Die Gegenstandsangemessenheit empirischer Datenerhebungsmethoden im Kontext von Lehrevaluationen an Hochschulen

Die Auswahl von Datenerhebungsmethoden ist in der Evaluationsforschung ein methodologisches Problem, das mit dem Kriterium der Gegenstandsangemessenheit augenscheinlich eine Lösung erfährt. Bei näherer Analyse der methodologischen Literatur erweist sich dieses Kriterium jedoch als nicht eindeutig definiert. Um das Konstrukt der Gegenstandsangemessenheit greifbarer und besser anwendbar zu machen, wird in der vorliegenden Arbeit zunächst eine systematische Analyse der relevanten Literatur vorgenommen, die anschließend um eine empirische Untersuchung ergänzt wird. Auf dieser Basis wird ein an die Praxis gerichteter Kriterienkatalog entwickelt, mit dessen Hilfe die Gegenstandsangemessenheit von Datenerhebungsmethoden systematisch untersucht und bewertet werden kann, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Somit stellt der Kriterienkatalog auch einen Beitrag zur Sicherung der Qualität von Evaluationsforschung dar. Er ist an die Standards der DeGEval anschlussfähig, d.h. er kann als Ergänzung zu ihnen und als Fokussierung auf einen Teilbereich eingesetzt werden. Als Teilschritt wird ein Klassifikationsschema für Datenerhebungsmethoden erarbeitet und vorgestellt sowie eine Einordnung der häufig in Lehrevaluationen an Hochschulen eingesetzten Verfahren (Standardisierte Befragung, Offene Befragung, Gruppenverfahren, Dokumenten- und Kennzahlenanalyse, Gutachterverfahren) vorgenommen

Bioprozesstechnische Charakterisierung eines organophilen Pervaporation-Bio-Hybridreaktors am Beispiel einer Aromabiosynthese

Die wirtschaftliche Nutzung biotechnologischer Aromasyntheseverfahren scheitert häufig an deren Unwirtschaftlichkeit aufgrund geringer Produkterträge und –ausbeuten. Ursächlich hierfür ist insbesondere die starke Produktinhibierung der mikrobiellen Aromastoffbildung. Diese kann auf bioprozesstechnischem Weg durch eine In-situ-Produktabtrennung vermindert bzw. vermieden werden. Dabei werden die Aromastoffe zeitgleich zu ihrer Entstehung aus dem Bioreaktor abgetrennt. Für diese Aufgabe eignet sich in besonderer Weise die organophile Pervaporation. Die technische Umsetzung der pervaporativen In-situ-Produktabtrennung erfolgt in der vorliegenden Arbeit durch die unmittelbare Integration der Trennoperation Pervaporation in den Pervaporation-Bio-Hybridreaktor. Ziel der Arbeit ist eine umfassende Charakterisierung des Pervaporation-Bio-Hybridprozesses am Beispiel der Gewinnung eines Fruchtaromas unter Nutzung des Schimmelpilzes Ceratocystis fimbriata in Submerskultur. Im ersten Abschnitt wird der Einfluss der Fermentationssubstrate und Betriebsparameter auf die Produktabtrennung im Pervaporation-Bio-Hybridprozess quantifiziert und bewertet. Die unterschiedlichen Wirkungen der Fermentationssubstrate und Betriebsparameter fließen dabei in Direktiven für die Prozessführung ein. Der zweite Abschnitt der Arbeit befasst sich mit der Erörterung der Fermentationskinetik und der Trenncharakteristik des Pervaporation-Bio-Hybridprozesses. Neben dem Wachstum und dem Substratabbau liegt der Untersuchungsschwerpunkt hierbei auf den Produktkonzentrationsverläufen im Bioreaktor und im Permeat. Gegenstand des dritten Abschnitts ist die Bewertung des Potenzials der Pervaporation-Bio-Hybridtechnik zur Effizienzsteigerung mikrobieller Aromastoffsynthesen. Dazu wird der Pervaporation-Bio-Hybridprozess mit einer klassischen Submersfermentation verglichen. Der vierte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines mathematischen Bioprozessmodells. Dieses eignet sich zur mathematischen Erfassung der Produktkonztentrationsverläufe im Pervaporation-Bio-Hybridprozess. Es ist in der Lage, den Einfluss der Güte des Produktaustrages auf die Produktbildung zu simulieren und stellt somit ein geeignetes Hilfsmittel bei der Entwicklung von Pervaporation-Bio-Hybridprozessen im Hinblick auf die Optimierung der Reaktorauslegung dar. Diese Arbeit liefert umfassende Informationen zur Charakteristik von Pervaporation-Bio-Hybridprozessen für die Aromastoffgewinnung. Auf diese Weise wird ein wichtiger Beitrag zum Verständnis dieser Hybridtechnik geleistet. Die Ergebnisse der Arbeit können als Informationsgrundlage der Entwicklung, Planung und Umsetzung von Pervaporation-Bio-Hybridprozessen dienen und zeigen Wege zu einer optimalen Prozessführung auf. Darüber hinaus wird mit der Entwicklung eines Bioprozessmodells ein mathematisches Werkzeug zur Bestimmung einer optimalen Reaktorauslegung bereitgestellt.Bioprocess Engineering Characterization of a Hybrid Organophilic Pervaporation-Bioreactor for the Production of Natural Aroma Compounds Biotechnological processes for the production of natural aroma compounds are of increasing interest due to the consumer demands for natural aroma additives in food. Research over the last decade has indicated high potential from the use of microorganisms for aroma production. The diversity of aroma compounds from microbial origin is apparently unlimited, but many of these processes are currently not economically feasible. In particular, product inhibition can limit the yield of bioreactions as metabolism of most microorganisms is only possible within a narrow range of metabolite concentrations. As product inhibition often results in a fermentation broth with a low concentration of products, large reactor volumes are required to meet production demands and the broth has to undergo costly downstream processing to recover the diluted product. Product inhibition can, however, be reduced or avoided by withdrawing inhibiting substances from the fermentation. This concept, often referred to as “in situ product removal“, requires a biocompatible separation operation that is highly selective for the inhibiting substances. These requirements can be met by the use of organophilic pervaporation membranes. The present study looked at a hybrid pervaporation-bioreactor for in situ product removal of volatile flavor metabolites formed by the filamentous fungus Ceratocystis fimbriata during submerged fermentation. The aim of this work was to elaborate a comprehensive characterization of the hybrid pervaporation-bioreactor from a bioprocess engineering point of view. This was done in order to provide essential information for the optimization of their design and control. Hence, the interactions of fermentation kinetics and separation performance in a hybrid pervaporation-bioreactor were investigated. Firstly, the effects of fermentation parameters and substrates on the pervaporation process were studied and the results translated into directives for the design and control of the hybrid pervaporation-bioreactor. Secondly, the process was characterized with regards to fermentation kinetics (i. e. biomass growth, substrate consumption and product formation), as well as to the behavior of the separation process during fermentation. The third part of this thesis consists of comparative studies of the hybrid process and a conventional submerged fermentation. The Results show that space-time-yields, as well as substrate yields of the products, can be significantly increased by applying this hybrid technique. Finally, a mathematical bioprocess model was developed, which simulates the influence of separation performance on overall product formation. The model can, therefore, act as a useful tool for optimization of the process layout. By providing a comprehensive characterization of a hybrid pervaporation-bioreactor, this research contributes to the development and implementation of this type of processes in industrial production of natural aroma compounds

Low-Complexity Calibration of Mutually Coupled Non-Reciprocal Multi-Antenna OFDM Transceivers

Abstract—In adaptive time division duplex (TDD) broadcast multi-antenna orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, non-reciprocal transceiver chains at the base station (BS) cause multi-user interference. This is due to the inappropriate spatial filter design at the BS based on the reverse link estimate. Hence, BS transceiver calibration is required. Provided that an estimate of the forward link channel is available at the BS, e.g., in a calibration phase, the transceiver parameters can be estimated by solving a total least squares (TLS) problem. In addition, if mutual coupling between the antennas exists the number of unknown front-end parameters to be estimated increases. Consequently, large matrices need to be decomposed via singular value decomposition (SVD) to attain a calibrated system. To deal with these large matrices a conjugate gradient (CG) method for solving the TLS problem iteratively is proposed in this paper. Simulation results show that the calibration based on the CG method achieves almost the same performance compared to the TLS solution but with significantly reduced complexity. I

Differences in Squat Jump, Linear Sprint, and Change-of-Direction Performance among Youth Soccer Players According to Competitive Level

The aim of this investigation was to analyze significant differences in performance depending on the level of play (elite vs. amateur) in youth soccer players (under 17 years. old (U17) and U19). A cross-sectional study was conducted, and 45 elite and amateur male youth soccer players (16.56 ± 0.9 years old) were evaluated in their performances in squat jump (SJ), 10 m linear sprint (LS), 20 m LS, 505 agility test (505) and Illinois agility test (IAT). Differences in performances were analyzed with a 2 × 2 MANOVA, post-hoc ANOVAs, and Hedges’ g (g) for pairwise comparisons of subgroups (level of play and age group). This investigation showed that the elite player performance was significantly (p < 0.05) better in all performance tests than amateur players in both age groups. Interestingly, this investigation showed that the more complex the target exercise, the larger the effect sizes for group differences (SJ: g = 0.64–1.18, LS: g = 0.05–2.23, change-of-direction (COD): g = 3.01–6.84). The SJ, LS, 505, and IAT may prove useful in talent selection test batteries to separate between competitive levels in youth soccer players

Improved accuracy in measuring one-bond and two-bond 15N,13Ca coupling constants in proteins by double-inphase/antiphase (DIPAP) spectroscopy

An extension to HN(CO-a/b-N,Ca-J)-TROSY (Permi and Annila in J Biomol NMR 16:221–227, 2000) is proposed that permits the simultaneous determination of the four coupling constants 1JN'(i)Ca(i), 2JHN(i)Ca(i), 2JCa(i-1)N'(i), and 3JCa(i-1)HN(i) in 15N,13C-labeled proteins. Contrasting the original scheme, in which two separate subspectra exhibit the 2JCaN' coupling as inphase and antiphase splitting (IPAP), we here record four subspectra that exhibit all combinations of inphase and antiphase splittings possible with respect to both 2JCaN' and 1JN'Ca (DIPAP). Complementary sign patterns in the different spectrum constituents overdetermine the coupling constants which can thus be extracted at higher accuracy than is possible with the original experiment. Fully exploiting data redundance, simultaneous 2D lineshape fitting of the E.COSY multiplet tilts in all four subspectra provides all coupling constants at ultimate precision. Cross-correlation and differential-relaxation effects were taken into account in the evaluation procedure. By applying a four-point Fourier transform, the set of spectra is reversibly interconverted between DIPAP and spin-state representations. Methods are exemplified using proteins of various size