Magnetrührer & Heizrührer im Labor: Funktionsweise, Bauarten, Rührstäbchen und Auswahl im Überblick

Veröffentlicht von Metralix

1. November 2026

am 2. November 2026

Magnetrührgeräte (auch Magnetrührer, Magnetischer Rührer oder, wenn sie zusätzlich heizen, Heizrührer) sind Laborgeräte, die Flüssigkeiten ohne mechanische Durchführung durch die Gefäßwand umrühren. Ein rotierendes Magnetfeld im Gerät versetzt ein magnetisches Rührstäbchen (auch Rührfisch oder Magnetrührkern) im Gefäß in Drehung. Da keine Welle in das Gefäß hineinragt, lassen sich geschlossene, sterile und gasdichte Ansätze rühren, ohne dass Dichtungen verschleißen.

Inhaltsverzeichnis

Funktionsprinzip
Geschichte
Aufbau eines Magnetrührers
Bauarten und Gerätetypen
Rührstäbchen: Formen, Größen und Materialien
Technische Kenngrößen
Heizfunktion und Temperaturregelung
Zubehör
Anwendungsgebiete
Grenzen des Verfahrens
Auswahlkriterien
Inbetriebnahme und Handhabung
Reinigung, Wartung und Lagerung
Sicherheit
Normen und Regelwerke

1. Funktionsprinzip

Im Gehäuse des Geräts erzeugt ein Antrieb ein rotierendes Magnetfeld. Das Rührstäbchen im Gefäß enthält einen Permanentmagneten und folgt diesem Feld synchron. Die Rührwirkung entsteht durch die Drehung des Stäbchens, das die Flüssigkeit beschleunigt und einen Wirbel (Trombe) sowie eine Durchmischung erzeugt.

Zwei Antriebsprinzipien sind verbreitet:

Rotierender Permanentmagnet: Ein oder mehrere Magnete sitzen auf einer Welle, die ein Elektromotor dreht. Die Bauweise ist robust und kostengünstig. Häufig werden dafür starke Seltenerdmagnete wie Neodym-Magnete verwendet, bei einfachen Geräten auch Ferrit.
Elektromagnetischer Antrieb (Statorfeld): Mehrere Spulen werden nacheinander bestromt und erzeugen ein umlaufendes Feld, ganz ohne bewegte Teile im Gerät. Solche Geräte sind besonders kompakt und flach, daher bei Multipositionsrührern und Geräten für den Einsatz im Inkubator oder Kühlschrank beliebt.

Entscheidend ist die magnetische Kopplung zwischen Gerät und Stäbchen. Sie nimmt mit dem Abstand stark ab. Ist die Last zu hoch (zu zähe Flüssigkeit, zu hohe Drehzahl, zu großes Gefäß), verliert das Stäbchen den Gleichlauf, es „springt“ oder „entkoppelt“ und bleibt stehen.

2. Geschichte

Das Prinzip des magnetisch angetriebenen Rührens kam im 20. Jahrhundert mit der Verbreitung kleiner Elektromotoren und leistungsfähiger Permanentmagnete in die Labore. Mit der Verfügbarkeit von PTFE (Polytetrafluorethylen) als chemisch beständiger Ummantelung wurde das Rührstäbchen zum universellen Laborverbrauchsmaterial. Später kamen die Heizplatte, die elektronische Drehzahlregelung und schließlich Temperaturfühler mit Regelkreis hinzu. Die Entwicklung der Seltenerdmagnete ab den 1980er-Jahren erlaubte kleinere und stärkere Antriebe.

3. Aufbau eines Magnetrührers

Ein typisches Gerät besteht aus folgenden Baugruppen:

Gehäuse: Meist aus Metall oder chemikalienbeständigem Kunststoff, mit Abdichtung gegen Spritzer.
Antrieb: Motor mit Magnetträger oder Spulensystem.
Platte (Arbeitsfläche): Aus Edelstahl, Aluminium, Keramik, Glaskeramik oder beschichtetem Metall. Bei Heizrührern ist sie zugleich die Heizfläche.
Elektronik: Regelung der Drehzahl, bei Heizgeräten zusätzlich der Temperatur, oft mit Digitalanzeige.
Bedienelemente: Drehknöpfe, Tasten oder Touch-Bedienung, teils mit Timer und Schnittstelle (USB, RS 232) zur Dokumentation.
Sicherheitseinrichtungen: Übertemperaturschutz und gegebenenfalls ein unabhängiger Sicherheitskreis.
Aufnahmen für Zubehör: Gewinde oder Bohrungen für Stativstange und Temperaturfühler.

4. Bauarten und Gerätetypen

4.1 Magnetrührer ohne Heizung

Die einfachste Bauform: reiner Rührantrieb, meist mit Drehzahlregelung. Ohne Heizelement erwärmt sich die Probe nicht, was für wärmeempfindliche Lösungen, Zellkulturen oder Anwendungen im Kühlraum wichtig ist.

4.2 Magnetrührer mit Heizung (Heizrührer, Hotplate-Stirrer)

Die Platte ist beheizbar. Typisch sind Temperaturbereiche von Raumtemperatur bis etwa 300 °C, bei Hochtemperaturgeräten auch darüber. Die Regelung erfolgt entweder über die Plattentemperatur oder, präziser, über einen externen Temperaturfühler direkt im Medium.

4.3 Kompaktrührer und Mini-Rührer

Sehr flache, leichte Geräte für kleine Volumina (wenige Milliliter bis einige Hundert Milliliter), oft mit geringer Stellfläche. Beliebt für Schulen, Praktika und einfache Routineaufgaben.

4.4 Multipositions-Magnetrührer

Mehrere Rührstellen (z. B. 2, 4, 6, 9 oder mehr) in einem Gerät, die gleichzeitig mit gleicher Drehzahl laufen. Sie eignen sich für Serienversuche, Löslichkeitstests oder parallele Ansätze. Bei Elektromagnet-Antrieb sind die Stellen oft einzeln steuerbar.

4.5 Rührer mit Ex-Schutz

Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen werden Geräte ohne Funkenbildung gebaut, etwa mit Druckkapselung oder besonders ausgeführtem Antrieb. Heizfunktion ist hier meist ausgeschlossen oder stark eingeschränkt.

4.6 Hochleistungs- und Großvolumenrührer

Für größere Ansätze (zweistellige Liter-Bereiche) mit besonders starker Kopplung, großem Magnetträger und kräftigem Motor.

4.7 Rührer für Sonderanwendungen

Rührer für den Einsatz im Inkubator oder Kühlschrank: Geringe Abwärme, hohe Feuchtebeständigkeit.
Wasserdichte oder tauchfähige Rührer für den Einsatz unter Wasser.
Rührer mit Ölbad oder Heizblock: Gleichmäßigere Wärmeübertragung für Reaktionen im Rundkolben.
Rührer mit Wägefunktion: Kombination mit einer Waage für Titration oder Dosierung.

4.8 Abgrenzung: Überkopfrührer

Bei sehr viskosen Medien, hohen Füllmengen oder Feststoffanteilen reicht die Magnetkopplung nicht aus. Dann kommt ein Überkopfrührer mit mechanischer Rührwelle zum Einsatz. Er ist kein Magnetrührer, wird aber oft als Alternative betrachtet.

5. Rührstäbchen: Formen, Größen und Materialien

5.1 Formen

Form	Eigenschaften	Typische Einsatzgebiete
Zylindrisch (glatt)	Universell, gute Laufruhe	Standardanwendungen in Bechergläsern
Zylindrisch mit Pivot-Ring	Mittiger Ring reduziert Reibung am Gefäßboden, geringerer Abrieb	Allgemeine Laborarbeit, längere Rührzeiten
Oval (Eiform, Olive)	Kompakt, gut für Rundkolben und kleine Gefäße	Kolbenreaktionen, Erlenmeyerkolben
Kreuzform (Kreuzrührer)	Sehr gute Durchmischung, erzeugt wenig Trombe	Titrationen, Zellkulturen, Flachbodengefäße
Dreieckig	Eignet sich für Kolben mit Rundboden, verbessert die Durchmischung	Rundkolben, Reaktionsansätze
Ringform	Stabil, selbstzentrierend	Bechergläser mit sehr kleinem Volumen
Propellerform / mit Flügeln	Verstärkte Durchmischung, auch für viskose Medien	Schwierigere Mischaufgaben
Mikro-Rührstäbchen	Millimetergroße Stäbchen	Kleinstvolumina, Mikrotiterplatten, Reaktionsgefäße
Rührstäbchen mit Gelenk/Kugelkopf	Für Spezialanwendungen mit Rührwellen	Sondergeräte

5.2 Größen

Die Länge der Stäbchen reicht von wenigen Millimetern (Mikrorührer) bis etwa 80 mm oder mehr. Als Faustregel gilt: Das Stäbchen sollte etwa zwei Drittel bis drei Viertel des Gefäßbodendurchmessers lang sein. Zu kurze Stäbchen mischen schlecht, zu lange stoßen an die Wand und koppeln ab.

5.3 Materialien

PTFE-Ummantelung: Der Standard. Chemisch weitgehend inert, temperaturbeständig bis etwa 250 °C, nicht klebend. Nicht geeignet für flüssige Alkalimetalle und einige stark fluorierende Medien.
Glasummantelung: Für Medien, die PTFE angreifen oder bei denen eine PTFE-Verunreinigung unerwünscht ist.
Edelstahl- oder Keramikummantelung: Für besondere thermische oder mechanische Anforderungen.
PEEK, PFA, FEP und andere Kunststoffe: Für Spezialanwendungen mit besonderer chemischer Beständigkeit.
Magnetkern: Meist Ferrit, bei starken Stäbchen auch Seltenerdmagnete (z. B. Samarium-Kobalt für hohe Temperaturen, Neodym für hohe Kräfte bei moderaten Temperaturen). Bei Hitze verlieren Neodym-Magnete einen Teil ihrer Kraft, oberhalb der Curie-Temperatur dauerhaft.

5.4 Rührstäbchen-Entferner (Retriever)

Ein Magnetstab-Retriever ist ein Stab mit magnetischem Ende, mit dem das Rührstäbchen aus dem Gefäß geholt werden kann, ohne das Medium zu berühren. Er ist besonders bei aggressiven oder sterilen Medien nützlich.

6. Technische Kenngrößen

Beim Vergleich von Geräten sind folgende Angaben entscheidend:

Drehzahlbereich: Typisch etwa 50 bis 1500 U/min, bei leistungsstarken Geräten bis 2000 U/min und mehr.
Maximales Rührvolumen (bezogen auf Wasser): Von einigen Millilitern bis zu 20 Litern oder darüber.
Plattengröße und -material: Passend zum Gefäßdurchmesser.
Heizleistung und Temperaturbereich: Bei Heizrührern.
Temperaturgenauigkeit: Hängt von Regelung und Fühler ab.
Maximale Rührstäbchenlänge.
Schutzart (IP): Spritzwasser- und Staubschutz.
Betriebsart: Dauerbetrieb oder Intervall.
Schnittstellen: USB, RS 232 oder Analogausgänge zur Dokumentation und Steuerung.

Die genannten Wertebereiche sind Orientierungswerte. Für die Auswahl sind immer die Herstellerangaben maßgeblich.

7. Heizfunktion und Temperaturregelung

Bei Heizrührern erwärmt die Platte das Gefäß durch Wärmeleitung. Zwei Regelstrategien sind üblich:

Regelung über die Plattentemperatur: Einfach, aber ungenau. Die Temperatur im Medium bleibt unter der Plattentemperatur und hängt vom Gefäß, der Menge und der Umgebung ab.
Regelung über einen externen Temperaturfühler im Medium (häufig Pt1000): Genauer und reproduzierbarer, die Plattentemperatur passt sich an.

Zusätzlich ist ein unabhängiger Sicherheitskreis üblich, der die Heizung unabhängig von der Hauptregelung abschaltet, wenn die Platte eine eingestellte Grenztemperatur erreicht. Zwischen Plattentemperatur und Mediumtemperatur besteht ein Unterschied, den man beim Ansatz berücksichtigen sollte.

Hinweis zur Wärmeübertragung: Für gleichmäßiges Erwärmen von Rundkolben sind Ölbäder oder Aluminium-Heizblöcke besser geeignet als die direkte Platte.

8. Zubehör

Temperaturfühler (Pt1000, mit Stativhalter)
Stativ und Klemmen: Zum Fixieren von Kolben und Fühler
Aluminium-Heizblöcke und Adapter für Kolben, Reagenzgläser und Vials
Heizbäder (Öl, Wasser, Sand)
Rührstäbchen in Sets mit unterschiedlichen Größen und Formen
Retriever zur Entnahme
Schutzabdeckungen gegen Verschmutzung der Platte
Kolbenhalter und Ringe zur Stabilisierung der Gefäße
Rückflusskühler- und Glasgeräte-Adapter für Syntheseaufbauten

9. Anwendungsgebiete

Chemie: Synthesen, Lösen von Feststoffen, Titration, Reaktionsführung unter Inertgas.
Biologie und Biotechnologie: Puffer- und Mediumvorbereitung, Zellkultur-Ansätze.
Pharmazie: Herstellen von Lösungen und Suspensionen, Auflösungsversuche.
Lebensmittel- und Umweltanalytik: Probenvorbereitung, Extraktion, Homogenisieren.
Materialwissenschaften: Herstellung von Dispersionen, Sol-Gel-Prozessen und Nanopartikel-Synthese.
Qualitätskontrolle: Standardlösungen, Titrationsvorbereitung, Messungen mit pH-Elektroden.
Lehre und Ausbildung: Praktika und Demonstrationen.

10. Grenzen des Verfahrens

Viskosität: Bei sehr zähen Medien (z. B. Pasten, Harze, konzentrierte Polymerlösungen) reicht die Kopplung nicht aus.
Volumen: Große Mengen lassen sich nur eingeschränkt durchmischen.
Feststoffe: Hohe Feststoffanteile oder Sedimente können das Stäbchen blockieren.
Gefäßform: Flache, glatte Böden sind ideal, stark gewölbte oder dickwandige Gefäße schwächen die Kopplung.
Temperatur: Zu hohe Temperaturen entmagnetisieren das Stäbchen, besonders bei Neodym- und Ferritkernen.
Abrieb: Bei langem Dauerbetrieb kann PTFE abgerieben werden und die Probe verunreinigen.

Wer diese Grenzen kennt, kann bei Bedarf rechtzeitig auf einen Überkopfrührer ausweichen.

11. Auswahlkriterien

Volumen und Viskosität des Mediums: Bestimmen die benötigte Kopplungskraft und Motorleistung.
Heizfunktion: Mit oder ohne Heizung, benötigter Temperaturbereich.
Platte und Gefäßgröße: Das Gefäß muss sicher stehen, die Platte sollte nicht zu klein sein.
Plattenmaterial: Edelstahl (robust), Keramik oder Glaskeramik (chemikalienbeständig, leicht zu reinigen), Aluminium (schnelle Wärmeleitung, aber empfindlicher).
Drehzahlbereich: Auch bei niedrigen Drehzahlen sollte der Lauf stabil sein.
Anzahl der Rührstellen: Einzel- oder Multipositionsgerät.
Temperaturfühler und Regelgenauigkeit: Wichtig bei temperaturkritischen Reaktionen.
Dokumentation: Schnittstellen für GLP- oder GMP-Umgebungen.
Einsatzumgebung: Spritzwasserschutz, Ex-Schutz, Kühlschrank- oder Inkubatoreinsatz.
Sicherheitsausstattung: Unabhängiger Übertemperaturschutz, Restwärmeanzeige.

12. Inbetriebnahme und Handhabung

Gerät auf ebener, stabiler und hitzebeständiger Fläche aufstellen.
Gefäß mittig auf die Platte stellen. Außermittige Gefäße koppeln schlechter.
Rührstäbchen vor dem Befüllen ins Gefäß geben, um Spritzer und Kratzer zu vermeiden.
Drehzahl langsam steigern, nicht abrupt hochdrehen. So bleibt die Kopplung erhalten.
Bei Entkopplung die Drehzahl auf Null stellen und neu anfahren.
Beim Heizen zuerst den Temperaturfühler eintauchen, dann die Heizung einschalten.
Gefäß nicht verschließen, wenn beim Erhitzen Druck entstehen kann.
Nie ohne Flüssigkeit im Gefäß heizen.

13. Reinigung, Wartung und Lagerung

Platte nach jedem Gebrauch abkühlen lassen und mit einem feuchten Tuch reinigen.
Verschüttete Chemikalien sofort entfernen, Gerät vorher vom Netz trennen.
Keine aggressiven oder scheuernden Reiniger auf beschichteten Platten.
Rührstäbchen nach Gebrauch spülen, bei Bedarf mit Lösungsmittel reinigen. Beschädigte Ummantelungen (Risse, Aufquellen) ersetzen, da der Magnetkern freiliegen kann.
Gerät trocken lagern, Netzkabel und Fühler auf Beschädigungen prüfen.
Regelmäßig die Temperaturanzeige mit einem Referenzthermometer kontrollieren, besonders bei Qualitätsanforderungen.

14. Sicherheit

Verbrennungsgefahr: Die Platte bleibt nach dem Abschalten noch lange heiß. Viele Geräte haben eine Restwärmeanzeige.
Brand- und Explosionsgefahr: Brennbare Lösungsmittel nur mit geeigneten, entsprechend ausgeführten Geräten erhitzen. Offene Heizplatten sind eine Zündquelle.
Siedeverzug: Beim Erhitzen ohne Rühren kann Flüssigkeit plötzlich aufkochen. Das Rührstäbchen verringert dieses Risiko.
Glasbruch: Ungeeignete oder beschädigte Gefäße können bei Temperaturwechsel platzen.
Magnetfelder: Personen mit Herzschrittmachern oder anderen aktiven Implantaten sollten die Herstellerhinweise beachten und Abstand halten. Magnetische Datenträger und Uhren können beeinflusst werden.
Elektrische Sicherheit: Gerät nicht in Flüssigkeit tauchen, Netzstecker bei Reinigung ziehen.
Chemikalien: Gefäße beschriften, Sicherheitsdatenblätter beachten, persönliche Schutzausrüstung tragen.

15. Normen und Regelwerke

DIN EN 61010-1: Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte
DIN EN 61010-2-010: Besondere Anforderungen an Laborgeräte zum Erwärmen von Stoffen
CE-Kennzeichnung (EU-Konformität, u. a. Niederspannungs- und EMV-Richtlinie)
RoHS und WEEE für Stoffbeschränkung und Entsorgung
Richtlinien für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen (ATEX), sofern erforderlich
Betriebsanweisungen und Gefährdungsbeurteilung nach Arbeitsschutzvorgaben

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