Forschung

Die Tätigkeiten in Wissenschaft und Forschung spielen sich bisher im Deutschen Ingenieurwissenschaftlichen Zentrum LSTME Busan ab. Daher fokussieren sich die nachfolgenden Erörterungen auf dessen Forschungskonzept sowie die ersten Vorhaben dieses Zentrums, welche sich in unterschiedlichen Phasen befinden, nämlich zumeist noch in der Vorbereitungs- und Beantragungsphase, bis hin zur Beendigung.

Abriss zum FOrschungskonzept des Deutschen Ingenieurwissenschaftlichen Zentrums LSTME Busan

Drängende Fragen der Gegenwart, wie sie sich u.a. in den Milleniums-Entwicklungszielen der UNO wiedergespiegeln, verlangen nach innovativen Lösungen, die ihrerseits nach multidisziplinären, synergetischen Kombinationen von fortgeschrittenen ingenieurwissenschaftlichen Ansätzen unter Einbindung unterschiedlicher Disziplinen voraussetzen. Insbesondere die Abdeckung der Bedürfnisse des menschlichen Individuums unter den ihm von der ihm umgebenden Gesellschaft unterschiedlicher geo- und entwicklungspolitischen Status auferlegten Randbedingungen wirft grundlegende Fragen auf. Wie das nachfolgende Prinzipbild illustriert, geht es beim Forschungszentrum LSTME Busan um Fragen nach

• Nahrung/Ernährung, welche von der reinen Abdeckung des nutritiven Mindestbedarfes in Weltregionen hoher Armut bis hin zur Bereitstellung von Lebensmitteln mit hohem Genusswert in hochentwickelten Gesellschaften mit der sie charakterisierenden Marktsättigung reicht. Bei der Nahrungsmittelproduktion stehen die Faktoren Gesundheit, Sicherheit, Nährwert und Ausgeglichenheit im Vordergrund. Gerade im Hinblick auf die Weltbevölkerungsexplosion stellt die ingenieurwissenschaftliche Prozessoptimierung entlang der ganzen Versorgungskette von der agraren Urerzeugung bis hin zum Endkunden einen Schlüsselerfolgsfaktor dar.
• Entwicklungen im medizinischen/pharmazeutischen Bereich, welche sich unabhängig vom Entwicklungsstatus der jeweiligen Gesellschaft zunehmend dem Individuum zuwenden müssen. Nur so lässt sich der hohen humanbiologischen Variabilität Rechnung tragen. Die Alterung der Gesellschaften in vielen hochentwickelten Gesellschaften (Südkorea, Deutschland, ..) erhöht die damit verbundenen ingenieurwissenschaftlichen Herausforderungen. Dies rührt nicht zuletzt aus der rasanten Entwicklung des Medizin-/Pharmabereiches und der ebenso rasanten Diversifizierung. Nebst der Entdeckung neuer Wirkstoffe und der Entwicklung neuer Therapiemethoden stellt daher die Modellierung, Simulation, Diagnose, Prognose und Optimierung fluidischer Transportprozesse in der Humanbiologie und in biotechnologischen Herstellungsprozessen die Grundlage innovativer Entwicklungen dar.
• den Wechselwirkungen des Individuums mit dem globalen Ökosystem insbesondere also Wasser und Natur. Nach den Millineum-Entwicklungszielen gehört die Lösung des geopolitischen Wasserknappheitsproblems in engem Zusammenhang mit der Bevölkerungsexplosion zu den existenziellen Fragen der Menschheit. LSTME Busan sieht es daher als eine besondere Herausforderung an, die auch im internationalen Vergleich von den deutschen Ingenieurwissenschaften eingenommene Spitzenstellung im Bereich der Abwasserreinigung zu nutzen, um einen Beitrag hierzu zu liefern. Dabei stehen innovative, dezentrale, robuste und easy to use Wasserbehandlungssysteme ink. Meereswasserentsalzung im Fokus der Überlegungen. Diese eignen sich besonders gut um die Bedingungen in Regionen mit Wasserarmut, insbesondere in Asien, Südamerika, Südeuropa und Afrika zu erfüllen. Dabei fällt der Eingriff in die Natur gering aus. Ähnlich naturschonend verhält es sich mit den Aktivitäten des LSTME Busan im Bereich der submarinen Methanhydratgewinnung. Mit Hilfe eines weltweit einmaligen Labor-Meeresbioreaktors untersucht der LSTME Busan die potentielle Destabilizierung von Methanhydratlagerstätten an Ozeanhängen durch Strömungen, da hier nicht nur die Freisetzung großer Mengen von Methangasen in die Atmosphäre nebst überaus starkem Treibhauseffekt sondern auch die Auslösung von Tsunamis droht. Dabei spielen auch fluidische Transportprozesse eine wichtige Rolle.
• nachhaltigen und effizienten Bereitstellung von Energie. Energie stellt eine der abzudeckenden Grundbedürfnisse auf den verschiedenen Level einerseits des einzelnen Individuums und andererseits der ihm umgebenden Gesellschaft dar. Der LSTME Busan vertritt die Auffassung, dass jegliche Innovation nur das Prädikat zukunftsorientiert verdient und nur mit hinreichender Akzeptanz rechnen darf, wenn sie die Anforderungen der Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz erfüllt. Diese Bedingungen erfüllen per se die am LSTME Busan laufenden Untersuchungen zur Optimierung der erneuerbaren, elektrischen Energieerzeugung mittels Windkonverter und Solarzellen. Hohe Energieeffizienz verspricht auch die gegenwärtig Nutzung von erneuerbarer Energie (etwa aus Biomaterie) mittels zweiphasiger Strömungsmaschinen. Bei der Bereitstellung von elektrischer und thermischer Energie aus fossilen Brennstoffen setzt die erarbeitete Technologie auf der Grundlage eines volumetrischen, keramischen Brenners hohe Maßstäbe im Hinblick auf die Energieeffizienz, der Prozess-und Produktadaption sowie der Minimierung der Umweltbeeinträchtigung durch Neugestaltung der Transportprozesse. Gegenwärtige Ansätze am LSTME Busan verfolgen den Gedanken, dass solchen hybriden Technologien die Zukunft gehören, welche zusätzlich zur nachhaltigen und effizienten Energiebereitstellung weitere Funktionalitäten zur Verbesserung der Umwelt realisieren.

Wie die nachfolgende Abbildung zeigt, deckt sich die Expertise der Mitglieder des Wissenschaftlichen Steuerungskomitees in weitem Rahmen mit diesen vier strategischen Tätigkeitsfeldern.

Wie dieses Diagramm des Weiteren demonstriert, kommt der Strömungsmechanik dabei in allen vier Bereichen eine wichtige Rolle in der Untersuchung von Transportprozessen zu, unabhängig ob es sich dabei um Masse, Energie oder Impuls handelt. Auch Meta-Transport von Information und biotischer Funktionalität lässt sich mit mathematischer Modellbildung und virtueller Simulation erfassen und analysieren. Dies begründet zugleich die Schnittstellenfunktion der Strömungsmechanik zu den ebenfalls am LSTME Busan zu betreibenden Untersuchungen in der Prozessautomation in zukünftigen Projekten. Es geht dabei um hybride Verfahren, welche sich zur prozess- und produktadaptiven Automatisierung des Virtuellen Engineerings auf der Grundlagen der mathematischen Modellbildung, der gleichungsbasierten und kognitiven, selbstlernenden Simulation, des Data Minings und der künstlichen Intelligenz bedienen.

Zu den kürzlich oder aktuell in Bearbeitung befindlichen Projekten mit Einbindung des LSTM Erlangen zählen:

Neuartige Prozessbehälter für die Fermentationstechnologie

• Abgeschlossenes Vorhaben finanziert durch öffentlich Forschungsmittel des Südkoreanischen Ministeriums für Handel, Industrie und Energy (MoTIE)
• Teilprojekt an dem von der Seoul National University beherbergten MoTIE Engineering Development and Research Centers
• Entwicklung bereits in einem koreanischen KMU im Einsatz.

Gashydrate zur energieeffizienten Konzentration von Säften

• Laufendes AiF-Projekt finanziert und verwaltet in Deutschland
• Finanzielles Volumen von 0,55 Millionen US-Dollar
• Projektidee aus der zuvor in Busan betriebenen Erforschung des Verhaltens von Methanhydraten
• Zumindest in Europa eine vollständige Innovation
• Erschließung weitreichender Anwendungsmöglichkeiten in der Lebensmittelproduktion

Gashydrate für Entsalzungsanwendungen

• Zweite Auswertungsrunde in Saudi-Arabien unter Mitwirkung des Mutterinstitutes LSTM Erlangen und LSTM Busan
• Finanzielles Volumen von 2 Millionen US-Dollar
• Energieffiziente und neuartige Abtrennung gelöster Stoffe (insbesondere Salze)
• Erschließung weitreichender Anwendungsmöglichkeiten auch in der Energietechnik

Nutzung und Umwandlung erneuerbarer Energien mittels zweiphasiger Strömungsmaschinen

• Europäisches Horizon-2020-Projekt
• Finanzielles Volumen von 5 Millionen US-Dollar
• Neuartiger kombinierter Kreislauf für die Erzeugung von Wärme, Kälte und Strom aus erneuerbaren Energieträgern

“Global Minimal Processing” im Rahmen des “Red Gold”-Projektes für die Industrie 4.0

• Schutz, Erschließung und Nutzung koreanischer Watt-Gebiete
• Großer internationaler Forschungszusammenschluss unter Führung der Universität Ghent
• Finanzvolumen von 9 Millionen US-Dollar pro Jahr
• Zielsetzung, koreanische Küstengebiete abzusichern und deren Entwicklung, Nachhaltigkeit und Zusammenarbeit mit Nordkorea zu fördern

Extraktion hochwertiger Stoffe aus Fischabfällen mittels gepulster elektrischer Felder

• Projekt in Zusammenarbeit mit dem Weltmarktführer im PEF-Gerätebau ELEA
• Gewinnung hochwertiger Stoffe aus Fischabfällen
• Belebung der wirtschaftlich schwach entwickelten Gebiete um die Großstadt Busan durch die Anwendung neuer Technologien zur Wertschöpfung aus bestehenden Ressourcen
• Antrag in Bearbeitung

Hochgenaues Schwebekörpermesssystem durch Nutzung des magenostriktiven Effektes zur Bestimmung der Menge flüssiger Brennstoffe

• Projekt soll eine Kerninnovation der Zukunft bei einem koreanischen KMU erarbeiten
• Die Genauigkeit der Mengebestimmung soll um den Faktor 5 erhöht werden.
• LSTME soll durch Simulatives Virtuelles Engineering die Strömungseffekte im Schwebekörpermessgerät optimieren sowie den Entwicklungsaufwand stark reduzieren.
• Auch die Mitwirkung der Einführung des Messgerätes in Europa gehört zu den Aufgaben des LSTME Busan
• Antrag in der Begutachtung