Machines rotor-stator

Les machines rotor-stator sont des appareils permettant de soumettre les systèmes de matière à un cisaillement mécanique intense. Elles se composent d'un élément rotatif, le rotor, et d'un élément fixe, le stator. Un interstice étroit se trouve entre le rotor et le stator. Le rotor tourne à une vitesse périphérique élevée. Il en résulte des gradients de cisaillement très élevés dans la zone de l'interstice. Les particules solides, les liquides, les suspensions ou les systèmes pâteux sont ainsi fortement accélérés. Le produit est aspiré dans l'espace rotor-stator. Il y subit un cisaillement, un étirement et une turbulence. Il est ensuite expulsé. Les machines rotor-stator sont utilisées pour la dispersion. Elles servent également à l'émulsification.

De plus, les machines rotor-stator sont utilisées pour le broyage d'agglomérats. L'apport d'énergie mécanique est alors très élevé. Il est localisé et de courte durée. Les contraintes qui en résultent sont nettement plus élevées que dans le cas des mélangeurs à rotation lente.

En génie des procédés, les machines rotor-stator sont principalement utilisées dans les systèmes liquide-liquide ou liquide-solide. Les applications typiques sont les émulsions, les suspensions et les boues.

En revanche, elles ne conviennent que de manière limitée aux poudres sèches. Les forces de cisaillement élevées peuvent entraîner un échauffement indésirable. De plus, la formation de poussières fines et l'usure du matériel peuvent se produire. L'écart entre le rotor et le stator est un paramètre de conception essentiel. De petits écarts augmentent l'intensité de cisaillement. Ils augmentent toutefois également l'apport d'énergie. L'effet sur le processus dépend de la vitesse de rotation, de la géométrie et du débit.