Rotor-Stator-Maschinen

Rotor-Stator-Maschinen sind Apparate, mit denen sich Stoffsysteme intensiv mechanisch scheren lassen. Sie bestehen aus einem rotierenden Bauteil, dem Rotor, und einem feststehenden Bauteil, dem Stator. Zwischen Rotor und Stator befindet sich ein enger Spalt. Der Rotor rotiert mit hoher Umfangsgeschwindigkeit. Dadurch entstehen im Spaltbereich sehr hohe Schergradienten. Feststoffpartikel, Flüssigkeiten, Suspensionen oder pastöse Systeme werden dadurch stark beschleunigt. Das Produkt wird in den Rotor-Stator-Spalt eingesaugt. Dort erfährt es Scherung, Dehnung und Turbulenz. Anschließend wird es wieder ausgestoßen. Rotor-Stator-Maschinen werden zur Dispergierung eingesetzt. Sie dienen auch zur Emulgierung. 

Außerdem werden Rotor-Stator-Maschinen zur Zerkleinerung von Agglomeraten verwendet. Dabei ist die mechanische Energieeintragung sehr hoch. Sie erfolgt lokal und zeitlich kurz. Die resultierenden Belastungen sind deutlich höher als bei langsam laufenden Mischern.

In der Verfahrenstechnik kommen Rotor-Stator-Maschinen vor allem in Flüssig- oder Flüssig-Feststoff-Systemen zum Einsatz. Typische Anwendungen sind Emulsionen, Suspensionen und Slurries. 

Für trockene Pulver sind sie hingegen nur eingeschränkt geeignet. Die hohen Scherkräfte können zu einer unerwünschten Erwärmung führen. Zudem können Feinstaubbildung und Materialverschleiß auftreten. Ein wesentlicher Auslegungsparameter ist der Spalt zwischen Rotor und Stator. Kleine Spalte erhöhen die Scherintensität. Sie steigern jedoch auch den Energieeintrag. Die Prozesswirkung hängt von der Drehzahl, der Geometrie und dem Durchsatz ab.