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Eine Dysbiose des intestinalen Mikrobioms wird mit vielen lokalen und systemischen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Durch die Entdeckung der „Darm-Hirn-Achse“ kam die Frage auf, welche Rolle das Mikrobiom bei Erkrankungen des ZNS wie z.B. Multiple Sklerose spielt und welche Möglichkeiten die Darmflora zur Prävention oder Therapie dieser Krankheiten bietet. Ziel dieses Buches ist es, die bisherige Studienlage zum Zusammenhang zwischen Mikrobiom und Multipler Sklerose anhand von drei Fragestellungen darzulegen. Es soll geklärt werden, ob bzw. welche Unterschiede in der Zusammensetzung der intestinalen Mikrobiota zwischen MS-Patienten und gesunden Personen vorliegen, welche (patho-)physiologischen Mechanismen den Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom und MS erklären könnten und welche Mikrobiom-assoziierten Interventionen zur Prävention und Therapie der Erkrankung denkbar wären.

Unter dem Begriff Bioraffinerien werden verschiedene innovative technologische Konzepte zusammengefasst, die aus nachwachsenden Rohstoffen eine Palette an energetischen, stofflichen und pharmazeutischen Produkten herstellen können, die derzeit aus fossilen Ressourcen gewonnene Produkte direkt oder indirekt ersetzen. Um die vorhandenen nachwachsenden Rohstoffe möglichst effizient zu nutzen und Konkurrenzen zu anderen Anwendungen, insbesondere der Nahrungsmittelproduktion, zu vermeiden, werden in dieser Arbeit Restbiomassen als Einsatzstoff für Bioraffinerien untersucht. Da Restbiomassen nur mit vergleichsweise geringen spezifischen Erträgen zur Verfügung stehen, wird deren geografischer Anfall mit Hilfe von Geoinformationssystemen (GIS) in der strategischen Planung von Bioraffinerien einbezogen. Ziel dieser Arbeit ist folglich die strategische Planung einer Bioraffinerie unter Berücksichtigung des geografischen Biomassenanfalls. Dadurch ergibt sich ein komplexes Entscheidungsproblem, in dem Standort, Kapazität und Konfiguration der Anlage in Wechselwirkung zueinander stehen und simultan zu optimieren sind. Dazu wird ein hybrider Algorithmus aus einer übergeordneten heuristischen Evolutionsstrategie mit einem eingebetteten exakten nichtlinearen Programm entwickelt. Dieses Vorgehen ermöglicht erstmals die simultane Planung von Standort, Kapazität und Konfiguration von Bioraffinerien unter Berücksichtigung des geografischen Anfalls der Restbiomassen mit verschiedenen Bioraffinerietechnologien und in unterschiedlichen Regionen. Das entwickelte Entscheidungsmodell wird in zwei Fallstudien zur Planung einer Fischer-Tropsch-Bioraffinerie in Deutschland und einer Lignocellulose-Bioraffinerie im Cariboo District in British Columbia, Kanada, angewendet.