Dipl.-Ing. Alexander Schmidt
Bei der Verarbeitung von festen Produkten zu einer homogenen Mischung finden statische Mischer in verschiedensten Bereichen der Lebensmittelindustrie Einsatz. Mit diesen Apparaten können beispielsweise Bonbons in verschiedenen Geschmacksrichtungen und Farben gemischt werden. Andere Anwendungsgebiete sind die Herstellung von Fertiggerichten und Müslimischungen. Der als Feststoffmischer eingesetzte statische Mischer gewährleistet eine gleich bleibende Mischqualität im freien Fall, wobei keine Energie zugeführt werden muss. Nur in Ausnahmefällen kommen zur Unterstützung Vibratoren zum Einsatz.
Auch das Mischen verschiedenartiger Komponenten mit sehr kleinem pulverförmigen Anteil ist mit statischen Mischern ohne Schwierigkeiten realisierbar. Dabei können sich die Komponenten hinsichtlich Schüttdichte, Korngröße und -form unterscheiden. Darüber hinaus lassen sich mit statischen Mischern auch qualitativ hochwertige Produkte erzeugen, die die einzelnen Komponenten in stark unterschiedlichen Anteilen, beispielsweise im Verhältnis von 1:1000, enthalten. Die Mischer werden vertikal installiert und über ein oder mehrere Dosiersysteme mit den zu mischenden Komponenten beschickt. Der Produktstrom wird von jedem einzelnen Mischelement in zwei Ströme geteilt und in Rotation versetzt.
Durch die wechselweise Anordnung von links- bzw. rechtsgängigen Mischelementen kommt es im statischen Mischer zu einer Rotationsrichtungsumkehr und Stromteilung. Das erste Mischelement erzeugt zwei rotierende Wirbel, welche gleichzeitig radial über den Rohrquerschnitt geführt werden. Beim Auftreffen auf das folgende Mischelement, wird jeder der am ersten Mischelement erzeugten Wirbel in zwei Teilströme zerlegt und gezwungen, die Rotation in entgegengesetzter Richtung wirken zu lassen. Das Ergebnis ist eine intensive und vollständige Mischung der Komponenten. Es entstehen keine radialen Gradienten in bezug auf Temperatur, Geschwindigkeit und Zusammensetzung.
Die geforderte Mischgüte bestimmt den zum Einsatz kommenden Mischertyp und die Anzahl der Mischelemente. Letztere hängt von dem Viskositäts-, Massen- und Volumenverhältnissen der einzelnen Komponenten ab.
Für den Einsatz von statischen Mischern als Wärmetauscher stehen verschiedene Mischerausführungen zur Verfügung, die auch miteinander kombiniert werden können. Bild 1 zeigt einen Wärmetauscher mit zwei verschiedenen Mischelementen. Am Anfang der Wärmetauscherstrecke sorgt der MX-Mischer (1) für eine intensive Vermischung auf kurzer Strecke. Die anschließenden Wendelmischelemente (2) dienen zum Abbau von Temperaturgradienten und zur Steigerung der Wärmeübertragung. Da der Produktstrom rotierend von der Rohrwand wegbewegt und der Strom mehrmals geteilt wird, besteht keine Gefahr des Einfrierens bzw. des Überhitzens an der Rohrwandung. Für welchen Mischertyp bzw. für welche Mischerkombination man sich entscheidet, hängt u. a. von der zur Verfügung stehenden Rohrlänge und vom zulässigen Druckverlust ab.
