Dr.-Ing. Ralf Wicke
Eine häufig auftretende Aufgabe in verfahrenstechnischen Prozessen stellt das Mischen hochviskoser Medien dar. Beispiele sind: Cremes, Pasten, Keramikmassen, Dichtungsmaterialien und Feinkostzubereitungen; diese Medien weisen in der Regel ein nichtnewtonsches Fließverhalten auf. Während des Mischprozesses können ganz unterschiedliche Anforderungen von Bedeutung sein. So erfordern manche Produkte einen hohen Schereintrag, um eine Klumpenbildung zu vermeiden, bei anderen Produkten dürfen dagegen stückige Komponenten nicht zerstört werden. Nach erfolgtem Mischvorgang muss das Fertigprodukt aus dem Mischbehälter entleert werden. Für hochviskose Medien ist dies oft nicht mehr mit herkömmlichen Produktpumpen möglich, so dass spezielle Behälterentleerungsvorrichtungen zum Einsatz kommen.
Zum Produzieren hochviskoser Pasten wird häufig ein Zentralrührwerk eingesetzt. Als Rührwerkzeuge kommen ein Ankerrührer mit zusätzlichen förderwirksamen Elementen und ein Dissolverrührer zum Einsatz. Der schnellaufende Dissolver verhindert eine Klumpenbildung. Um eine möglichst luftblasenfreie Paste zu erzielen, findet der Mischprozess unter Vakuum statt. Mit Hilfe eines Adapterstücks und entsprechender Rührwerkzeuge ist der Einsatz unterschiedlicher Behältergrößen möglich.
Oft stößt der Einsatz von herkömmlichen Zentralrührwerken allerdings an Grenzen. Ein befriedigendes Mischergebnis wird dann nur noch mit Planetenmischern erzielt. Charakteristisch hierbei ist, dass sich die Mischwerkzeuge auf einer Kreisbahn bewegen und zusätzlich eine Rotation um die eigene Achse ausführen. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei jedem Umlauf der gesamte Behälterinhalt erfasst und durchmischt wird. Zusätzlich zu den Mischwerkzeugen läuft mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit ein Wandabstreifer um, der Produkt von der Behälterwandung zurück in Richtung Behältermitte fördert. Mit Planetenrührwerken kann bewusst scherarm gemischt werden oder aber auch scherintensiv. Im letzteren Fall werden so genannte Doppelplanetenrührwerke eingesetzt, bei denen die Rührwerkzeuge ineinanderkämmen. Durch die Größe der Spaltweite und die Rührerdrehzahl lässt sich die Höhe des Scherkrafteintrags beeinflussen. Die Höhenverstellung des Maschinenkopfs erfolgt manuell über eine kugelgelagerte Führung mit Ausgleichsgewicht in der Hubsäule. Falls gewünscht, können alle produktberührenden Bauteile mit Polyamid beschichtet werden. Ein 1000-l-Doppelplanetenrührwerk eignet sich beispielsweise zum Vermischen von Trockensubstanzen mit geringem Bindemittelgehalt. Herbst hat ein solches Rührwerk für den Einsatz in der pharmazeutischen Produktion besonders reinigungsgerecht gestaltet. Für das scherarme Vermischen von Feinkostzubereitungen mit stückigen Komponenten bietet das Unternehmen ein 400-l-Planetenrührwerk. Es umfasst ein Planetenrührwerkzeug und den umlaufenden Wandabstreifer. Bei geringen Drehzahlen erzielt man eine gute Durchmischung und stückige Komponenten wie Fruchtstücke bleiben unverändert erhalten.
