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Magnetisches Rühren und Mischen

Magnetisches Rühren und Mischen – was Sie dabei beachten sollten.

Für optimale Ergebnisse sind zum einen der Rührantrieb, zum anderen die Magnet Rührstäbe entscheidend. Für eine optimale Leistungsfähigkeit sollten der Abstand zwischen den Magnetpolen des Antriebsmagneten und die Länge des Rührstabes gleich sein. Ist der Magnet-Rührstab zu klein, bewegt er sich allmählich in Richtung einer der Pole des Antriebsmagneten. Die Rührleistung wird vom Magnetmaterial, von der Stärke der Umhüllung und von der Stärke der Rührerabdeckplatte bzw. des Gefäßbodens beeinflusst. Für eine optimale magnetische Kupplung sollte der Abstand zwischen dem Magneten des Rührantriebes und des Magnet-Rührstabes möglichst gering gehalten werden.

Rührer - Magnetisches Rühren

Das magnetische Rühren ist eine der bekanntesten Methoden, um flüssige Medien durchzumischen. Dieser Prozess lässt sich in einem großen Temperaturbereich und mit fast allen chemischen Reagenzien sowohl in offenen, als auch in geschlossenen Systemen, sowie im Druck- und Vakuumbereich durchführen.

Das Grundsystem besteht aus zwei Teilen:
einem Rührmagneten in der Flüssigkeit und einem Magnetantrieb außerhalb des Gefäßes. Beide bilden einen Magnetkreis. Um in Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten problemlos rühren zu können, sollte der Magnetkreis eine Vielzahl von Geschwindigkeiten zulassen. Deshalb spielt die Stärke und Form des Magnetkreises zwischen Rühr- und Antriebsmagnet eine wichtige Rolle.

Der Rührmagnet selbst ist ein Magnetstab, der mit einem Material überzogen ist, dessen Aufgabe es ist, den Magnetkern zu schützen und eine Verunreinigung des zu rührenden Mediums zu verhindern.

Der Kern des Rührmagnetes besteht in der Regel aus Alnico V; eine weniger verwendete Variante ist Samarium-CobaltGlossarSamarium-Cobalt Legierung des seltenen Erdmetalls Samarium mit dem Metall Cobalt, die als Permanentmagnet verwendet wird. Die temperaturunempfindlichen Magnete können bis 250 °C bzw. 350 °C eingesetzt werden, sind hart, sehr spröde und halten auch extremen elektromagnetischen Gegenfeldern stand. Eine Entmagnetisierung kann nahezu ausgeschlossen werden. . Aufgrund seiner außergewöhnlichen chemischen und thermischen (-200 °C bis +260 °C) Eigenschaften ist Polytetrafluorethylen (PTFEGlossarPTFEPolytetrafluorethylen) das bevorzugte Material für die Ummantelung. Es lässt sich relativ leicht bearbeiten, ist sterilisierbarGlossarsterilisierbar sind Gegenstände, die durch Erhitzen oder chemische Stoffe von sämtlichen Mikroorganismen jedes Entwicklungsstadiums befreit werden können. Alle BOLA Gefäße aus PTFE, FEP und PFA sind sterilisierbar bis 121 °C. und das Ausgangsmaterial genügt den FDA und USP Class VI Ansprüchen.

Grundsätzlich ist es nicht ganz einfach, den effektivsten Magnetrührstab für eine spezielle Anwendung zu bestimmen. Eine wichtige Rolle spielen die Form des Gefäßes und die ViskositätGlossarViskositätMaß für den inneren Widerstand eines Fluids gegen das Fließen. Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger das Fluid. des zu rührenden Mediums. Bei Petrischalen erzielt man beispielsweise mit einem langen Rührstab bei niedrigen Drehzahlen zufriedenstellende Ergebnisse, bei einem Rundkolben bietet sich die Eiform (ovale) Ausführung an. Ideal ist es, wenn der Magnet des Magnetrührstabes und der Magnet des Rührantriebes die gleiche Länge und den geringstmöglichen Abstand zueinander haben.

A Zylinder-Magnetrührstab » B Ovaler oder Ei-Magnetrührstab » C Magnetrührstab mit Führung » D Küvetten-Magnetrührstab » E Magnetrührstab für Zellkulturanwendungen » F Sonderanfertigung für Reaktionsgefäße

Die Erhöhung der Magnetstärke durch die Verwendung beispielsweise eines SmCo Magnets kann in vielen Fällen Vorteile haben. Allerdings kann sich dies auch negativ auswirken durch:

Abdriften:
Wenn der Rührmagnet und Antriebsmagnet große Längenunterschiede
aufweisen, kann der Rührmagnet zu einem Pol des Antriebsmagneten abdriften.

Bremswirkung /Blockade:
Sind die Kräfte zwischen Rührmagnet und Antriebsmagnet sehr stark, kann der
Druck des Magnetrührstabes auf den Gefäßboden die Rotationsgeschwindigkeit verringern, im ungünstigsten Falle sogar blockieren.

Generell kann man keine Empfehlung für oder gegen eine bestimmte Rührstabvariante aussprechen. Im Zweifelsfalle ist man gut beraten, unterschiedliche Magnetrührstabformen unter den eigenen Bedingungen zu testen.

Der zweite Teil des Rührsystems ist der Rührantrieb, der in der simpelsten Form aus einem einfachen, geschwindigkeitskontrollierten Induktionsmotor bzw. Schrittmotor besteht. In manchen Fällen enthält der Motor eine automatische Umkehrung um die Rührwirkung zu verbessern. Als Antriebsmagnet fungiert normalerweise ein einfacher Vierkant, ein U-Magnet oder ein zusammengesetzter SmCo-Magnet. Seine Rotation treibt dann den Magnetrührstab in der Flüssigkeit an. Die gewünschte Drehzahl lässt sich über die Geschwindigkeitskontrolle regeln.