Rührgerät

Rührer sind die Werkzeuge eines Rührgeräts, Rührapparats, Rührkessels bzw. Rührwerks. Sie sind in der Regel austauschbar. Je nach Ausführung und Baugröße wird der Rührer samt Welle getauscht oder der Rührer wird an der Welle montiert.

Entsprechend der Rühraufgabe, aber auch der Branche (Labor, Chem. Industrie und Verfahrenstechnik, Bauindustrie, Heimwerken, Küche usw.) sind unterschiedliche Bauformen und Benennungen üblich.

Oft wird auch der gesamte Rührapparat verkürzend als Rührer benannt. Ein Beispiel hierfür ist der in Labors vielgenutzte Magnetrührer oder das Handrührgerät als Küchengerät.

Rührertypen

Es stehen zahlreiche Rührertypen zur Auswahl, die für bestimmte Medien oder Aufgaben besser oder schlechter geeignet sind. Grundsätzlich unterscheidet man: axial (in der Regel nach unten) oder radial (zur Seite) fördernde Rührer.

Um das Mitrotieren der (niedrigviskosen) Flüssigkeit und dabei die Bildung von Tromben zu verhindern und höhere Turbulenz zu erzeugen, werden Stromstörer (oder Strömungsstörer, engl. baffles) verwendet. Bei höherviskosen Flüssigkeiten sind Stromstörer nicht erforderlich bzw. verschlechtern sogar das Rührergebnis.

Emaillierter Stromstörer für emaillierte Rührbehälter

Rotierende mechanische Rührer können nach ihrer Rührgeschwindigkeit in folgende Gruppen unterschieden werden:

• langesamlaufende Rührer, hierbei weiter hin nach der Anzahl ihrer Achsen
  • einachsig (Blattrührer, Balkenrührer, Lochbalkenrührer, Kreuzbalkenrührer, Ankererrührer, Gitterrührer, Schneckenrührer, Schaufelwalze)
  • mehrachsig (Plantetenrührer, Kreiselmischer)
• schnelllaufende Rührer (Propellerrührer, Turbinenrührer, Scheibenrührer, Impellerrührer)

Rührerformen

Emaillierter Rührer mit der Wirkung eines klassischen Impellers für emaillierte Apparate

Emaillierter Ankerrührer

Emaillierter Schrägblattrührer

Emaillierter Rührbehälter mit Stromstörer in Form einer Heizkerze

Nach den Bezeichnungen der Verfahrenstechnik und Technischen Chemie werden unterschieden:

• Propellerrührer: meist 3 Flügel, ähnlich einem Schiffspropeller geformt, axial fördernd, für Suspendieren, Homogenisieren, Wärmeübertragung
• Schrägblattrührer: schräg angestellte, meist rechtwinklige Blätter, wie Propellerrührer axial fördernd, für Suspendieren, Homogenisieren, Wärmeaustausch
• Scheibenrührer: Kreisscheibe mit meist 6 von der Welle nach außen angeordneten, senkrecht stehenden Blättern, radial fördernd, zum Emulgieren, Begasen, Homogenisieren, Wärmeaustausch, erzeugt starke Scherkräfte
• Impellerrührer: üblicherweise drei bodennah angebrachte, in Drehrichtung konvex gebogene Rührerflügel, in den meisten Fällen emailliert und aus einem flach gedrückten Rohrstück gefertigt, zum Suspendieren, Homogenisieren, Wärmeaustausch
• Kreuzbalkenrührer: Schrägblattrührer mit meist 4 Blättern, mehrfach versetzt übereinander angebracht, insbesondere für große Rührkessel, für Fermenter
• Ankerrührer: wandnah geführt für Wärmeaustausch insbesondere zäher Medien
• Blattrührer: senkrechtes Rührblatt, häufig im Labormaßstab eingesetzt
• Gitterrührer: Rahmenkonstruktion oder Blattrührer mit Aussparungen
• Wendelrührer: wandnah für zähe Medien: Homogenisieren und Wärmeaustausch
• Zahnscheibenrührer: Scheibe mit gezacktem Rand
• Restmengenrührer: Bodengängiges Rührorgan zum Rühren auch kleiner Mengen in Reaktoren, schnelllaufend für Emulgieren und Begasen

Rührerauswahl (Verfahrenstechnik)

Die Rührerauswahl richtet sich nach der Rühraufgabe, der Zähigkeit des Mediums, der Scherfestigkeit (ob das Medium geschont werden muss) oder auch umgekehrt danach, welche Rührerleistung zur Verfügung steht, bzw. für den Prozess erforderlich ist.

Man unterscheidet folgende wesentliche Rühraufgaben, die in der Praxis einzeln, gleichzeitig oder in einer zeitlichen Folge nacheinander in einem Rührkessel umgesetzt werden müssen:

• Homogenisieren: Das Ausgleichen von Konzentrationsunterschieden von verschiedenen, miteinander mischbaren Medien
• Dispergieren flüssig/flüssig: Das Einrühren von nicht lösbaren Medien in ein anderes Fluid
• Dispergieren flüssig/gasförmig: Das Einrühren einer Gasphase in eine Flüssigkeitsphase, z.B. beim Hydrieren
• Wärmeübergang, d.h. das zielgerichtete Einleiten von großen Wärmemengen in ein Fluid
• Suspendieren: Das Aufwirbeln und Vermischen von Feststoffen in einer Flüssigphase
• Emulgieren: Das Einrühren einer Flüssigkeitsphase in eine zweite Flüssigkeit

Für jede dieser Rühraufgaben sind bestimmte Rührertypen besser oder schlechter geeignet. Da in der Praxis, wie oben beschrieben, Rühraufgaben selten isoliert auftreten, muss häufig ein Kompromiss geschlossen werden zwischen dem "optimalen" Rührorgan für den wichtigsten Prozesschritt und der generellen Eignung für ebenfalls auftretende, aber für die Ausbeute und die Qualität des Produktes weniger relevanten Verfahrensschritte. In manchen Fällen werden in einem Rührbehälter auch mehrere, unabhängig von einander zu betreibende Rührwerke eingebaut, um für mehrere Verfahrensschritte das jeweils beste Rührorgan zu betreiben.

Oftmals werden in der Praxis Mehrstufenrührer eingesetzt, wie zum Beispiel in der Abbildung rechts gezeigt. Während die untere Ebene für einen hohen Leistungseintrag bei großer Scherung und eine Restmengenrührfunktion verwirklicht, ist das obere Rührorgan als Axialförderer dazu geeignet, eine gute Homogenisierung des Behälterinhalts zu verwirklichen.

Laborbezeichnungen

Im Labor sind u.a. folgende Begriffe geläufig:

• Magnetrührer: Rührstäbe, „Rührfische“ in Stab-, Hantel- Dreikant-, Ei- oder Kreuzform
• Propellerrührer, (siehe oben)
• Turbinenrührer (unterschiedliche Ausführung von Schrägblattrührer bis Scheibenrührer)
• Leitstrahlmischer (Geschwindigkeitsmaximum gezielt auf Boden)
• Zentrifugal-Rührer (Blattrührer mit zur Welle hin einklappbaren Blättern, die durch die Zentrifugalkraft nach außen streben. Ermöglichen das Einführen in enge Öffnungen von Kolben)
• Ankerrührer (s.o.)
• Halbmondrührer : bodennaher Blattrührer für Rundkolben (auch in klappbarer Ausführung)
• Fächerrührer (wie Gitterrührer)
• Dissolver (wie Zahnscheibenrührer)
• Rührschlange (Federspirale statt Blatt, radial fördernd wie Scheibenrührer)
• Visco Jet ® (2 oder 3 tangential angeordnete, als Düsen fungierende, „bodenlose“ Becherchen)

Haushaltsrührer

In der Küche sind für sogenannte Mixer gebräuchlich:

• Quirl
• Knethaken

Baugewerbe

• Propellerrührer (insbesondere zum Farbe mischen)
• Wendelrührer
• Rondenrührer, ein vereinfachter Wendelrührer für geringeren Widerstand z.B. als
• Mörtel-Rührer

Weblinks

• Weitere Informationen zum Einfluss der Rührergeometrie auf die Qualität des Endproduktes (PDF; 488 KB)
• Umfangreiche Website zum Thema Rührtechnik (in Englisch)
• Beispiel für einen Restmengenrührer