ローター・ステーター式機械

ローター・ステーター式機械は、物質系に強力な機械的せん断を加えることができる装置です。これらは、回転する部品であるローターと、固定された部品であるステーターで構成されています。ローターとステーターの間には狭い隙間があります。ローターは高い周速度で回転します。これにより、隙間領域に非常に高いせん断勾配が生じます。これにより、固体粒子、液体、懸濁液、またはペースト状の系が激しく加速される。製品はローター・ステーターの隙間に吸い込まれる。そこで、せん断、伸長、および乱流を受ける。その後、再び排出される。ローター・ステーター式機械は分散に使用される。また、乳化にも用いられる。

さらに、ローター・ステーター式機械は凝集塊の破砕にも使用されます。この際、機械的エネルギーの投入量は非常に大きくなります。これは局所的かつ短時間に行われます。その結果生じる負荷は、低速で回転するミキサーの場合よりも明らかに高くなります。

プロセス工学において、ローター・ステーター式機械は主に液体系または液固系で使用される。代表的な用途は、エマルジョン、懸濁液、スラリーである。

一方、乾燥粉末に対しては、その適用は限定的である。高いせん断力により、望ましくない発熱が生じる可能性がある。さらに、微粉塵の発生や材料の摩耗が生じることもある。重要な設計パラメータの一つは、ローターとステーター間の隙間である。隙間が小さいほどせん断強度は高まる。しかし、それによりエネルギー投入量も増加する。プロセス効果は、回転数、形状、および処理量に依存する。