Promotion zeigt, was in den Tanks einer Brauerei passiert

An der Fakultät für Maschinenbau der Hochschule Stralsund hat kürzlich der Master-Absolvent (2016) und anschließend Mitarbeiter der HOST Daniel Klembt erfolgreich seine Promotion im Bereich Strömungsmechanik ablegen können. Die Arbeit reichte er Anfang 2022 ein und verteidigte erfolgreich Ende des Jahres. Promotionen sind an Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW), wie der Hochschule Stralsund (HOST), nicht der Regelfall, weil HAW kein Promotionsrecht haben. In Kooperation mit einer entsprechenden Universität sind sie aber möglich.

Für beginnende Doktorand*innen ist es nicht leicht, die auf sie zukommende Arbeit, innerhalb der Promotionsphase abzuschätzen. „Aus diesem Grund ist es existenziell, dass die Randbedingungen für die Promotion stimmen“, findet auch Daniel Klembt und begründet so seine Entscheidung, an der HOST zu promovieren. „Als ehemaliger Student der Hochschule Stralsund kannte ich die hervorragend ausgestatteten Labore und die hohe Expertise der darin arbeitenden Mitarbeitenden sowie die mich jederzeit unterstützende Verwaltung. Zusätzlich kannte ich auch Professor Meironke als meinen Gutachter und Betreuer während meiner Masterthesis und schätzte sein umfangreiches Know-How wie auch seine jederzeit motivierende und unterstützende Art“, erklärt Daniel Klembt weiter, „aus diesen Gründen war es für mich nur logisch an der Hochschule Stralsund zu promovieren“.

Betreuer an der HOST wurde dann auch Prof. Dr.-Ing. Heiko Meironke von der Fakultät für Maschinenbau, der auch die Idee zum Thema seines Promovenden gab, da er selbst dazu schon von 2000 bis 2005 forschte. Als offizieller Erstprüfer fungierte ein Fach-Kollege von Prof. Dr.-Ing. Meironke von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg – Prof. Dr.-Ing. habil. Antonio Delgado. Mit dem Einsatz der heute fortgeschrittenen Messtechnik, vornehmlich berührungsloser, die Daniel Klembt für diese Untersuchung auch weiterentwickelte, machte er den Gärungs- und Lagerungsprozess in der Brauerei transparenter. „In diese Tanks kann man nicht reinschauen, selbst der Brauer weiß daher nicht, was in diesen Tanks ganz genau vor sich geht“, kommentiert Prof. Dr.-Ing. Meironke, „die Aufgabe der Promotion war es, diese Prozesse mithilfe von Messtechnik und numerischen Simulationen sichtbar zu machen“. Dazu würden dann bestimmte Wirbelstrukturen und Strömungen gehören, die bedingt durch den Stoffwechsel der Hefe und der gezielten Kühlung im Tank entstehen. In Summe führen diese Prozesse dann zur Umwandlung einer Zuckerlösung in ein alkoholhaltiges Getränk, erklärt Prof. Dr.-Ing. Meironke. Für die Messung der Geschwindigkeitsfelder, aus denen später die Wirbelstrukturen abgeleitet werden können, kann nun die entwickelte Ultraschallmesstechnik verwendet werden. Zudem kommt ein spezielles Temperaturmessgitter, für die Messung der Temperaturfelder zum Einsatz. Über vier Jahre hat Daniel Klembt an und mit einer Tankanlage im Labor gearbeitet, die das darstellt, was in der Brauerei stattfindet und Softwareroutinen für die Messtechnik und die Regelung des Tanks geschrieben sowie mathematische Modelle für die numerische Simulation erstellt. „Meine Zielstellung war es, mit experimentellen und numerischen Methoden ein tieferes Verständnis von der komplexen Mehrphasenströmung im Fermenter zu erreichen“, erklärt Daniel Klembt, „in diesen Tanks interagieren eine flüssige Phase (die Bierwürze), eine gasförmige Phase (das CO2) und auch eine feste Phase (die Hefe) bis ganz am Ende aus der Würze und den Reaktionen der Hefe das fertige Bier geworden ist.“ Als Partner konnte die Fakultät mit der Störtebeker Braumanufaktur zusammenarbeiten, die die Grundsubtanzen für die Forschung bereitstellte.

„Promotionen sind nicht der klassische Weg an einer Hochschule für angewandte Wissenschaften, wir freuen uns daher besonders, wenn das Forschungsinteresse eines Promotions-Interessierten und das Engagement des Betreuenden so gut überein gehen wie in diesem Fall, sodass eine erfolgreiche Studienzeit an der Hochschule eben sogar auch in einer Promotion münden kann und dafür – so wie hier – auch wertvolle Impulse für die praxisorientierte Lehre liefern kann“, so der Dekan der Fakultät für Maschinenbau. Prof.

Dr.-Ing. Mark Vehse. Die für die Promotion installierte Technik wird weiter genutzt. „Dieser Zugewinn und Mehrwert auch in der Erweiterung der Messtechnik kommt in der Forschung und Lehre zum Tragen“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Meironke, beispielsweise, um Studierenden die Anwendung der Ultraschallmesstechnik zu erklären.

Dr.-Ing. Daniel Klembt ist heute als Head of the experimental and numerical data acquisition group bei Corvus Works in Rostock tätig und arbeitet mit einem internationalen Team von Wissenschaftler*innen zusammen.

Hochschule Stralsund / 11.01.2023

Foto: Hochschule Stralsund