Ob bei der Herstellung von Medikamenten und Speisefetten, bei der Algenproduktion oder der Abwasserreinigung: In der chemischen und pharmazeutischen Industrie kommen für diese Prozesse riesige Mischtanks und Behälter zum Einsatz, in denen Gase und Flüssigkeiten aufeinandertreffen. Die Strömung im Inneren dieser Großanlagen ist jedoch extrem komplex. Wie sich Flüssigkeiten in einem kleinen Laborgerät verhalten, lässt sich nur schwer auf die Dimensionen einer Fabrik übertragen. Entsprechend schwierig ist es, die nötigen Vorhersagen für die Vergrößerung solcher Anlagen – das sogenannte Scale-up – zu treffen.
Mit Turbulenzforschung zum optimalen Industriemodell
An diesem Punkt beginnt Prof. Martin Obligado zu forschen. Obligado ist Professor für Strömungsmechanik am Centrale Lille Institut in Frankreich. Nach seinem Physikstudium im Heimatland Argentinien forschte er bereits am renommierten Imperial College London und an der Universität Grenoble Alpes. An der Technischen Universität Hamburg (TUHH) untersucht er nun, wie Bewegungsenergie in wirbelnden Flüssigkeiten entsteht und wieder abgebaut wird.
„Einfach ausgedrückt wollen wir verstehen, wie die Bewegung einzelner Blasen mit der großräumigen Durchmischung im gesamten Reaktor zusammenhängt“, erklärt Prof. Martin Obligado. „Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen könnte letztlich zu zuverlässigeren Modellen für industrielle Reaktoren beitragen.“ In Industrieanlagen wirbeln Gasblasen die Flüssigkeiten sehr unregelmäßig auf. Dabei treffen riesige Strömungswalzen direkt auf winzige Wirbel, die im Kielwasser der einzelnen Blasen entstehen.
Um diese wirbelnden Bewegungen bis ins kleinste Detail sichtbar zu machen, kombiniert das Projekt modernste optische Messtechniken wie Laser und hochauflösende Endoskope sowie hochempfindliche Strömungssensoren in Miniaturgröße. Die Versuchsanlagen der TUHH bieten dafür optimale Voraussetzungen, so der Humboldt-Stipendiat: „Die Ausstattung an der TUHH macht es möglich zu untersuchen, ob physikalische Mechanismen und Modellierungsansätze, die in kleinen Anlagen entwickelt wurden, auch dann noch gültig sind, wenn die Reaktorgröße zunimmt.“
Kooperation mit dem Sonderforschungsbereich SMART Reactors
Seit Juli 2026 verstärkt Obligado das Team des Instituts für Mehrphasenströmungen der TU Hamburg unter der Leitung von Prof. Michael Schlüter. Über einen Zeitraum von drei Jahren finanziert die Alexander von Humboldt-Stiftung insgesamt neun Monate Forschungsarbeit, die der Wissenschaftler auf drei separate Gastaufenthalte aufteilt. Das Stipendium ist eng in das wissenschaftliche Umfeld des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1615 „SMART Reactors für die Verfahrenstechnik der Zukunft“ eingebunden. Der von der TU Hamburg koordinierte Forschungsverbund untersucht, wie chemische Reaktoren mithilfe von intelligenter Sensorik, Materialien aus dem 3D-Drucker und künstlicher Intelligenz autonom arbeiten und flexibel auf Veränderungen reagieren können. Während die Hamburger Forschenden sich stark auf die Material- und Reaktorentwicklung konzentrieren, steuert Prof. Obligado sein physikalisches Wissen über Turbulenzen bei. Seine Daten sollen dabei helfen, die computergestützten Modelle des SFB maßgeblich zu verfeinern.
Über die Förderung
Die Alexander von Humboldt-Forschungsstipendien bieten überdurchschnittlich qualifizierten Wissenschaftler*innen aus aller Welt die Möglichkeit, ein langfristiges Forschungsvorhaben in Kooperation mit einer wissenschaftlichen Einrichtung in Deutschland durchzuführen. Das monatliche Stipendium kann flexibel auf bis zu drei Aufenthalte innerhalb von drei Jahren aufgeteilt werden. Antragsberechtigt sind sowohl Postdocs als auch erfahrene Forschende aller Fachrichtungen.
Weitere Informationen: Humboldt-Forschungsstipendium
