Bioverfahrenstechnik (Prof. Dr.-Ing. Clemens Posten)

Modellierung der photosynthetischen Elektronentransportkette

  • Forschungsthema:Modellierung
  • Typ:Masterarbeit, Bachelorarbeit
  • Datum:abgeschlossen
  • Betreuer:

    M.Sc. Artem Kalinin

Beschreibung der Abschlussarbeit

Bei der industriellen Kultivierung von Mikroalgen besteht das Interesse an besonders hohen Produktivitäten bzw. Ausbeuten. Daher ist eine optimale Ausrichtung der Photobioreaktoren im Außenbereich essentiell. Um die Reaktoren optimal ausrichten zu können, sind jedoch Informationen notwendig, die den Zellzustand bei gegebenen Bedingungen beschreiben. Wenn alle notwendigen Nährstoffe und Spurenelemente in ausreichenden Mengen vorliegen, ist das Wachstum von photoautotrophen Organismen durch ihre Photosyntheseeffizienz determiniert. Dementsprechend ist es wichtig, die Photosyntheseleistung unter bestimmten Bedingungen modellgestützt vorhersagen zu können. Die Abhängigkeit der Photosyntheseleistung von der Lichtintensitäten wird durch die sogenannte P/I-Kurve beschrieben.

 

 

Es existieren unterschiedliche Modelle, die diesen Zusammenhang beschreiben. Die einfacheren Modelle bestehen lediglich aus einer Gleichung, die an die experimentellen Daten angepasst wird, um spezifische Kenngrößen zu erhalten. Komplexere Modelle bestehen aus einem DGL-System und beschreiben den genannten Zusammenhang dynamisch.

 

 

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein dynamisches Modell zur Beschreibung der photosynthetischen Elektronentransportkette in MATLAB erstellt werden. Als Grundlage wird ein sogenanntes photosynthetic unit (PSU)-Modell dienen, welches erweitert werden soll. Hierbei soll unter anderem die Adaptationskinetik der Zellen modelliert werden. Weiterhin sollen die Mechanismen der Photosynthese detaillierter modelliert werden, um mögliche Elektronenspeicher zu identifizieren und das Zellverhalten bei schnellen Hell/Dunkel-Zyklen zu beschreiben.

 

Wir bieten:

- Einarbeitung in Software wie z.B. MATLAB und OriginPro

- Möglichkeit zur eigenständigen, wissenschaftlichen Arbeit

- Möglichkeit zum Einbringen eigener Ideen

- angenehmes Arbeitsklima

 

Wir suchen:

- motivierte Studierende der Fachrichtung Bio oder Chemieingenieurwesen, Biotechnologie oder einer verwandten Fachrichtung

- Vorkenntnisse in MATLAB/Simulink® sind hilfreich, aber nicht notwendig

- verantwortungsbewusste und zuverlässige Arbeitsweise