Zusammensetzung und Auswahl von Aufsatzrührern

Aufsatzrührer bestehen im Wesentlichen aus drei Teilen: einem Motor, einem Rührstab und einer Rührdichtung. Der Motor dient als Antriebsquelle, ist an einer Halterung befestigt und seine Drehzahl wird über einen Drehzahlregler eingestellt.

1. Der Rührstab ist mit dem Motor verbunden. Beim Einschalten treibt der Motor den Rührstab an und führt so das Rühren durch. Die Rührdichtung verbindet den Rührstab mit dem Reaktor und ermöglicht so die Durchführung der Reaktion in einem geschlossenen System.

Die Rührleistung hängt maßgeblich von der Konstruktion des Rührstabs ab. Ein geeigneter Rührstab sollte anhand der Größe und Form des Reaktors, der Größe der Flaschenöffnung und der Anforderungen der Reaktionsbedingungen ausgewählt werden.

2. Bei der Auswahl eines Rührers ist zunächst der Begriff Viskosität zu klären. Viskosität bezeichnet den Fließwiderstand einer Flüssigkeit. Sie ist definiert als die Scherspannung pro Quadratzentimeter Oberfläche, die erforderlich ist, wenn eine Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/s fließt. Dies wird als dynamische Viskosität bezeichnet und in Pa·s gemessen. Viskosität ist eine Eigenschaft von Flüssigkeiten.

Beim Rühren gelten Flüssigkeiten mit einer Viskosität unter 5 Pa·s im Allgemeinen als niedrigviskos, wie z. B. Wasser, Rizinusöl, Maltose, Marmelade, Honig, Schmieröl, Schweröl und niedrigviskose Emulsionen; Flüssigkeiten mit einer Viskosität von 5–50 Pa·s gelten als mittelviskos, wie z. B. Tinte und Zahnpasta. Flüssigkeiten mit einer Viskosität von 50–500 Pa·s sind hochviskose Flüssigkeiten, wie beispielsweise Kaugummi, Plastisol und feste Brennstoffe. Flüssigkeiten mit einer Viskosität über 500 Pa·s sind sehr hochviskose Flüssigkeiten, wie beispielsweise Gummimischungen, Kunststoffschmelzen und Organosiliciumverbindungen.

Die technischen Parameter von oben montierten Rührwerken umfassen in der Regel die maximale Rührviskosität, gemessen in cP. Die Umrechnung von cP erfolgt wie folgt: 1 Pa·s = 1000 mPa·s = 1000 cP. Beispielsweise beträgt die maximale Rührviskosität eines herkömmlichen oben montierten Rührwerks 20.000 cP, was etwa 20 Pa·s entspricht. Das bedeutet, dass sich das Rührwerk für Flüssigkeiten mit niedriger bis mittlerer Viskosität eignet.

3. Die Wahl des Rührflügels ist ebenfalls ein wichtiger Parameter für oben montierte Rührwerke. Bei niedrigviskosen Medien kann ein Rührwerk mit kleinem Durchmesser und hoher Drehzahl die umgebende Flüssigkeit in Bewegung setzen und über eine gewisse Distanz transportieren. Hochviskose Flüssigkeiten erfordern hingegen ein direktes Rühren.

Für niedrig- und mittelviskose Flüssigkeiten eignen sich unter anderem folgende Rührwerke: Paddel-, offene Turbinen-, Propeller-, Langpropeller-, Scheibenturbinen-, Brumachin-, Platten- und Rahmenrührwerke, dreiflügelige rückwärtsgekrümmte und MIG-Rührwerke.

Für hoch- und sehr hochviskose Flüssigkeiten eignen sich Bandrührwerke, Schraubenrührwerke, Ankerrührwerke, Rahmenrührwerke und Propellerrührwerke. Bei manchen Flüssigkeiten, deren Viskosität sich mit der Reaktion ändert, werden Rührwerke benötigt, die für einen breiten Viskositätsbereich geeignet sind, wie beispielsweise Universalrührwerke.