DE2017472A1

DE2017472A1 - Magnetic agitator for small vessels

Info

Publication number: DE2017472A1
Application number: DE19702017472
Authority: DE
Inventors: Joseph Dr. 6100 Darmstadt; Rudolph Volkmar DR. 6101 Ober-Beerbach; Müller Dieter 6100 Darmstadt Böing
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1970-04-11
Filing date: 1970-04-11
Publication date: 1971-11-04

Abstract

Agitator is fixed to permanent magnet and is rotatably mounted on a shaft which is coaxial with the revolving magnetic field outside the vessel. System improves operational reliability.

Description

Magnetische Rührvorrichtung Für Reaktionsgefäße im Labormaßstab werden in großem Umfang magnetische Rührvorrichtungen benutzt. Diese bestehen in der Regel aus einem in. eine Glas- oder Kunststoffhülle eingeschlossenen Dauermagneten, der durch einen unter dem Reaktionsgefäß rotierenden Magneten bewegt wird. Der Vorteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß man das Reaktionsgut bewegen kann, ohne daß eine Rtihrwelle durch die Wand oder den Deckel des Gefäßes geführt zu werden braucht. Man vermeidet damit die Schwierigkeiten, die sicn bei der Verwendung von StopfbUchsen oder Glasschliffhülsen ergeben, insbesondere, wenn unter Druck oder Vakuum oder mit korrodierenden Dämpfen gearbeitet wird oder ein bakteriendichter Reaktionsraum erforderlich ist. Der Nachteil dieser RUhrvorrichtungen liegt in der verhältnismäßig geringen Rührkraft und der unkontrollierten Bewegung des Rührers, die dazu fUhren kann, daß der Rührer in einer ungünstigen Stellung liegenbleibt und vom rotierenden Magnetfeld nicht mehr fortbewegt wird. Wird das rotierende Magnetfeld verstärkt, so nimmt mit der Ruhekraft auch die Reibung des Rührers auf dem Gefäßboden zu, so daß die Gefahr, daß sich der Rührer festklemmt, eher zu- als abnimmt. Man hat auch schon versucht,-die Beweglichkeit des Rührers zu verbessern, indem man ihn in der Mitte mit einem Wulst umgibt, der eine punktförmige Auflage am Drehpunkt gestatten soll. Aber auch diese Maßnahme ist nur von begrenztem Erfolg, besonders wenn das Reaktionsgefäß einen gewölbten Boden hat.Magnetic stirrer For laboratory-scale reaction vessels widely used magnetic stirrers. These usually exist from a permanent magnet enclosed in a glass or plastic envelope, the is moved by a magnet rotating under the reaction vessel. The advantage these devices is that you can move the reaction material without that a Rtihrwelle to be passed through the wall or the lid of the vessel needs. This avoids the difficulties of using Stuffing boxes or ground glass sleeves result, especially when under pressure or Vacuum or with corrosive vapors is used or a bacteria-proof Reaction space is required. The disadvantage of these stirring devices lies in the relatively low stirring force and the uncontrolled movement of the stirrer, which can lead to the stirrer remaining in an unfavorable position and is no longer moved by the rotating magnetic field. Will the rotating magnetic field If the force at rest increases, so does the friction of the stirrer on the bottom of the vessel so that the risk of the stirrer jamming increases rather than decreases. Man has already tried to improve the agility of the stirrer by surrounds it in the middle with a bead, the one punctiform support should allow at the pivot point. But even this measure is only of limited success, especially if the reaction vessel has a curved bottom.

Die erfindungsgemäße magnetische Rtihrvorrichtung weist die Mängel der bekannten Vorrichtungen nicht aüf. Sie besteht aus einem im Reaktionsgefäß befindlichen, mit einem Dauermagneten fest verbundenem Rührer, der durch ein außerhalb des Reaktionsgefäßes erzeugtes, rotierendes Magnetfeld bewegt wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rührer auf einer zur Drehachse des Magnetfeldes koaxialen Achse drehbar gelagert ist.The magnetic stirring device of the present invention has the shortcomings the known devices not aüf. It consists of a with a permanent magnet firmly connected stirrer, which is driven by an outside of the reaction vessel generated rotating magnetic field is moved and is characterized in that the stirrer is rotatably mounted on an axis coaxial to the axis of rotation of the magnetic field is.

F i g u r 1 stellt einen Schnitt durch ein mit der erfindungsgemäßen Rtliirvorrichtung ausgestattetes Reaktionsgefäß dar.FIG. 1 shows a section through a with the invention Reaction vessel equipped with a cooling device.

Der Magnet 1 ist auf der Achse 2 im Lager 5 drenbar angeordnet. Koaxial mit der Achse 2 verläuft die Drehachse 4 des Antriebmagnets 5, der durch den Motor 6 gedreht wird.The magnet 1 is arranged drenbar on the axis 2 in the bearing 5. Coaxial with the axis 2, the axis of rotation 4 of the drive magnet 5 runs through the motor 6 is rotated.

Der Antrieb des Magneten 1 ist auch ohne weiteres möglich, wenn die Achsen 2 und 4 nicht streng koaxial verlaufen, sondern um einige Winkelgrade geneigt zueinander bzw. etwas gegeneinander versetzt verlaufen. Der Antriebsmagnet kann auch das Reaktionsgefäß seitlich umfassen; in diesem Fall verwendet man vorteilhaft einen mit einem Stabmagneten ausgertisteten Rührer. Das rotierende äußere Magnetfeld kann auch durch drei sternförmig um das Reaktionsgefäß angeordnete elektrische Magnetspulen, die durch Drehstrom erregt werden, erzeugt werden.The drive of the magnet 1 is also easily possible if the Axes 2 and 4 are not strictly coaxial, but inclined by a few degrees to one another or to run somewhat offset from one another. The drive magnet can also encompass the reaction vessel at the side; in this case one uses advantageously a stirrer equipped with a bar magnet. The rotating external magnetic field can also be achieved by means of three electric magnetic coils arranged in a star shape around the reaction vessel, which are excited by three-phase current are generated.

Der Rtilirmagnet 1, der vorzugsweise U-förmig ist und dessen Pole dem Gefäßboden zugewandt sind, kann selbst als Rührer dienen und zum Schutz gegen aggressive Medien mit einer Schutzschicht oder einem Gehause aus Glas, Kunststoff, rostfreiem Stahl oder Edelmetall umschlossen sein. Zur Verbesserung der Rührwirkung ist'es' zweckmäßig, an dem RUhrmagneten Rührflügel anzubringen. Das Lager 5 ist im einfachsten Fall ein Auflagewulst, bei größeren RUhrern mit Vorteil ein Kugellager. Das Lager wird durch das flüssige Reaktionsgut in-der Regel ausreichend geschmiert.The Rtilirmagnet 1, which is preferably U-shaped and its poles facing the bottom of the vessel can itself serve as a stirrer and to protect against aggressive media with a protective layer or a housing made of glass, plastic, stainless Steel or precious metal be enclosed. To improve the stirring effect, 'it' expedient to attach agitator blades to the agitator magnet. The camp 5 is in the simplest In the case of a support bead, a ball bearing is advantageous for larger stirrers. The warehouse is usually sufficiently lubricated by the liquid reaction material.

Wenn aber starker Abtrieb, Korrosion oder Ablagerungen im Lager zu befUrchten sind, kann das Lager auch oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet oder durch eine mit dem Rührer verbundene, die Achse bis über den Flüssigkeitsspiegel umfassende, unten geschlossene Hülse geschützt werden. Es ist zweckmäßig, die Achse 2 am Gefäßdeckel 8 zu befestigen.But if there is heavy wear, corrosion or deposits in the bearing are feared, the bearing can also be arranged above the liquid level or by one connected to the stirrer, the axis to above the liquid level comprehensive, bottom closed sleeve are protected. It is convenient to the axis 2 to be attached to the vessel lid 8.

Die neue Rührvorrichtung erweist sich als besonders vorteilhaft für Reaktionen, bei denen ein Gasstrom in das Reaktionsgut eingeleitet wird. Man verwendet in diesem Falle eine hohle Rührachse 2, durch die der Gasstrom in das Reaktionsgut eingeleitet und durch den Rührer, den man möglichst schnell laufen läßt, äußerst rein verteilt wird. Sofern der Gasstreom von dem Reaktionsgut nicht vollständig aufgenommen wird, ist ein Gasableitungsrohr 7 vorzusehen.The new stirring device proves to be particularly advantageous for Reactions in which a gas stream is introduced into the reaction mixture. One uses in this case a hollow stirrer shaft 2 through which the gas stream enters the reaction mixture initiated and extreme by the stirrer, which is allowed to run as fast as possible is purely distributed. If the gas flow from the reaction material is not complete a gas discharge pipe 7 is to be provided.

Mit besonderem Vorteil wird die neue Rührvorrichtung in Fermentern zur Herstellung von Bakterienkulturen eingesetzt. Fermenter müssen bakteriendicht von der umgebenden Luft abgeschlossen werden, was sich bei Anwendung einer aus dem Reaktionsraum nach außen durchgeführten Rührwelle nicht erreichen läßt. Um eine ausreichende Belüftung des, Reaktionsgutes zu gewährleisten, ist kräftigeres Rühren, als mit den bischer gebräuchliche'ü' Magnetrührern möglich ist, notwendig. Die neue Rührvorrichtung gestattet eine intensive Durchmischung in einem hermetisch abgeschlossenen Gefäß.The new stirring device is particularly advantageous in fermenters used for the production of bacterial cultures. Fermenters must be bacteria-proof be closed off from the surrounding air, which is the case with the application of one of the Can not reach the reaction chamber to the outside of the stirrer shaft. To a To ensure sufficient ventilation of the reaction material, vigorous stirring is required, than is possible with the more commonly used magnetic stirrers. The new Stirring device allows intensive mixing in a hermetically sealed Vessel.

Wenn auch das bevorzugte Anwendungsgebiet der neuen Rührvorrichtung im Bereich der Labor-Apparaturen bis zu etwa 10 1 Inhalt liegt, können auch größere Betriebsanlagen damit ausgerüstet werden.Even if this is the preferred field of application for the new stirring device in the area of laboratory equipment up to about 10 1 content, larger ones can also be used Operating systems are equipped with it.

Claims

l.iMagnetic stirring device for reaction vessels, consisting of a stirrer located in the reaction vessel and firmly connected to a permanent magnet, which moves by a rotating magnetic field generated outside the reaction vessel can be, characterized in that the stirrer on one to the axis of rotation of the Magnetic field is rotatably mounted coaxial axis.

2. Stirring device according to claim 1, characterized in that the The stirrer axis is hollow and has a gas outlet opening below the stirrer bearing.

3. Stirring device according to claims 1 and 2, characterized in that that the permanent magnet is U-shaped and the poles face the bottom of the vessel.

4. Fermenter equipped with a stirring device according to the claims 1 'bits 3.

L e r s e i t e