Rührenimpulsen

Rührenimpulsen bezeichnet in der Strömungs- und Verfahrenstechnik zeitlich begrenzte, impulsartige Störungen der Strömung, die durch das Rührwerk in einer Flüssigkeit erzeugt werden, um die Durchmischung zu verbessern. Typischerweise entstehen sie durch kurzzeitige Änderungen der Rührgeschwindigkeit, des Impellerverhaltens oder durch gezielte Folge von Impulsen. Die Impulse erzeugen lokale Wirbel, verstärken Turbulenz oder initiieren sekundäre Strömungen, wodurch Stofftransportprozesse beschleunigt und Konzentrationsgradienten schneller abgebaut werden können.

Die Wirksamkeit hängt vom Strömungsregime (Reynolds-Zahl), der Geometrie des Rührbehälters und der Charakteristik der Impulse ab. Wichtige Kenngrößen sind Pulsdauer tp, Pulsfrequenz f, Amplitude Δn (bzw. ΔT) und der Duty Cycle. Allgemein können Rührenimpulse die Mischzeit reduzieren und Diffusionsbarrieren überwinden, insbesondere in Systemen mit langsamem Diffusionsprozess. Bei höheren Reynolds-Zahlen liefern Impulse zusätzliche Anregung, ohne den mittleren Leistungsbedarf stark zu erhöhen. Nachteile sind erhöhte mechanische Beanspruchung, Wärmeentwicklung, Geräuschbildung und potenzielle Scherwirkung auf empfindliche Medien.

Anwendungsgebiete finden sich in der chemischen Verfahrenstechnik, Bioreaktoren, Mikrofluidik sowie in Labor- und Forschungsreaktoren, wo kontrollierte, schnelle Homogenisierung erforderlich ist. In der Mikro- und Laborpraxis werden Rührenimpulse häufig durch magnetisch angetriebene oder piezoelektrisch erzeugte Antriebssysteme realisiert, um präzise Impulsfolgen zu erzeugen.