Die Mischung macht's

CT-Produktfokus:Neuheiten auf demGebiet der Mischer und Rührer

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14.07.2009 Mischen, rühren, dispergieren – in der Verfahrenstechnik sind dies zentrale Prozesse. Je nach Edukt und Produkt stellen Anwender verschiedene Anforderungen an ihre Misch- und Rührtechnik. Im Produktfokus Mischer geben wir einen Überblick über Techniken, Verfahren und Möglichkeiten der auf dem Markt befindlichen Mischer.

Verschleißarm Der Epox-R ist ein neues Rührorgan von Ekato Rühr- und Mischtechnik. Durch seine strömungsgünstige Formgebung soll er Rückströmungen verhindern, da diese Auslöser für einen schnell fortschreitenden Prallverschleiß sind. Um unplanmäßige Anlagenstillstände und -ausfälle in Folge von erosivem Verschleiß zu vermeiden, ist der Einsatz des Epox-R besonders für Medien in der Grundstoffindustrie und der Erzaufbereitung geeignet. Dadurch sollen Standzeiten erhöht und Ersatzteilhaltung sowie Wartungsaufwand reduziert werden.

Drei Basistechnologien Die ibw-Rührwerke bieten eine Serie mit Rührwerkstechnik für verschiedene Anforderungen an. Je nachdem welche Parameter wie Viskosität, Dichte, Volumen, Behältergeometrie und Bearbeitungszeit der Kunde beachten muss, kann eine der drei Basistechnologien der Firma zum Einsatz kommen. Neben dem Rotor-Stator-Prinzip und den Leitstrahlmischern ist auch die DIN-Rührwerkstechnik erhältlich. Sie sind in einem Baukastensystem sowohl als Fass-Rührwerk als auch für industrielle Großanlagen für eine Vielzahl von Branchen zu beziehen. Die Hochleistungs-Dispergiermaschine Unirex basiert auf dem Rotor-Stator-Prinzip und erzielt mithilfe von Turbulenzkräften im Scherspalt hohe Dispergierleistungen und Feinverteilungen. Der Leitstrahlmischer Rotorex ist für den Einbau in offene und geschlossene Behälter unter Druck oder im Vakuum (0 bis 40bar) geeignet. Er bewirkt eine ausgeprägte Zirkulation der gesamten Flüssigkeitsmenge in kurzer Zeit. Der DIN-Mischer Turborex ist beim kompletten Rührwerkeprogramm für dünnflüssige bis pastöse Medien geeignet. Er kann schnell oder langsam, drucklos, unter Druck oder im Vakuum betrieben werden.

Produktschonend IKA hat in seinem Portfolio den Konusmischer CM. Dieser besitzt einen speziellen Spiralrührer, mit dem alle rieselfähigen Feststoffe und auch Produkte mit unterschiedlichen Schüttdichten und Partikelgrößen gemischt werden können. Die Rührerdrehzahl kann an die jeweiligen Produkteigenschaften angepasst werden. Im Inneren verhindern Strömungsbrecher das Rotieren des Mediums mit dem Rührer, so dass das Mischgut mithilfe zusätzlicher Turbulenzen tangential und radial vermischt wird. Durch seine strömungsgünstige Form, die nur geringen Reibungswiderstand bildet, und die Schwenkbarkeit des kompletten Mischbehälters soll das Mischergebnis zusätzlich verbessert werden. Der Mischer ist durch integrierte Sprühköpfe, die den kompletten Innenraum abdecken, gut zu reinigen.

Reaktionen kontrollieren Der statische Mischer SMV von Sulzer eignet sich für Misch- und Dispergieraufgaben im turbulenten Strömungsbereich. So kann er beispielsweise eingesetzt werden, wenn chemische Reaktionen kontrolliert ablaufen sollen, hohe Stoffaustauschflächen gefordert sind oder eine Dispergierung mit engem Tropfenverteilerspektrum nötig ist. Es werden je nach Mischaufgabe kundenspezifische Mischer in den unterschiedlichsten Ausführungen und Geometrien, mit oder ohne Dosierung und in vielen Werkstoffen hergestellt. So ist es unter anderem möglich, Gase in großen Querschnitten bei kurzer Einbaulänge zu vermischen oder in Flüssigkeiten schnell zu lösen.

Sanftes Mischprinzip Die Mischer der Firma Lindor sind für kurze Mischvorgänge geeignet, bei denen die Scherkräfte minimiert werden sollen. Somit sollen Produkteigenschaften von besonders sensiblen Materialien, die bruch- oder temperaturempfindlich oder abrasiv sind, erhalten werden. Dies trifft häufig auf Granulate in der Nahrungsgüterindustrie, chemischen Industrie sowie der Pharmazie zu. Der horizontale Trommelmischer kommt ohne bewegliche Mischwerkzeuge aus und arbeitet mithilfe von gebogenene Mischschaufeln im Inneren, die an die Trommelwand angeschweißt sind. Dies soll Produktverdichtungen, Scherkräfte und Produktentmischungen entgegen wirken. Er ist von der Laborausführung mit 10l Volumen bis zu Volumina von bis zu 25000l erhältlich.

Hygienisch konstruiert Der dynamische Inline-Mischer Pentax Hygienic von SPX kann nun auch in Applikationen mit höchsten hygienischen Standards eingesetzt werden, da die Konstruktion nach hygienischen Aspekten neu aufgelegt wurde. Alle integrierten Teile sind mit O-Ringen abgedichtet; eine hygienische Gleitringdichtung und geneigte Flächen zur vollständigen Entleerung sorgen für einwandfreie Hygiene und ein Clean Design. Die Antriebsleistung wird auf den Prozess zugeschnitten. Der EHEDG-zertifizierte Mischer steht in den Baugrößen SMD15, SMD30 und SMD70 zur Verfügung. Überwiegend wird der Mischer mit direkter Motordrehzahl betrieben, speziell bei hochviskosen Medien kann ein Untersetzungsgetriebe das entsprechende Drehmoment aufbringen, den Prozess sicher zu fahren.

Dreidimensional gemischt Das Prinzip des Dyna-Mix-Schüttelmischers von der WAB Maschinenfabrik beruht auf seiner geregelten dreidimensionalen Bewegung. Sie ergibt sich aus zwei sich senkrecht überlagernden Rotationen. So soll ein schonender, gleichmäßiger und reproduzierbarer Ablauf des Mischprozesses sichergestellt werden. Der Schüttelmischer kann beispielsweise zum Homogenisieren verschiedener Trockenstoffe, zum Unterstützen langwieriger Auflösungsprozesse oder auch zum Einbringen von Wirk- und Aromastoffen genutzt werden. Er ist durch Anpassen der Festspannvorrichtung in verschiedenen Ausführungen für Behälter und Container zwischen 40 und 1000l erhältlich.

Verkürzte Prozesszeiten Pumpen, saugen, mischen, dispergieren – diese Funktionen finden sich in der Misch- und Dispergiermaschine DBI2000 von IKA. Sie ist das Kernstück der neuen Mischanlage vom Typ Master Plant. Für den Mischbehälter sind zwei unterschiedliche Rührer erhältlich. Der gegenläufige Rührer sorgt für eine vertikale und horizontale Durchmischung und ist für Viskositäten bis rund 100000mPas geeignet, während der Wendelrührer für Viskositäten bis 30000mPas ausgelegt ist. Beide sind mit beweglichen Abstreifern ausgestattet und heiz- bzw. kühlbar. Ohne Anlegen von Vakuum können feste und flüssige Additive direkt der Dispergierkammer zugeführt werden, um Verklumpungen zu vermeiden. Gereinigt wird der Behälter durch mindestens drei Sprühköpfe, so dass keine Toträume entstehen.

Auch für Reagenzglasgröße Beim Turbula-Mischer können Behälter eigener Wahl und beliebiger Größe verwendet werden. Auch trocken-flüssig- und flüssig-flüssig-Mischungen sind bei der Anlage von der WAB Maschinenfabrik möglich. Er kann homogene Mischungen von pulverförmigen Komponenten mit unterschiedlichen spezifischen Gewichten und Partikelgrößen erzeugen. Bei dem Modell T2F können Mischbehälter beliebiger Form, vom Reagenzglasgröße bis hin zu 2-l-Volumina eingesetzt werden, die mittels verdrehbaren Gummispannern gehalten werden. Bei allen Modellen versetzt der Mischer den Behälter in eine dreidimensionale Bewegung und das Mischgut wird wechselweise einer vertauschenden, rhythmisch pulsierenden Bewegung unterworfen. Somit soll die Mischzeit minimiert und Scherkräfte sowie eine Entmischung verhindert werden.

Mischen im Labormaßstab Der BS-Mini-dry-Labortrockner und -mischer ist GMP-gerecht und von der Firma Bolz Summix für die Forschung und Entwicklung konstruiert worden. Er ist hinsichtlich Abmessung, Ausrüstung und Handhabung auf die Anforderungen im Labor abgestimmt und soll durch seinen modularen Aufbau verschiedene Einsatzmöglichkeiten bieten. Neben Mischprozessen können auch Trocknungsprozesse unter Vakuum, Entgasungen und Befeuchtungen mit ihm vorgenommen werden. Die Soft- und Hardware des Gerätes zeichnet notwendige Daten für die Berechnungen des Scale-Up des Prozesses auf. Sein Nutzinhalt liegt zwischen 0,15 und 1,5l.

Preiswerte Einwellenlösung Der Typ RFM/D ist ein Zentralwellenmischer und Trockner der Firma Bolz Summix. Dieses neue Mischorgan für konische Mischer und Trockner ist für den Einsatz bei einfacher zu verarbeitenden Produkten geeignet. Diese Einwellenlösung soll eine preiswerte Alternative für Prozesse mit einer verbesserten Mischeffizienz und besseren Trocknungsergebnissen gegenüber einfachen Wendel- und Doppelwendelsystemen bieten. Die Maschinen sind in verschiedenen Größen zwischen 100 und 4000l lieferbar.

Kontinuierlicher Betrieb Bislang herrscht bei der Herstellung von Emulsionen und Dispersionen das Batch-Verfahren vor. Seine Nachteile: meist relativ lange Stillstandszeiten, aufwendige Zwischenreinigungen und verfahrensbedingt große Schwankungen in der Produktqualität. Um diese Probleme zu umgehen, hat Hebold die Contiline entwickelt. Bei der Anlage werden alle Rohstoffe in mehreren fest hintereinander geschalteten Schritten verarbeitet. Ähnliche Rohstoffe werden zu Phasen zusammengefasst. Sie durchlaufen die Anlage und vereinigen sich am Ende zum fertigen Produkt. Für das Produkt sind neben feinen Partikelgrößen auch sehr enge Verteilungen realisierbar. Es besteht die Möglichkeit einer direkten Ankopplung an eine Abfüllmaschine. Der Gesamtdurchsatz der einzelnen Typen liegt je nach Bauart zwischen 6 und 7000l/h.

Wirbelkammer mit Scherkräften Die Firma Lipp bietet einen Intensiv-Schaufelmischer mit Wirbelkammer. Sie kann seitlich an Schaufelmischer nahezu aller Bauarten angebaut werden und ragt nicht in den Mischbehälter hinein, so dass Materialstaus am Einbauort und Toträume im Mischbehälter vermieden werden. Durch die Bewegung der Mischwerkzeuge des Hauptmischwerks wird ständig neues Produkt in die Wirbelkammer gefördert. Darin werden hohe Scherkräfte auf kleinstem Raum erzeugt. So sollen auch größere Zusammenballungen angesaugt und aufgeschlossen werden. Das System ist zum Vermischen hochviskoser Zusätze zu feinen Pulvern, zur Oberflächenvergrößerung bei Trocknungs- und Reaktionsprozessen und zum Benetzen geeignet.

Heftausgabe: Juli 2009

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