Laborrührer sind für den Gebrauch im Labor bestimmt und unterstützen außerdem bestimmte Verfahrenstechniken. Dazu gehören:
Homogenisieren
Beim Homogenisieren unterstützt der Laborrührer das Lösen von Flüssigkeiten ineinander. Durch Rühren und Zerkleinerung der Bestandteile können auch Flüssigkeiten, die sich eigentlich nicht mischen, gleichmäßig vermengt werden.
Suspendieren
Durch Rühren mit einer hohen Drehzahl und damit dem Aufwirbeln von eigentlich nicht löslichen Feststoffen in einer Flüssigkeit wird das Ziel erreicht, ein homogenes Gemisch aus Flüssigkeit und darin fein und gleichmäßig verteilten Feststoffen zu erhalten.
Dispergieren
Um Gas gleichmäßig in einer Flüssigkeit zu verteilen, müssen möglichst kleine Gasbläschen bzw. Sauerstoffaustauschflächen erzeugt werden. Dies wird durch Intensitätssteuerung der Scherung erreicht.
Emulgieren
Auch die Vermischung zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten wird durch den Laborrührer ermöglicht. Dieser verhindert Sedimentation durch Strömung und ermöglicht gleichzeitig die Bestimmung der Tröpfchengröße mittels Intensitätseinstellungen für Turbulenz und Scherfelder. So wird eine möglichst große Phasengrenzfläche erzielt. Einige Geräte enthalten außerdem Filter für noch feinere Ergebnisse.
Lösen
Bestimmte lösliche Stoffe sollen in verschiedenen Flüssigkeiten aufgelöst werden. Der Laborrührer ermöglicht einen gleichmäßigen Vorgang.
Kristallisieren
Bei diesem Vorgang erlaubt das Laborrührwerk Rückschlüsse auf die Kristallkonzentration der Substanzen. Für diesen Laborbedarf ist der Rührer auch insofern wichtig, die Kristalle so schonend wie möglich zu fördern, denn zerschlagene Kristalle resultieren nicht im gewünschten Ergebnis.
Erwärmen
Durch vielfältige Konfigurationseinstellungen ermöglichen Laborrührer optimale Mischergebnisse. Auch die Erwärmung voneinander getrennter Substanzen ist dabei möglich. Einige Modelle der Laborrührer kommen neben der Forschung zum Beispiel auch in der Qualitätskontrolle zum Einsatz.
Beim Einsatz des Laborrührers können nicht nur oben genannte Verfahren durchgeführt, sondern auch Messungen vorgenommen werden. So ist in manchen Gebieten der Einsatz von Geräten notwendig, die über die sogenannte Drehmoment-Messung verfügen, da dieser ein aussagekräftiges Messsignal darstellt. Man spricht dann von Messrührern oder Drehmoment-Messrührern. Die Messung funktioniert insofern, als durch die Messsignale Rückschlüsse auf die Viskosität der Substanzen gezogen werden können. Dabei sollte man allerdings darauf achten, dass auch andere Faktoren miteinbezogen werden müssen: So spielen ebenso Faktoren wie Füllstand, Temperatur des Mediums und die Rührergeometrie eine wichtige Rolle bei der Messung.
Laborrührer setzen sich aus einer Rührwelle mit Rührblatt sowie einem Rührantrieb mit Einspannvorrichtung für die Rührwelle zusammen. Diese befinden sich in einem Rührbehälter, in dem auch ein sogenannter Strömungsbrecher eingebaut ist. Die meisten Rührer bestehen aus hochwertigem Edelstahl oder widerstandsfähigem PTFE. Das Getriebe wirkt vom Außenbereich und erzeugt am Boden des Gefäßes durch Antrieb die Rührströmung, mittels derer die gewünschten Ergebnisse erzielt werden. Laborrührer können – je nach Einsatzbereich – unterschiedlich eingestellt werden.
So wird die Umdrehungszahl des Antriebs beim Rühren meist nicht über Stufen geregelt, sondern kann individuell und stufenlos geregelt werden. Manche Laborrührer funktionieren auf elektrischer Basis: High-End-Geräte verfügen bereits über eine elektronische Drehzahlregelung. Der Drehzahlbereich ist von Gerät zu gerät unterschiedlich und kann meist je nach Modell über ein Display individuell eingestellt werden. Laborrührer sind aber nicht nur zum Vermengen da, sondern unterstützen auch den Wärmeübergang an sogenannten Wärmeaustauschflächen.
Unter den Laborrührern ist der Magnetrührer ein besonders häufig verwendetes Produkt. Dieser ist essenziell für
gleichmäßige Rührvorgänge und Mischen von Materialien und Stoffen sowie
gleichmäßiges Erwärmen von Flüssigkeiten und Lösungen.
Magnetrührer sind besonders bei biotechnischen, mikrobiologischen, pharmazeutischen, chemischen oder medizinischen Anwendungen wirksam, wobei Überkopfrührer ideal für Biotechnologie und analytische Labore sind. Diese erlauben die Vermischung von Flüssigkeiten bei geschlossenem Gefäß und kommen daher zum Einsatz, wenn Flüssigkeiten nicht in Kontakt mit der Umwelt geraten sollen oder wenn eine Schutzgasatmosphäre erforderlich ist.
Im Labor ist ein gut angepasstes Rührwerk essenziell: Nur durch den Einsatz von unterschiedlichen Rührblättern können optimale Ergebnisse in vielfältigen Substanzen mit der optimalen Leistung erzielt werden.
Propellerrührer sind die richtige Wahl für das Aufwirbeln von Feststoffen. Blattrührer eignen sich dabei besonders für die Mischung von mittel- bis niedrigviskosen Substanzen mit mittlerer Drehzahl.
Ankerrührer sind wandnah platziert und fördern den optimalen Wärmeübergang durch Erzeugung tangentialer Strömung. Sie sorgen für gleichmäßige Verteilung hoher Mineralanteile in mittel- bis hochviskosen Flüssigkeiten bei geringen Ablagerungen an der Gefäßwand.
Mit Kreuzbalkenrührern können mittels Scherströmung Schwimm- und Sinkschichten zerstört werden. Damit sorgen sie für optimale Durchmischungen der meist mittelviskosen Medien.
Schrägblattrührer sind schräg gestellte, fast immer rechtwinklig gestellte Blätter, die axiale und turbulente Strömung erzeugen. Sie dienen vor allem dem Homogenisieren, Suspendieren und Dispergieren von Medien.
Dabei handelt es sich um die Rahmenkonstruktion oder einfach einen Blattrührer mit Aussparungen. Mittels tangentialer Scherströmung erfolgt durch den Gitterrührer ein guter Wärmeaustausch zwischen mittelviskosen Medien.
Der Blattrührer wird dann eingesetzt, wenn niedrige Drehzahlen erforderlich sind. Das senkrechte Rührblatt erzeugt eine starke tangentiale Scherströmung und wird häufig im Labormaßstab eingesetzt
Wie der Ankerrührer wird auch der Wendelrührer wandnah platziert. Er erzeugt eine kräftige axiale Scherströmung und ist bei hochviskosen Substanzen, Suspensionen und Pasten richtig eingesetzt. Er fördert Homogenisierung und Wärmeaustausch.
Wirklich gute Durchmischung von Medien liefert der Impellerrührer mit radialer Strömung. Dabei handelt es sich um drei bodennah angebrachte, in Drehrichtung konvex gebogene Rührerflügel, die optimal für die Suspension, die Homogenisierung und den Wärmeaustausch von Medien geeignet sind.
Für optimales Dispergieren und Begasen erzeugt der Scheibenrührer eine starke radiale Strömung. Die Kreisscheibe mit 6 senkrecht stehenden, nach außen angeordneten Blättern erzeugen besonders starke Scherkräfte.
Der MIG-Rührer erzeugt eine starke axiale Scherströmung bei Medien mit mittlerer oder niedriger Viskosität. Er wird dann eingesetzt, wenn optimale Durchmischungen erforderlich sind.
Der Dissolverührer erzeugt radiale Strömung und sorgt mittels einer Scheibe mit gezacktem Rand für extrem hohe Scherung. Daher ist er bestens geeignet für die Zerkleinerung von Teilchen.
Hierbei handelt es sich um die Kreisscheibe mit meist 6 senkrecht stehenden halbkreisförmig gebogenen Blättern. Der Hohlblattrührer erzeugt radiale Strömung und starke Scherkräfte. Er wird für Begasungverfahren eingesetzt.
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