Promotion in der Bioverfahrenstechnik

Ich war als Kind oft mit meinem Opa angeln und mit meinem Vater jagen. Dabei habe ich viel Zeit in der Natur verbracht und eine große Faszination für biologische Zusammenhänge entwickelt. In der Schule waren Biologie und Chemie daher meine Lieblingsfächer. Meine Physiklehrerin hat mich im Abitur ermutigt, ein naturwissenschaftlich-technisches Studium aufzunehmen. Ich habe mich dann für Bioverfahrenstechnik an der TUHH entschieden, weil mich die Schnittstelle zwischen Biologie, Chemie und Technik besonders interessiert hat.

Ein gutes Beispiel sind alltägliche Produkte wie Bier, Joghurt, Brot oder Medikamente – all diese Dinge entstehen durch biotechnologische Prozesse. Mein Lieblingsbeispiel ist das Brotbacken: Viele haben das schon einmal gemacht. Es beginnt mit natürlichen Rohstoffen wie Mehl, Wasser und Salz. Mikroorganismen, meist Hefen, wandeln die Stärke im Mehl in CO₂ um. Das lässt den Teig aufgehen und macht das Brot locker. Zusätzlich entstehen Aromastoffe, die den Geschmack beeinflussen. Dieser Vorgang heißt Fermentation und ist der biologische Teil des Prozesses.

Damit die Fermentation gut funktioniert, müssen bestimmte Bedingungen wie Temperatur, pH-Wert und Nährstoffkonzentration stimmen – das ist vergleichbar mit der Kontrolle von Prozessparametern in einem Bioreaktor. Nach der Fermentation kommt das Backen – also der technische Teil. Auch hier braucht es das richtige Temperaturprofil, die passende Backzeit und weitere Parameter, um ein gutes Ergebnis zu erzielen. In der industriellen Biotechnologie läuft es ähnlich: Auf einen biologischen Prozess folgen technische Schritte zur Produktaufbereitung – z. B. Filtration oder Trocknung. Am Ende steht ein nutzbares Produkt, das mithilfe von Mikroorganismen und Technik hergestellt wurde.

Spannend und vergleichsweise leicht fielen mir die biologischen und chemischen Fächer wie Biokatalyse, Bioprozesstechnik, organische Chemie oder technische Mikrobiologie. Diese Fächer wurden oft durch Praktika begleitet, was das Lernen greifbarer machte. Herausfordernd waren dagegen die technischen Grundlagenfächer wie Strömungsmechanik, Thermodynamik, Regelungstechnik oder Elektrotechnik. Diese wurden häufig sehr theoretisch unterrichtet – ohne direkten Praxisbezug. Damals habe ich mich oft gefragt, warum ich das alles lernen soll. Erst im Master, als wir in problembasierten Projekten gemeinsam Lösungen entwickeln mussten, wurde mir klar, wie wichtig dieses Wissen ist.

Die Promotion unterscheidet sich grundlegend vom Studium – zumindest in den Ingenieurwissenschaften. Ich habe in meiner Promotion einen neuartigen enzymatischen Prozess entwickelt und dabei viele Herausforderungen entdeckt, die in der ursprünglichen Projektplanung nicht absehbar waren. Mein Wissen aus dem Studium konnte ich dabei direkt anwenden – vieles musste ich mir aber auch selbst erarbeiten. Der Lernprozess ist viel praxisnäher: Man lernt, weil man ein konkretes Problem lösen muss – nicht, um eine Klausur zu bestehen. Es gibt keine Semester und Prüfungen mehr, sondern Projektmeilensteine. In meinem Fall waren es drei große Durchbrüche, die mir echte Erfolgserlebnisse verschafft haben. Wenn man monatelang an einem Problem arbeitet und es schließlich löst, ist das extrem befriedigend. Gleichzeitig muss man mit Rückschlägen umgehen können. Ich schätze, dass rund 80 % meiner Experimente nicht wie erwartet funktioniert haben – trotzdem konnte ich aus jedem davon etwas lernen.

Ja, während meiner Promotion hatte ich mehrere Industriekooperationen. Mit der schwedischen Firma SpinChem habe ich einen neuartigen Reaktor für enzymatische Reaktionen entwickelt. Ein Aufenthalt in Schweden war wegen Corona leider nicht möglich. Außerdem habe ich mit NanoTemper Technologies aus München eine neue Methode zur Analyse von Proteinen in Rohextrakten entwickelt. Auch diese Zusammenarbeit war sehr erfolgreich. Mein Promotionsprojekt habe ich in Kooperation mit Kollegen der TU Dresden durchgeführt – inklusive regelmäßiger gegenseitiger Besuche. Die Ergebnisse aus diesen Kooperationen habe ich auf internationalen Konferenzen in Form von Vorträgen und Postern vorgestellt. Dabei habe ich nicht nur fachliche Impulse bekommen, sondern auch wertvolle Kontakte geknüpft.

Die beruflichen Möglichkeiten sind vielfältig. Absolvent*innen können in der Lebensmittel-, Kosmetik-, Pharma-, chemischen oder Textilindustrie arbeiten – überall dort, wo biotechnologische Prozesse optimiert oder neue Produkte entwickelt werden. Eine Promotion bereitet besonders gut auf forschungsnahe Tätigkeiten vor. Wer an einer Hochschule bleiben möchte, braucht sie meist sogar. Ich selbst suche aktuell eine Stelle in der Industrie. Während meiner Promotion habe ich überwiegend im kleinen Maßstab (Mikroliter- bis Milliliterbereich) gearbeitet. Jetzt möchte ich mein Wissen nutzen, um großtechnische Prozesse (>100 m³) zu entwickeln und zu verbessern.

In Schule und Studium war ich es gewohnt, dass Experimente funktionieren und eindeutige Ergebnisse liefern. Im Laboralltag war das anders: Viele Experimente liefen nicht wie geplant – und wenn sie funktionierten, war das Ergebnis oft nicht eindeutig. Statt Antworten zu liefern, haben sie neue Fragen aufgeworfen. Das war zunächst frustrierend, hat mir aber beigebracht, wie Forschung wirklich funktioniert.

Ein solides Fachwissen aus dem Studium ist die Grundlage – schließlich geht es in der Promotion darum, neues Wissen zu schaffen. Fast wichtiger sind aber die sogenannten Soft Skills: Kommunikations- und Teamfähigkeit, strukturiertes Arbeiten, lösungsorientiertes Denken und die Fähigkeit, komplexe Zusammenhänge schnell zu erfassen. Diese Fähigkeiten habe ich während der Promotion intensiv weiterentwickelt. Ich habe viele Abschlussarbeiten, Praktika und studentische Hilfskräfte betreut – klare Kommunikation war dabei essenziell, damit Aufgaben verstanden und Ergebnisse reproduzierbar geliefert wurden. Außerdem gab es viele Probleme, die ich nur durch fachlichen Austausch mit Kolleginnen oder Professorinnen lösen konnte. Ohne gute Teamarbeit und strukturiertes Vorgehen wäre das nicht möglich gewesen.

Überlegt euch gut, ob euch Laborarbeit und wissenschaftliches Arbeiten wirklich Spaß machen – denn das ist zentral, vor allem wenn ihr promovieren wollt. Für eine gelungene Abschlussarbeit oder Promotion braucht es ein relevantes Thema, das euch persönlich interessiert, ein unterstützendes Team und einen engagierten Betreuer*in. Mich hat es motiviert, eine nachhaltige Alternative zu einem umweltschädlichen chemischen Prozess zu entwickeln. Diese Verbindung von Wissenschaft und gesellschaftlicher Verantwortung hat mir auch in schwierigen Phasen Orientierung gegeben. Wenn Experimente scheitern oder es über längere Zeit nicht vorangeht, sind hilfsbereite Kolleginnen Gold wert – und eine guter Betreuerin kann verhindern, dass man sich festfährt.

Ja, ich würde denselben Weg wieder gehen. Im Studium und besonders in der Promotion habe ich mich fachlich und persönlich stark weiterentwickelt. Ich habe viele wertvolle Erfahrungen gemacht und gute Kontakte geknüpft.

Ich habe über mich gelernt, dass ich gern auf ambitionierte Ziele hinarbeite und dabei komplexe Probleme löse. Das gibt meinem Alltag Struktur und lässt mich gelassener mit kleinen Rückschlägen umgehen.

Wissenschaftliche Arbeit ist teuer – sie hängt stark von staatlicher Förderung oder Drittmitteln ab. Diese Geldgeber beeinflussen, welche Themen erforscht werden dürfen und welche nicht. Ich würde mir wünschen, dass Forschung unabhängiger von politischen und wirtschaftlichen Interessen wird. Außerdem steht im aktuellen System die Zahl und Qualität von Publikationen im Vordergrund („Publish or perish“). Das erzeugt Konkurrenzdruck. Manche Forschende halten bewusst Ergebnisse oder Ideen zurück, um sich Vorteile zu verschaffen. Ich bin überzeugt, dass die Gesellschaft mehr profitieren würde, wenn in der Wissenschaft offener zusammengearbeitet würde.

Ich konnte von meinem Gehalt gut leben und etwas sparen. In Hamburg werden wissenschaftliche Mitarbeitende nach dem öffentlichen Tarif (E13) bezahlt. Leider ist es historisch gewachsen, dass Naturwissenschaftlerinnen oft nur 50 %-Stellen bekommen, während Ingenieurinnen häufiger 100 %-Stellen erhalten. In meiner Abteilung haben deshalb alle 75 %-Stellen bekommen, um die Ungleichheit zu reduzieren. Ich finde: Wer in Vollzeit an einem Projekt arbeitet, sollte auch entsprechend bezahlt werden – unabhängig vom Fachbereich. Ein höheres Gehalt würde die Promotion außerdem attraktiver machen, insbesondere im Vergleich zur besser bezahlten Industrie. So könnten mehr Talente für die Wissenschaft gewonnen werden.

Meistens habe ich den Tag damit begonnen, mich mit Studierenden und wissenschaftlichen Hilfskräften zu treffen, um ihre Aufgaben für den Tag zu besprechen. Danach habe ich entweder selbst Experimente im Labor durchgeführt oder im Büro gearbeitet. Im Büro habe ich Versuchsdaten ausgewertet, Präsentationen vorbereitet, wissenschaftliche Veröffentlichungen geschrieben oder an Meetings teilgenommen. Wenn es bei Experimenten Schwierigkeiten gab, habe ich die Studierenden und Hiwis beim Troubleshooting unterstützt – also bei der Fehlersuche und Problemlösung im Labor.

Nachhaltigkeit spielt in der Bioverfahrenstechnik eine zentrale Rolle. An der TUHH werden derzeit in vielen Projekten nachhaltige Alternativen zu konventionellen Verfahren entwickelt – in der Chemie, in der Energieerzeugung, in der Lebensmittelproduktion und vielen anderen Bereichen. Als Ingenieur*in oder Wissenschaftler*in hat man einen enormen Hebel, um etwas Sinnvolles zu bewegen. Dabei geht es nicht nur darum, neue nachhaltige Ideen zu entwickeln – sondern vor allem auch darum, sie in den technischen Maßstab zu bringen. Die Umsetzung guter Ideen in die Praxis entscheidet letztlich über ihren tatsächlichen Impact. Genau das steht an einer Technischen Universität im Vordergrund: weniger Grundlagenforschung, mehr Anwendung.

Meine Erfahrung an der TUHH war: Der Anteil weißer, heterosexueller Männer ist in technischen Studiengängen nach wie vor recht hoch. Gleichzeitig hat sich in den letzten Jahren viel getan – vor allem in der Bioverfahrenstechnik ist der Frauenanteil spürbar höher als in klassischen Maschinenbau- oder Elektrotechnikstudiengängen. Im Masterstudium wird das Umfeld dann deutlich internationaler. In meiner Promotion habe ich besonders die Arbeit in einem vielfältigen, interkulturellen Team geschätzt. Grundsätzlich habe ich die Universität als sehr offen erlebt – sowohl gegenüber unterschiedlichen kulturellen Hintergründen als auch gegenüber verschiedenen Lebensentwürfen.

Mathe und Physik sind fester Bestandteil eines technischen Studiums. Gerade Mathematik gilt oft als das Fach, in dem viele Studierende „rausgeprüft“ werden. Ich selbst war in der Schule eher mittelmäßig – eine 2 oder 3 in Mathe und Physik – und habe trotzdem mein Studium erfolgreich gemeistert, auch wenn ich mal eine Klausur wiederholen musste. Wichtig ist, mit einem klaren Lernplan und konsequenter Vorbereitung in die Prüfungen zu gehen. In der Promotion wurde Mathematik für mich sogar noch relevanter: Ich habe meine experimentellen Daten genutzt, um Reaktionsverläufe zu modellieren, und daraus Vorhersagen für andere Bedingungen abgeleitet. Der Unterschied zum Studium: Ich wusste genau, wofür ich die Mathematik brauche – das hat vieles leichter gemacht. Meine wichtigste Erkenntnis war: Wir kochen alle nur mit Wasser. Man muss kein Mathe-Genie sein – aber man sollte bereit sein, dranzubleiben und sich durchzubeißen.