Synthesis of Heat Exchanger Networks Taking into Account Cost and Dynamic Considerations

AbstractIn this work an approach is presented for the synthesis of near cost optimal heat exchanger networks with a high controllability. The presented methodology is based on a sequential approach utilizing different algorithms and mathematical models. The procedure is carried out in three steps. A genetic algorithm is used to produce a high diversity of promising structures that suffice the needs for cost reduction and controllability characteristics. For selected structures controllability evaluations are carried out, which are mainly based on relative gain array and condition number assessments. Therefore, a linear model is utilized which was further used to calculate the area adjustments and nominal bypasses for complete disturbance rejection for perfect control. As a last step simplified mathematical solution models are used to further extend insight gained for decision-making. These models are used to carry out dynamic simulations for testing the impact of different possible decentralized feedback control structure designs developed by previous methods. The application of the developed approach will be shown using an example from literature

Chancengleich vom Studium in den Beruf?

An der Humboldt-Universität zu Berlin am Institut für Erziehungswissenschaften, Abteilung Hochschulforschung wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens „Chancengleich vom Studium in den Beruf?“ in dem Projektzeitraum vom 1. Januar 2020 bis 31. Oktober 2021 auf Grundlage von quantitativen Absolventenbefragungen und qualitativen Interviews mit Absolvent:innen und Expert:innen die Bedeutung des Migrationshintergrunds und der sozialen Herkunft beim Berufseinstieg nach dem Studium untersucht. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens bestätigen und spezifizieren bestehende Forschungserkenntnisse. So zeigen sich hinsichtlich des Einkommens und der Qualifikationsadäquanz der Beschäftigung wenig herkunfts- und migrationsspezifische Unterschiede, jedoch gestaltet sich der Einstieg in den Ar-beitsmarkt für Personen mit Migrationshintergrund schwieriger und ist von Phasen der Arbeitslosigkeit durchzogen. Hochschulinterne und -externe Beratungs- und Unterstützungsangebote für den Über-gang vom Studium in den Beruf werden von allen Absolvent:innen, unabhängig von Herkunft und Migrationshintergrund, selten in Anspruch genommen. Stattdessen werden Jobportale und Stellenanzeigen genutzt. In den Interviews wurde vereinzelt von Mentoringangeboten zum Austausch und zur Vernetzung berichtet, die als besonders hilfreich erlebt wurden und von denen sich der größte Gewinn erwartet wurde. Den eigenen Migrationshintergrund als Potential, d.h. damit verbundene Kompetenzen als Wettbewerbsvorteil auf dem Arbeitsmarkt, sehen die interviewten Absolvent:innen mit Migrationshintergrund nicht. Hingegen werden Auslandserfahrungen während des Studiums und erweiterte Englischkenntnisse von allen Absolvent:innen als erstrebenswert und vorteilhaft angesehen. Bestätigt werden anhand der quantitativen und qualitativen Daten auch andere Forschungen zur Aufstiegsorientierung der Absolvent:innen mit Migrationshintergrund. Herkunftsspezifische Unterschiede zu Studienbeginn und im Verlauf des Studiums stimmen ebenfalls mit dem aktuellen Kenntnisstand überein. Aus den Forschungsergebnissen lässt sich ableiten, dass es Potential zum Ausbau hochschulischer (zielgruppenspezifischer) Beratungsangebote für den Übergang in den Arbeitsmarkt gibt. Expert:innen berichten von diversen Herausforderungen in Bezug auf den Kenntnisstand zur Diversität der Studierenden und deren Bedarfen sowie der spezifischen Zielgruppenerreichung, aber auch hinsichtlich der bestehenden Strukturen an Hochschulen sowie der personellen und finanziellen Ausstat-tung von Career Service Einrichtungen. Zugleich zeigt sich, dass besonders die potentiellen Arbeitge-ber:innen in die Pflicht genommen werden müssen, diversitätssensible Bewerbungsprozesse zu gestalten

The schizophrenia associated BRD1 gene regulates behavior, neurotransmission, and expression of schizophrenia risk enriched gene sets in mice

BackgroundThe schizophrenia-associated BRD1 gene encodes a transcriptional regulator whose comprehensive chromatin interactome is enriched with schizophrenia risk genes. However, the biology underlying the disease association of BRD1 remains speculative.MethodsThis study assessed the transcriptional drive of a schizophrenia-associated BRD1 risk variant in vitro. Accordingly, to examine the effects of reduced Brd1 expression, we generated a genetically modified Brd1+/- mouse and subjected it to behavioral, electrophysiological, molecular, and integrative genomic analyses with focus on schizophrenia-relevant parameters.ResultsBrd1+/- mice displayed cerebral histone H3K14 hypo-acetylation and a broad range of behavioral changes with translational relevance to schizophrenia. These behaviors were accompanied by striatal dopamine/serotonin abnormalities and cortical excitation-inhibition imbalances involving loss of parvalbumin immunoreactive interneurons. RNAseq analyses of cortical and striatal micropunches from Brd1+/- and wild-type mice revealed differential expression of genes enriched for schizophrenia risk including several schizophrenia GWAS risk genes (e.g. calcium channel subunits (Cacna1c and Cacnb2), cholinergic muscarinic receptor 4 (Chrm4), dopamine receptor D2 (Drd2), and transcription factor 4 (Tcf4)). Integrative analyses further found differentially expressed genes to cluster in functional networks and canonical pathways associated with mental illness and molecular signaling processes (e.g. glutamatergic, monaminergic, calcium, cAMP, DARPP-32, and CREB signaling).ConclusionsOur study bridges the gap between genetic association and pathogenic effects and yields novel insights into the unfolding molecular changes in the brain of a new schizophrenia model that incorporates genetic risk at three levels: allelic, chromatin interactomic, and brain transcriptomic

Structure and Stability of the Spinach Aquaporin SoPIP2;1 in Detergent Micelles and Lipid Membranes

Background: SoPIP2;1 constitutes one of the major integral proteins in spinach leaf plasma membranes and belongs to the aquaporin family. SoPIP2;1 is a highly permeable and selective water channel that has been successfully overexpressed and purified with high yields. In order to optimize reconstitution of the purified protein into biomimetic systems, we have here for the first time characterized the structural stability of SoPIP2;1. Methodology/Principal Finding: We have characterized the protein structural stability after purification and after reconstitution into detergent micelles and proteoliposomes using circular dichroism and fluorescence spectroscopy techniques. The structure of SoPIP2;1 was analyzed either with the protein solubilized with octyl-beta-D-glucopyranoside (OG) or reconstituted into lipid membranes formed by E. coli lipids, diphytanoylphosphatidylcholine (DPhPC), or reconstituted into lipid membranes formed from mixtures of 1-palmitoyl-2-oleoyl-phosphatidylcholine (POPE), 1-palmitoyl-2-oleoyl-phosphatidylethanolamine (POPE), 1-palmitoyl-2-oleoyl-phosphatidylserine (POPS), and ergosterol. Generally, SoPIP2;1 secondary structure was found to be predominantly a-helical in accordance with crystallographic data. The protein has a high thermal structural stability in detergent solutions, with an irreversible thermal unfolding occurring at a melting temperature of 58 degrees C. Incorporation of the protein into lipid membranes increases the structural stability as evidenced by an increased melting temperature of up to 70 degrees C. Conclusion/Significance: The results of this study provide insights into SoPIP2;1 stability in various host membranes and suggest suitable choices of detergent and lipid composition for reconstitution of SoPIP2;1 into biomimetic membranes for biotechnological applications