Mischvorgänge

Mischvorgänge bezeichnen Vorgänge, bei denen verschiedene Stoffkomponenten durch Bewegung, Energiezufuhr und/oder Molekulardiffusion zu einer gleichmäßigen Verteilung gelangen. Ziel ist eine Homogenität des Gemenges oder eine gewünschte Verteilung von Eigenschaften wie Farbe, Konzentration oder Partikelgröße.

In der Praxis treten Mischvorgänge in Flüssigkeiten, Feststoffen in Suspension, Gasgemischen oder Mehrphasen-Systemen auf. Sie können batchweise erfolgen oder kontinuierlich in Rohr- oder Beckenanlagen. Mechanische Mischvorgänge nutzen Rührwerke, Propeller, Turbinen, Flügelrührer oder Rotoren, während statische Mischformen feststehende Strukturen in Rohren oder Behältern verwenden, die Strömung und Vermischung durch Passagenlenkung erzeugen.

Die Mischungsmechanismen umfassen advektion gegen Diffusion: Turbulente Strömung erzeugt Dispersion, während Diffusion auf molekularer Ebene wirkt. Je nach System dominieren makroskopische Strömung (turbulent oder laminar), Dispersion und Scherung. Weitere Differenzierungen betreffen Mikro- und Makromischung sowie die Vermischung von Feststoffen in Suspensionen oder emulgierten Phasen.

Wichtige Einflussgrößen sind Viskosität, Dichteunterschiede, Partikelgrößenverteilung, Phasenwechsel, Temperatur und Zähigkeit, die die Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit der Vermischung bestimmen. Mit zunehmender Energiezufuhr sinkt oft die Mischzeit, der Energiebedarf steigt jedoch ebenfalls.

Die Bewertung von Mischprozessen erfolgt durch Messung der Homogenität, der Mischzeit und des Segregationsgrades sowie durch Tracer- oder Probenahmetik. In der Praxis hängt das geeignete Mischsystem von Stoffeigenschaften, Prozessbedingungen und Produktqualität ab, etwa in Chemie, Lebensmittel, Pharmazie oder Materialien.