Untersuchung des Impuls- und Wärmetransportes in einem modularen Fermenter mit biologisch aktiven Medien mittels akustischer, optischer und numerischer Methoden

In dieser Arbeit wird die messtechnische Erfassung und Analyse der prozessabhängigen Geschwindigkeits- und Temperaturfelder in einem modularen Fermenter während eines realen Gärungs-, Reifungs- und Lagerungsprozesses vorgestellt. Für die Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Phasen (Gas, Flüssigkeit, Feststoff) werden weitere Versuchsstände (bspw. ein Taylor-Couette-System) und ein speziell angepasstes UDV-System verwendet. Zusätzlich wird die Gärung, mithilfe der numerischen Simulation (CFD) dreidimensional und instationär erstellt, simuliert und experimentell validiert. Mithilfe der numerischen Simulation und der experimentellen Messtechnik wird anschließend die gezielte Beeinflussung der natürlichen Konvektion im Fermenter gemessen, simuliert und beschrieben. In einem weiteren Teil der Arbeit werden die Temperatur- und Geschwindigkeitsfelder, die Dynamik der natürlichen Konvektion, der Einfluss verschiedener Bodenformen sowie der Impuls- und Wärmetransport in dem modularen Fermenter beschrieben. Diese Arbeit wendet sich dabei an Brauer, Verfahrenstechniker, Strömungsmechaniker und Berechnungsingenieure (CFD), die sich mit der Messung, Simulation und Optimierung der Prozesse in Fermentern beschäftigen.