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Die Entwicklung neuer Produkte bzw. die Weiterentwicklung bestehender Rezepturen beginnt klassischer Weise im Labor. Ein Beispiel ist derzeit die Entwicklung verbesserter Batteriemassen für Lithium-Ionen-Batterien. Viele unterschiedliche Rezepturen werden im Labor ausprobiert und vielfältig getestet. Ziel ist es, anschließend die im
Labor erzielten Ergebnisse in die Produktion zu überführen. Dazu werden Mischer benötigt, die vollständig skalierbar sind – von klein bis groß.
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Die benötigten Mengen im Labor sind in der Regel sehr klein. Die Materialien sind teilweise so teuer, dass auch die Nutzung eines 1-l-Mischers weder kosten- noch ressourcenschonend wäre. Allerdings wäre es auch keine Lösung, einen größeren Mischer zu nutzen und diesen nur gering zu füllen. Denn es gilt: Für ein gutes Mischergebnis ist die Befüllung mit einer Mindestmenge von 30 bis 50 % des Mischbehälters erforderlich. Um dieses Problem zu lösen, arbeitet Eirich derzeit an der Entwicklung eines Kleinstmischers mit einem Volumen von 100 ml. Ziel ist es, mit kleinsten Mengen optimale Mischergebnisse zu erzielen, die 1:1 für die industrielle Produktion skalierbar sind. Dieser kleinste Eirich-Mischer aller Zeiten bietet die gleichen Möglichkeiten wie die großen Eirich-Mischer, da er das gleiche Funktionsprinzip und die gleiche Geometrie besitzt. Somit ist ein Scale-up auf Großlabore, Forschungsfabriken, Pilotlinien und Großproduktion problemlos möglich.
Leistungsfähige Allroundtalente
Bereits etabliert sind größere Labormischer ab einer Füllmenge von einem Liter. Im letzten Jahr feierte der EL5, ein 5-l-Mischer, Premiere auf der Powtech. Er ist kleiner, leichter und smarter als das Vorgängermodell und das bei gleicher Leistungsfähigkeit und Robustheit. Der Mischer überzeugt durch seine einfache Bedienung, Scale-up-Fähigkeit, eine integrierte Neigungsverstellung und durchdachte Optionen für den täglichen Laborbetrieb. Dazu gehören Rezepturverwaltung, Datenerfassung und Netzwerktauglichkeit. Ebenso sind die Funktionen Heizen und Kühlen möglich: So lassen sich temperaturgeführte Prozesse, Reaktionen im Mischer, ein Ausgleich der eingetragenen thermischen Energie (Temperierung), Schmelzgranulation und viele weitere Einsatzmöglichkeiten umsetzen. Die WF1-Flüssigkeitsdosierung für Labormischer ist als ergänzende Ausstattung erhältlich. Eine Neuauflage der 10-l-Variante (EL10) ist ebenfalls bereits in der Entwicklung.
Für komplexe Aufgaben
Der Labormischer C5 ist durch seine multifunktionalen Eigenschaften in der Lage, mehrere Maschinen zu ersetzen. Er führt Verfahrensschritte wie Mischen, Granulieren, Coaten, Kneten, Dispergieren, Lösen, Verkapseln und Trocknen in einem Mischraum durch. Dieses One-Pot-Verfahren reduziert Übergabestellen, steigert die Effizienz und minimiert gleichzeitig die Kontaminationsgefahr.
Das hochflexible Eirich-Mischprinzip mit dem rotierenden Behälter und dem exzentrisch gelagerten, drehzahl- und drehrichtungsvariablen Mischwerkzeug gewährleistet eine vollständige Materialumwälzung bei jeder Umdrehung des Behälters. Zusatzoptionen wie das Mischen mit Vakuum oder die Doppelmantelausführung zur kontrollierten Temperaturführung (Heizen und Kühlen) bieten weitere Möglichkeiten, etwa für die Herstellung temperatursensitiver Produkte oder thermisch geführte Prozesse. Der C5 in Vollausstattung wird demnächst von einem französischen Unternehmen im Bereich erneuerbare Energien für die Produktion eingesetzt.
Rheologiemessung im Mischer
Mit der Rheologiemessung im Mischer zeigt Eirich eine Technologie, die beim Bauma-Innovationspreis unter die Finalisten gewählt wurde. Im Eirichmischer kann über das Antriebsdrehmoment des Wirblers die Scherspannung und über die Umfangsgeschwindigkeit des Wirblers die Scherrate ermittelt werden. Messungen erfolgen in einem Stufen- oder Rampenprofil, jeweils mit Ermittlung der Aufwärts- und Abwärtslast. Die Rheologiemessung direkt im Mischer bringt im Forschungs- und Produktionsalltag große Arbeitserleichterungen und Zeitersparnis mit sich. Aufwendige Laboranalysen, Proben und andere Konsistenzprüfverfahren werden durch die digitale Messmethode unnötig. Die Erweiterung Rheologie ist auch in bestehende Steuerungen nachrüstbar. Die neue Technik wird bereits erfolgreich in Batterie- und Baustofftechnik-Entwicklungslabors genutzt.
Für beide Allroundtalente, den EL5 sowie den C5, ist nun auch der Eirich-Qualimaster RT1 für automatisierte Datenerfassung, Berechnung und Visualisierung von Rheologiewerten verfügbar.
Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG, Hardheim
Halle 5.0, Stand C86
Autor: Tobias Lang
Produktmanager,
Eirich
