Oat husks in anaerobic digestion

vo

Methane emissions from the storage of liquid dairy manure: Influences of season, temperature and storage duration

Methane emissions from livestock manure are primary contributors to GHG emissions from agriculture and options for their mitigation must be found. This paper presents the results of a study on methane emissions from stored liquid dairy cow manure during summer and winter storage periods. Manure from the summer and winter season was stored under controlled conditions in barrels at ambient temperature to simulate manure storage conditions. Methane emissions from the manure samples from the winter season were measured in two time periods: 0 to 69 and 0 to 139 days. For the summer storage period, the experiments covered four time periods: from 0 to 70, 0 to 138, 0 to 209, and 0 to 279 continuous days, with probing every 10 weeks. Additionally, at the end of all storage experiments, samples were placed into eudiometer batch digesters, and their methane emissions were measured at 20 degrees C for another 60 days to investigate the potential effect of the aging of the liquid manure on its methane emissions. The experiment showed that the methane emissions from manure stored in summer were considerably higher than those from manure stored in winter. CH4 production started after approximately one month, reaching values of 0.061 kg CH4 kg(-1) Volatile Solid (VS) and achieving high total emissions of 0.148 kg CH4 kg(-1) VS (40 weeks). In winter, the highest emissions level was 0.0011 kg CH4 kg(-1) VS (20 weeks). The out comes of these experimental measurements can be used to suggest strategies for mitigating methane emissions from manure storage

New genetic loci link adipose and insulin biology to body fat distribution.

Body fat distribution is a heritable trait and a well-established predictor of adverse metabolic outcomes, independent of overall adiposity. To increase our understanding of the genetic basis of body fat distribution and its molecular links to cardiometabolic traits, here we conduct genome-wide association meta-analyses of traits related to waist and hip circumferences in up to 224,459 individuals. We identify 49 loci (33 new) associated with waist-to-hip ratio adjusted for body mass index (BMI), and an additional 19 loci newly associated with related waist and hip circumference measures (P < 5 × 10(-8)). In total, 20 of the 49 waist-to-hip ratio adjusted for BMI loci show significant sexual dimorphism, 19 of which display a stronger effect in women. The identified loci were enriched for genes expressed in adipose tissue and for putative regulatory elements in adipocytes. Pathway analyses implicated adipogenesis, angiogenesis, transcriptional regulation and insulin resistance as processes affecting fat distribution, providing insight into potential pathophysiological mechanisms

Identification of multiple risk loci and regulatory mechanisms influencing susceptibility to multiple myeloma

Genome-wide association studies (GWAS) have transformed our understanding of susceptibility to multiple myeloma (MM), but much of the heritability remains unexplained. We report a new GWAS, a meta-analysis with previous GWAS and a replication series, totalling 9974 MM cases and 247,556 controls of European ancestry. Collectively, these data provide evidence for six new MM risk loci, bringing the total number to 23. Integration of information from gene expression, epigenetic profiling and in situ Hi-C data for the 23 risk loci implicate disruption of developmental transcriptional regulators as a basis of MM susceptibility, compatible with altered B-cell differentiation as a key mechanism. Dysregulation of autophagy/apoptosis and cell cycle signalling feature as recurrently perturbed pathways. Our findings provide further insight

Investigations of the pre-treatment and the conversion of energy crops into biogas and bioethanol

Da die fossilen Ressourcen endlich sind, ist eine Option für die Zukunft den Energiebedarf verstärkt aus erneuerbaren Energiequellen zu decken. Eine Möglichkeit ist die Biomassenutzung, die durch eine Vielzahl von Kombinationen aus unterschiedlichen Biomassearten, Nutzungspfaden und Konversionstechniken flexibel an die natürlichen lokalen bzw. regionalen Gegebenheiten sowie die anthropogenen Bedürfnisse angepasst werden kann. Um die begrenzten landwirtschaftlichen Flächen möglichst effizient zur Bioenergieträgerbereitstellung nutzen zu können, werden aktuelle und belastbare Daten zu den spezifischen Energieerträgen und den Hektarenergieerträgen von Energiepflanzen benötigt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, diese Daten für die Bereiche Biogas und Bioethanol bereitzustellen. Dazu wurden anhand von Untersuchungen in Laborfermentern im Batch-Betrieb spezifische Biogas- bzw. Bioethanolerträge ermittelt. Zusätzlich stand die Erprobung von verschiedenen Aufbereitungsverfahren für Energiepflanzen und deren Einfluss auf die Biogasertragshöhe und auf den Verlauf der Methanbildung im Fokus dieser Arbeit. Eine Energie- und Ökobilanz für Silomais und reife Triticale stellt die Konversionspfade Biogas- und Bioethanolgewinnung vergleichend gegenüber. Dabei wurde auch das Steam-Explosion-Verfahren zur Aufbereitung von Biomasse berücksichtigt. Aufbereitung von Energiepflanzen Die Aufbereitung von Biomasse mit dem Steam-Explosion-Verfahren beschleunigt die Methanbildung und steigert sie zum Teil. Die Effekte sind, abhängig von der Art der Biomasse und dem Reifestadium, unterschiedlich stark. Weitere Aufbereitungsverfahren wie Mikrowellenbehandlung und Kochen zeigten meist keine signifikante Änderung oder teilweise negative Wirkung. Eine Variation der Versuchsparameter könnte aber ggf. interessant sein. Den positiven Wirkungen des Steam-Explosion-Verfahrens stehen aber auch Argumente wie die zusätzlichen Investitionskosten und der Verdünnungseffekt durch die Wasserzugabe bzw. die Erhöhung des Massenstroms entgegen. Der zusätzliche Energiebedarf, der hauptsächlich in thermischer Energie besteht, kann aus der Abwärme des BHKW gedeckt werden. Forschungsbedarf besteht weiterhin beim Screening und der Produktion technischer Enzyme zum effizienten Voraufschluss lignozellulosehaltiger Rohstoffe sowie bei der Kombination biologischer (enzymatisch), chemischer, thermischer oder mechanischer Aufschlussverfahren unter Berücksichtigung der Energieeffizienz. Methanerträge von Energiepflanzen und Schlempen Anhand der Biogasuntersuchungen eines breiten Spektrums an Maissorten konnte festgestellt werden, dass die spezifischen Methanerträge je nach Sorte unterschiedlich stark über die Erntezeitpunkte variierten, wobei die Sorten mit niedrigerer Reifezahl höhere spezifische Methanerträge erreichten. Der dominierende Faktor für den Energiehektarertrag war aber der Trockenmasseertrag und nicht der spezifische Methanertrag. Allgemein empfehlenswert sind standortgerechte Sorten mit hohem Trockenmasseertrag bei gleichzeitig guter Silierfähigkeit zum optimalen Erntezeitpunkt. Die Zwischenfrüchte trugen nur zum Teil zur deutlichen Erhöhung der Methanhektarerträge bei. Aus Gründen des Bodenschutzes ist der Anbau aber zu empfehlen. Die Stickstoffdüngung beeinflusst die Trockenmasseerträge und damit die Energiehektarerträge meist positiv. Mit Mais konnten deutlich höhere Energiehektarerträge als mit Rutenhirse erzielt werden. Durch die Nutzung der Schlempen aus der Ethanolproduktion aus Maisganzpflanzen oder aus Triticalekorn sowie durch die Nutzung der Nebenprodukte wie Stroh in der Biogasgewinnung kann der Energieoutput pro Hektar mindestens verdoppelt werden verglichen mit der ?reinen? Ethanolproduktion. Weitere Optimierungsmöglichkeiten für die Biogasgewinnung unter Praxisbedingungen liegen im substratangepassten Aufbau der Fermentersysteme sowie im Einsatz mehrphasiger Verfahren sowie der Entwicklung schneller Analyseverfahren zur besseren Prozesssteuerung. Korrelation Inhaltsstoffe / gemessene Methanerträge Die anhand der über NIRS bestimmten Inhaltsstoffe neutrale Detergentien-Faser (NDF), Stärke (XS), Zucker (XZ) und Rohprotein (XP) sowie der substrattypischen Faktoren errechneten spezifischen Methanerträge für Maisproben zu den vier Erntezeitpunkten lagen sehr nah an den tatsächlich gemessenen Methanerträgen. Eine Korrelation zwischen den gemessenen und errechneten Werten lag aber nicht vor. Ob eine andere Inhaltsstoffanalysetechnik und die Bestimmung weiterer Einzelbestandteile die Biogasertragstests zur Potenzialabschätzung gerade von neuen Sorten ersetzen können, sollte Gegenstand weiterer Untersuchungen sein. Bioethanolausbeuten Die Energieausbeuten über den Konversionspfad Bioethanol liegen ohne die Nutzung der Nebenprodukte Schlempe oder Stroh deutlich unter denen des Konversionspfads Biogas, da nur Stoffe, die verzuckert werden können, in Ethanol umgesetzt werden können. Der Vorteil der Ethanolproduktion liegt in dem flüssigen Kraftstoff, der gewonnen wird. Durch die Kombination mit einer Biogasanlage können auch die Nebenprodukte energetisch genutzt werden und liefern einen gasförmigen Energieträger. Im Bioethanolbereich liegen sicher noch hohe bioverfahrenstechnische Optimierungspotenziale z.B. die Züchtung geeigneter Mikroorganismen zum Abbau lignozellulosehaltiger Rohstoffe sowie von C5-Zucker-Verwertern. Des Weiteren sind Prozessoptimierungen bei Wasser- und Energieeinsatz anzustreben. Energie- und Ökobilanzierung Sowohl Biogas als auch Bioethanol, letzteres bei optimaler Kombination mit Biogas, sind nach den hier untersuchten Szenarien unter den erläuterten Rahmenbedingungen dazu geeignet, den Einsatz nicht regenerativer Energieträger und damit Emissionen zu senken. Eine Aufgabe für die Zukunft wird es sein, differenzierte standortgerechte Nutzungskonzepte zu entwickeln auf der Basis einer Entscheidung, in welchem Maß eine (Flüssig-)Kraftstofferzeugung oder eine stationäre Bereitstellung thermischer und elektrischer Energie aus Biomasse zu bevorzugen sind. Ziel muss es sein, durch eine sinnvolle Kombination aus Biomasse, Nutzungspfad und Konversionstechnik, in Abhängigkeit von den lokalen und regionalen natürlichen Gegebenheiten sowie den anthropogenen Anforderungen, die land- und forstwirtschaftliche Fläche (als dem limitierten Faktor) höchst effizient zur Bioenergieträgerbereitstellung zu nutzen.Due to finite fossil resources, one opportunity for the future is to increase the supply of energy out of renewable energy sources. One of many opportunities is the use of biomass, which offers plenty combinations of different kinds of biomass, paths of utilization and conversion techniques for a flexible adaptation to natural local and regional frameworks as well as the anthropogenic needs. For an efficient utilization of the limited arable land for the supply of bioenergy, there is a need of up-to-date and proof data about specific energy yields and yields per hectare. The aim of this investigation was to determine these data for the biogas and bioethanol sectors. Batch-tests were carried out in laboratory scaled digesters to investigate specific biogas and bioethanol yields. Additionally the testing of different techniques of pre-treatment for energy crops and their effects on the biogas yield and the progression of the formation of methane were focused. The conversion of maize silage and full ripe triticale into biogas and bioethanol was compared by an energy and environmental balance. The steam explosion technique was included. Pre-treatment The steam explosion pre-treatment of biomass increases the speed of formation of methane and partly increases the methane yields. The effects differ depending on the kind of biomass and the stage of ripening. Other techniques of pre-treatment like microwaving and cooking did not show significant or partly negative effects. A variation of parameters in the trial setup might be interesting. Besides the positive effects of the steam explosion technique there are some arguments like the additional costs of investment, the diminished concentration of nutrients respectively the increase of material flow against it. The additional energy consumption, mostly thermal energy, can be supplied from waste heat out of the combined heat and power plant (CHP). The screening and the production of technical enzymes for the efficient pre-degradation of raw materials containing high amounts of lignocellulose should be the subject of research and development in the future. The combination of biological (enzymatic), chemical, thermal and mechanical pre-treatment techniques need to be investigated with the focus on energy efficiency. Methane yields of energy crops and stillage A broad number of biogas tests had been carried out on various maize cultivars. The specific methane yields of the maize cultivars varied over the harvesting date differently. The cultivars with a low ripening number reached higher specific methane yields. The dominant factor for the energy yield per hectare was the dry matter yield, not the specific methane yield. In general it is recommended to use well adapted cultivars with high dry matter yields and a good ensilaging behaviour. The catch crops increased the methane yields per hectare just partly. But for reasons of soil conservation the cultivation is recommended. The nitrogen fertilizer had mostly a positive effect on the dry matter yields and the energy yields per hectare, respectively. Maize gained higher energy yields per hectare than switch grass. The utilization of stillage out of whole maize plants or triticale´s grain from the ethanol production as well as the utilization of by-products like straw in the biogas production could double the energy output per hectare compared to the simple ethanol production. Further options for the optimization of the biogas production under conditions of practice are digester systems well-adapted on the substrate, the use of multi step systems and the development of analytic methods in order to gain effective process control. Correlation between chemical components and measured methane yields The specific methane yields calculated out of the neutral detergents fibre, starch, sugar, raw proteins and its substrate-specific factors were very close to the experimentally determined yields of the maize cultivars for the four harvesting times. But the measured and calculated values showed no correlation. Whether the biogas tests can be replaced, by other methods or techniques of analysis of the components and the determination of additional components for the estimation of the potential of new cultivars, should be subject of further investigations. Bioethanol yields The energy yields on the conversion pathway bioethanol without using the by-products are lower than the yields via conversion into biogas, because the ethanol fermentation is limited on material that can be converted into sugar first. The advantage of the ethanol production is a fluid fuel as result of the process. Combining the ethanol production with a biogas plant, the by-products also can be used energetically and a gaseous energy carrier can be produced. There are high potentials for the bioprocess engineering, for instance in breeding of microorganisms for the degradation of lignocellulosic biomass or of C5-sugar. Furthermore a process optimization of water and energy input is recommended. Energy and environmental balance Biogas as well as bioethanol (combined with biogas) is able to reduce the consumption of non-renewable energy carrier and its emission under the investigated scenarios and the scoop set. A future task will be the development of differentiated and well-adapted concepts on the basis of a decision between (liquid) fuels or stationary supply of thermal and electrical energy out of biomass. The aim is an efficient use of the limited areas of arable land and forests for the supply with bioenergy carriers by a useful combination of biomass, paths of utilization and conversion technique depending on natural local and regional conditions as well as the anthropogenic needs

Berufseinstieg der Abschlusskohorte 2015/16: Ergebnisse der Erstbefragung im Rahmen der Dritten Sächsischen Absolventenstudie

Die Prüfungsjahrgänge 2015 und 2016 der Universitäten (Chemnitz, Dresden, Freiberg und Leipzig) und Hochschulen für angewandte Wissenschaften (Dresden, Leipzig, Mittweida, Zittau-Görlitz und Zwickau) im Geschäftsbereich des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWK) sind Gegenstand der 3. Sächsischen Absolventenstudie. Die Prüfungsjahrgänge oder Prüfungskohorte 2015/16 umfassen alle Absolventinnen und Absolventen, die von dem Beginn des Wintersemesters 2014/15 bis zum Ende des Sommersemesters 2016 ihr Studium erfolgreich abgeschlossen haben. Nach den Prüfungsjahrgängen 2006/07 und 2010/11 liegen damit zu einer dritten Prüfungskohorte ausführliche Daten zum Berufseinstieg der Hochschulabsolventinnen und -absolventen aus dem Freistaat Sachsen vor.:Zusammenfassung III 1 Einleitung 1 2 Profil der befragten Absolventinnen und Absolventen 5 2.1 Fächergruppen und Studienbereiche, Hochschultypen und Abschlüsse 5 2.2 Soziodemografische Angaben 12 2.2.1 Geschlecht der Befragten 12 2.2.2 Alter beim Studienabschluss 15 2.2.3 Staatsangehörigkeit und Migrationshintergrund 16 2.2.4 Bildungsherkunft der Befragten 18 2.2.5 Betreuungsverantwortung der Absolventinnen und Absolventen 21 2.3 Wege zur Hochschule 23 2.3.1 Erworbene Hochschulzugangsberechtigungen 23 2.3.2 Noten der Hochschulzugangsberechtigungen 26 3 Studienverlauf und Rückblick auf das Studium 29 3.1 Studienerfolg 30 3.1.1 Abschlussnoten 30 3.1.2 Einhaltung der Regelstudienzeit 32 3.2 Rückblickende Bewertung des Studiums 35 3.2.1 Studienbedingungen 35 3.2.2 Anforderungen 39 3.2.3 Kompetenzerwerb 42 3.3 Studienaufenthalte im Ausland 49 3.4 Rückblickende Bewertung der Studienentscheidung 54 3.4.1 Studienentscheidung aus heutiger Sicht 54 3.4.2 Relevanz der Arbeitsmarktchancen bei der Studienentscheidung 57 4 Übergang vom Studium in den Beruf 61 4.1 Berufseinstieg und früher Berufsverlauf 61 4.1.1 Tätigkeitsverlauf im Überblick 62 4.1.2 Erwerbstätigkeit und Erwerbslosigkeit im Zeitverlauf 68 4.1.3 Elternzeit im Zeitverlauf 82 4.2 Weiterqualifikation 85 4.2.1 Promotion (MDS-Absolventinnen und -Absolventen) 86 4.2.2 Weiteres Studium (Bachelor) 98 4.2.3 Facharztweiterbildung 109 4.3 Praktika nach dem Studium 111 4.4 Stellensuche 121 4.4.1 Beginn der Stellensuche 121 4.4.2 Aufwand und Erfolg der Stellensuche 123 4.4.3 Probleme bei der Stellensuche 124 4.4.4 Strategien der Stellenfindung 128 4.5 Erste Erwerbstätigkeit 131 4.5.1 Berufsstart 131 4.5.2 Berufliche Stellung und Einkommen 134 4.5.3 Adäquanz der Erwerbstätigkeit 139 4.5.4 Wirtschaftsbereich und Beschäftigung im öffentlichen Dienst 145 4.5.5 Rahmenbedingungen der Erwerbstätigkeit 149 5 Regionale Mobilität 153 5.1 Region des Erwerbs der Hochschulzugangsberechtigung 154 5.2 Regionale Ausrichtung der Stellensuche 161 5.3 Region der ersten Erwerbstätigkeit 166 5.4 Region der Hochschulzulassungsberechtigung und der ersten Erwerbstätigkeit – Mobilitätstypen 173 6 Berufliche Zufriedenheit, Veränderungen und Zukunftspläne 181 6.1 Berufliche Zufriedenheit 181 6.2 Berufliche Veränderungen 187 6.3 Zukunftsperspektiven 193 A Methodische Anmerkungen und Datengrundlage 199 A.1 Grundgesamtheit und Stichprobe 199 A.2 Erstellung des Fragebogens und Durchführung der Befragung 201 A.3 Rücklauf und Datenqualität 204 B Abbildungen und Tabellen 209 C Literaturverzeichnis 331 D Fragebögen 33

Methane yield of oat husks

v2011o

Hydrothermal Pretreatment of Wheat Straw&mdash;Evaluating the Effect of Substrate Disintegration on the Digestibility in Anaerobic Digestion

The increasing demand for renewable energy sources and demand-oriented electricity provision makes anaerobic digestion (AD) one of the most promising technologies. In addition to energy crops, the use of lignocellulosic residual and waste materials from agriculture is becoming increasingly important. However, AD of such feedstocks is often associated with difficulties due to the high content of lignocellulose and its microbial persistence. In the present work, the effect of hydrothermal pretreatment (HTP) on the digestibility of wheat straw is investigated and evaluated. Under different HTP temperatures (160&ndash;180 &deg;C) and retention times (15&ndash;45 min), a significant increase in biomethane potential (BMP) can be observed in all cases. The highest BMP (309.64 mL CH4 g&minus;1 volatile solid (VS) is achieved after pretreatment at 160 &deg;C for 45 min, which corresponds to an increase of 19% of untreated wheat straw. The results of a multiple linear regression model show that the solubilization of organic materials is influenced by temperature and time. Furthermore, using two different first-order kinetic models, an enhancement of AD rate during hydrolysis due to pretreatment is observed. However, the increasing intensity of pretreatment conditions is accompanied by a decreasing trend in the conversion of intermediates to methane