Mischen (Verfahrenstechnik)

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Das Mischen ist die Umkehrung der Trennung und eine Grundoperation in der mechanischen Verfahrenstechnik.

Mischer als mechanisches Gerät oder als Maschine sowie die damit erzeugten Mischprozesse begegnen uns in sehr vielen Bereichen: in der Küche (Mixer), im Auto (Vergaser), beim Händewaschen (Mischarmatur für Heiß- und Kaltwasser), im Bauwesen (Betonmischer, „Mischmaschine“) und bei vielen industriellen Verfahrenschritten.

Begriffsbestimmung[Bearbeiten]

Bei mischtechnischen Vorgängen werden die Bestandteile von mindestens zwei getrennt vorliegenden Ausgangsstoffen durch Relativbewegung so umpositioniert, dass ein neues Anordnungsschema entsteht. Dabei entsteht ein Gemisch (Gemenge) und unter bestimmten Bedingungen ein neuer Stoff.

Kriterien eines Mischprozesses[Bearbeiten]

Primärziel ist das Erreichen einer geforderten Homogenität des neuen Stoffs. Unter ökonomischen und verfahrenstechnischen Gesichtspunkten spielt die Mischzeit und die für den Mischprozess aufgewendete Energie eine wichtige Rolle.

Bei Stoffen, die sich nicht spontan homogen vermischen, ist es wichtig, dass der Mischer möglichst viel Relativbewegung in das zu mischende Gut einbringt. Idealerweise ändern sich dabei Intensität und Richtung des Krafteintrags ständig.

Berechnung von Mischprozessen[Bearbeiten]

Eine mathematische Darstellung eines Mischprozesses ist nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich. Man ist daher von Modellversuchen abhängig, bei der dimensionslose Kenngrößen gewonnen werden, die eine Skalierung des Modells zulassen.

Das Ziel der Homogenität des neuen Stoffs ist dann erreicht, wenn jede Probe eine Zusammensetzung widerspiegelt, die der Grundgesamtheit entspricht, wenn also eine Zufallsprobe das Verhältnis der Ausgangsstoffe mit definierter Genauigkeit widerspiegelt.

w_1 Konzentration eines Stoffes in einem Gemisch
w_2 Konzentration desselben Stoffes in einem anderen Gemisch
m_1 Masse des 1.Gemisches
m_2 Masse des 2.Gemisches
w_M Konzentration der neu entstehenden Mischung (Zielkonzentration)
m_{gesamt} = m1+m2
w_1\cdot m_1+w_2\cdot m_2=w_M\cdot \left(m_1+m_2\right)

Verfahren und Geräte[Bearbeiten]

Verfahrenstechnisch lassen sich Mischer z. B. einteilen in:

Weitere Charakteristika sind z. B.:

Zu mischende Stoffe[Bearbeiten]

Mischer-Bauformen für Feststoffgemische sowie Feststoff-Flüssigkeits-Gemische[Bearbeiten]

Liste von Mischgeräten nach der Anwendung/Branchenverwendung[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Heinrich Schubert: Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik. Weinheim 2003
  • M. Stieß: Mechanische Verfahrenstechnik 1. Springer, Berlin 1995/2008, ISBN 978-3-540-32551-2