Die Rushton-Scheibenturbine oder Rushton-Turbine ist ein Radiallaufrad, das für viele Mischanwendungen und insbesondere für Gasdispergierungs- und Fermentationsanwendungen in der Verfahrenstechnik eingesetzt wird und von John Henry Rushton erfunden wurde.[1]
Die Konstruktion der Rushton-Turbine basiert auf einer flachen, horizontalen Scheibe mit flachen, vertikal angeordneten Schaufeln. In den meisten Fällen hat die Scheibe 6 vertikal montierte Schaufeln, die zu 1/3 der Scheibe angebracht sind und eine radiale Strömung erzeugen.
Welche Form hat die Rushton-Turbine?
Die Form der Rushton-Turbine ermöglichte es, Flüssigkeiten und Gase miteinander zu vermischen und zu dispergieren, ohne dass das Mischelement instabil wurde. Das liegt daran, dass es radial durchströmt wird und selbstausgleichend ist.
Der Strom wird radial nach außen zur Behälterwand abgeleitet, wobei die Hälfte des Stroms nach oben und die andere Hälfte nach unten gerichtet ist.
Die Rushton-Turbine wird in Prozessanwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Scherung oder Turbulenz erforderlich ist. Das Laufrad ist am besten für den Gas-Flüssigkeits-Kontakt geeignet. Vor allem dann, wenn das Gas mit Hilfe eines Verteilers unter das Laufrad geleitet wird.
Die Turbine leitet das Gas entlang eines Weges, der einen optimalen Kontakt mit der Flüssigkeit ermöglicht, und verhindert, dass das Gas einen direkten vertikalen Weg entlang der Welle des Rührwerks nimmt, was sonst zu einem minimalen Kontakt führen würde. Die Scheibe verhindert auch, dass Gasblasen durch die scherarme Zone um die Laufradnabe gelangen.
Rushton-Turbinen haben einen hohen Schereffekt. Der vertikale Transport der Flüssigkeit im Tankkörper sollte durch Axialturbinen oder Propeller unterstützt werden. Daher wird in vielen Fällen eine Kombination dieser Mischelemente auf einer Rührwelle konfiguriert.
Jongia Mixing Technology hat entdeckt, dass bei Gasverteilung durch einen Sparger-Ring die zuführenden Turbinen (also die Axialströmungsturbine oder der Propeller) müssen Sie von unten nach oben pumpen, um zu verhindern, dass das Gas nach oben strömt. So stellen Sie sicher, dass der Fermentationsprozess optimal abläuft.
Was sind die Vorteile der Rushton-Turbine?
Obwohl sie für jede Art von Ein- und Mehrphasenmischung eingesetzt werden können, sind sie am effektivsten für die Gas-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Dispergierung und bieten höhere Scher- und Turbulenzwerte bei geringerer Pumpleistung.
Mit geeigneten Umlenkblechen werden diese Strömungen sowohl oberhalb als auch unterhalb des Laufrads in starke Top-to-Bottom-Strömungen umgewandelt.
In welchen Anwendungen sehen wir Rushton-Turbinen?
- Gärung,
- Gasausbreitung,
- Abfall- und Faserverarbeitung in der Zellstoff- und Papierindustrie,
- geringe Durchmischung.
Die Rushton-Turbinen laufen in der Regel mit einer hohen Umdrehungszahl. Aufgrund der hohen Drehzahlen verbraucht die Rushton-Turbine oft eine recht große Menge Strom.
Eine Variante der Rushton-Turbine ist das Laufrad, bei dem die Laufradschaufeln konkav statt flach sind. Eine solche Turbinenvariante wird als konkave Turbine bezeichnet.
Diese Eigenschaft oder Ausführung hat den Vorteil, dass sie das Gas in keiner Weise einschließt. Der Vorteil ist, dass das Gas eine effizientere Eigenschaft im Prozess hat.
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Tom Pruymboom
Verkaufsleiter
Teun van der Spek
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