Mischen und Rühren

Abstract

Mischen und Rühren stellen in einer Vielzahl von Industriezweigen alltägliche Aufgabenstellungen dar. Der Rührbehälter selbst dürfte einer der am weitesten verbreiteten Apparate in technischen Produktionsprozessen sein. Dieser Bedeutung entsprechend wurde auf dem Gebiet des Mischens und Rührens über Jahrzehnte intensiv an der wissenschaftlichen Durchdringung der auftretenden Phänomene gearbeitet. Als Folge dieser Aktivitäten besteht heute ein hoher Kenntnisstand in diesem Wissensgebiet. Doch auch gegenwärtig bedürfen bestimmte Fragestellungen noch immer einer Klärung durch entsprechende experimentielle und theoretische Untersuchungen. Gemäß dem allgemeinen Trend in der wissenschaftlichen Literatur nehmen die jährlich auf diesem Gebiet veröffentlichten Artikel beständig zu. Für diejenigen, die sich nicht ausschließlich mit diesem Spezialgebiet beschäftigen können, sind die aktuellen Entwicklungen kaum mehr transparent. Da in der produzierenden Industrie – selbst in der Großindustrie – kaum mehr Spezialisten tätig sind, die sich in ihrer beruflichen Tätigkeit über viele Jahre auf ein relativ enges Themengebiet konzentrieren können, ergibt sich dort vielfach die Frage nach einer zuverlässigen, effektiven Informationsquelle. Der umfangreiche Kenntnisstand und die Flut an aktuellen Forschungsarbeiten stehen für die Anwender dieser Technik häufig in eklatantem Widerspruch zu der für sie im Alltagsgeschäft verfügbaren Zeit, in der sie sich intensiv mit Fragen des Mischens und Rührens auseinandersetzen können. Aus diesem Spannungsfeld heraus kommt es aufgrund mangelnden Wissens immer wieder zu fehlerhaften Auslegungen technischer Apparate, zur Durchführung unnötiger bzw. unsachgemäßer Versuche oder einer ineffektiven Betriebsweise und damit in letzter Konsequenz zu vermeidbaren Kosten. Vor diesem Hintergrund ergriff der GVC-Fachausschuss »Mischvorgänge« im Jahre 1998 die Initiative und entwickelte die Seminarveranstaltung Mischen und Rühren, deren Beiträge die Basis dieses Buches darstellen. Die inhaltliche Ausrichtung zielt auf Anwender aus unterschiedlichsten Industriezweigen bzw. aus Forschung und Entwicklung. Vermittelt werden soll das für die tägliche Arbeit erforderliche Grundwissen einschließlich relevanter neuer Entwicklungen. Die einzelnen Themengebiete werden von kompetenten Fachleuten aus Industrie und Hochschulen aufgearbeitet, wobei auf eine einheitliche Sichtweise ebenso wie auf eine konsistente Nomenklatur besonderer Wert gelegt wird. Nach einer Einführung mit Definitionen und einer Gliederung der Mischtechnik folgt die Erläuterung des Homogenisierens niedrigviskoser Flüssigkeiten. Mit den anschließenden Themen Messtechnik und numerische Strömungsberechnung werden Schwerpunkte aktueller Forschung behandelt. Vermittelt werden die gegenwärtigen Möglichkeiten und Grenzen dieser Techniken, die aus Anwendersicht bedeutsam sind. Die nachfolgenden Kapitel beschäftigen sich in besonderem Maß mit Auslegungskriterien, apparativen Lösungen sowie Wirtschaftlichkeitsaspekten. Die besonderen Randbedingungen bei der Behandlung hochviskoser Medien und die daraus resultierende Vielfalt technischer Mischsysteme werden anschließend erläutert. Möglichkeiten und Anwendungsbereiche von statischen Mischern folgen. Die Darstellungen der an Mehrphasensysteme gebundenen Aufgaben Suspendieren, Begasen und Emulgieren beinhalten neben der phänomenologischen Beschreibung die Behandlung der auftretenden Maßstabsübertragungsprobleme. Die spezifischen Bedingungen der Biotechnologie sowie nicht-Newtonscher Flüssigkeiten und deren Bedeutung für spezifische Rühraufgaben werden jeweils gesondert behandelt. Den Abschluss bildet eine übergreifende Darstellung der Modelltechnik und der Maßstabsübertragung.