DE29709060U1

DE29709060U1 - Bausatz zum Aufbau einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Mischen von Gasen, Fluiden und/oder Feststoffen in einer Fluidphase als fluide Matrix

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Publication number: DE29709060U1
Application number: DE29709060U
Authority: DE
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Current assignee: INST LEBENSMITTELWISSENSCHAFT
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 2007-05-24

Description

Bausatz zum Aufbau einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Mischen von Gasen, Fluiden und/oder Feststoffen

in einer Fluidphase als fluide Matrix

Beschreibung Gattung

Die Neuerung betrifft einen Bausatz zum Aufbau einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Mischen von Gasen, Fluiden und/oder Feststoffen in einer Fluidphase als fluide Matrix.

Stand der Technik

Vorrichtungen zum Mischen, jeweils bestehend aus Rotor und Stator, die ineinandergreifende Schaufeln aufweisen, gehören zum Stand der Technik. Der Rotor wird hierbei angetrieben. Die Vorrichtung kann zum Beispiel gekühlt

ausgebildet sein. Derartige Vorrichtungen werden zum Herstellen von Speiseeis eingesetzt (DE 39 05 946 A1, DE 39 18 268 C1, DE 39 18 268 C2).

Den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art haftet der Nachteil an, daß sie immer nur für einen ganz bestimmten Anwendungsfall optimal ausgelegt werden können und deshalb immer nur für eine vorbestimmte Aufgabe eingesetzt werden. Für unterschiedliche Misch- und Dispergieraufgaben müssen deshalb unterschiedliche Vorrichtungen gebaut werden, was entsprechend hohe Investitionen erforderlich macht.

Aufgabe

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik abzustellen und einen Bausatz zum Aufbau einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Mischen von Gasen, Fluiden und/oder Feststoffen in einer Fluidphase als fluide Matrix zu schaffen, bei dessen Verwendung sich die Investitionskosten erheblich reduzieren lassen, wobei dennoch optimale Betriebsbedingungen für unterschiedliche Anwendungsfälle zu erzielen sein sollen.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Durch den erfindungsgemäßen Bausatz lassen sich je nach den Betriebsbedingungen Vorrichtungen problemlos und schnell nach Art einer Vario-Dispergier-Misch-Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung von mehrphasigen fluiden Stoffsystemen zusammenbauen, die von einer fluiden Stoffmatrix kontinuierlich durchströmt werden und in welchen dabei im laminaren bis hochturbulenten Strömungsfeld Gase, Fluide oder Feststoffe dispergiert und gegebenenfalls weitere zusätzliche Bestandteile eingemischt werden. Rotor und Stator bestehen bei der Erfindung aus scheibenförmigen Rotor- und Statorelementen, die mit Spaltabstand zueinander angeordnet sind und die Vorsprünge, Zähne, Stifte, Flügel, Wulste oder dergleichen aufweisen, und die sich in Umfangsrichtung relativ gegeneinander bewegen. Dabei steht natürlich der Stator fest, während nur der Rotor motorisch angetrieben wird. Die Form der Zähne oder dergleichen für jedes scheibenförmige Rotor- und Statorelement kann

unterschiedlich gewählt werden. Erfindungsgemäß ist die Form der Zähne oder dergleichen an das Theologische Verhalten der Fluidmatrix sowie die Dispergier-/Mischaufgabe angepaßt. Die Wahl der Rotor-/Stator-Geometrie bestimmt mit der Drehzahl den Grad der mechanischen Beanspruchung der zu mischenden Stoffkomponenten, beispielsweise einzumischender Bestandteile. Dabei kann eine Abstimmung mit deren mechanischer Empfindlichkeit (Vermeidung von Verlusten funktioneller Eigenschaften) erfolgen.

Im Falle laminarer Strömungsverhältnisse, zum Beispiel bei höherviskosen Fluidsystemen bzw. hochviskosen oder die Viskosität erhöhenden zuzumischenden bzw. dispergierten Komponenten, erfolgt erfindungsgemäß zur Erzielung einer Verbesserung effizienter Dispergierung die verstärkte Erzeugung von Dehnströmbereichen in den Rotor-/Stator-Spalten bzw. -Kanälen bei gleichzeitig verringerter Energiedissipation durch Scherung. Dies wird erfindungsgemäß durch spezielle Form der Zähne, Vorsprünge oder dergleichen erreicht, welche beim &ldquor;Kämmen" der &ldquor;Zähne" oder dergleichen zwischen Rotor- und Statorscheibe einen sich periodisch verändernden, zum Beispiel definiert verengenden Achsialspalt bilden.

Bei Stoffsystempaarungen, welche große Dichteunterschiede aufweisen, zum Beispiel Fluid/Gas, wird einer möglichen Entmischung im Fliehkraftfeld der Rotor-/Statorströmung erfindungsgemäß dadurch entgegengewirkt, daß die in radialer Richtung orientierten Zähne oder dergleichen zusätzlich in achsialer Richtung ausgerichtete Elemente besitzen. Damit wird eine in radialer Richtung erfolgende Entmischungsbewegung - zum Beispiel Gas nach innen, Fluid nach außen - der in der Dichte unterschiedlichen Phasen gestört und somit verbessert dispergiert bzw. gemischt.

Zur Optimierung der Dispergiereigenschaften im turbulenten Strömungsbereich, insbesondere bei niedrigviskoser Fluidmatrix, werden Zahnformen oder dergleichen bevorzugt derart ausgebildet, daß hohe lokale Fluidbeschleunigungen erreicht, Stauströmungszonen vermieden und eine effiziente schnelle Ablösung der Strömungsgrenzschicht vom Zahn oder dergleichen erreicht werden.

Für spezielle Mischungsaufgaben können - wie erwähnt - die Rotor-/Statorzähne oder dergleichen bevorzugt derart ausgeführt werden, daß sie sowohl Elemente besitzen, welche in achsialer, radialer und in Umfangsrichtung orientiert sind. Neben der Form der Zähne sind die Anzahl der Zähne oder dergleichen pro Rotor-/Statorelement, die Anzahl der scheibenförmigen

Rotorelemente und Statorelemente sowie der Abstand dieser Teile zueinander von Bedeutung.

Bei Bereithalten eines Bausatzes gemäß der Erfindung lassen sich somit für unterschiedliche Mischungs- bzw. Dispergieraufgaben schnell und problemlos Vorrichtungen zusammenbauen, die optimale Betriebsverhältnisse garantieren. Mit der Erfindung ist es somit erstmalig möglich, sich flexibel auf die jeweiligen vorhandenen Betriebsbedingungen einzustellen.

Weitere neuerungsgemäße Ausgestaltungen

Weitere neuerungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Schutzansprüchen 2 bis 16 beschrieben. Die durch die Merkmale dieser verschiedenen Schutzansprüche erzielten vorteilhaften Eigenschaften und Wirkungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der die Neuerung - teils schematisch - beispielsweise veranschaulicht ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine aus einem neuerungsgemäßen Bausatz aufgebaute Vorrichtung, teils im Axiallängsschnitt, teils in der Seitenansicht;

Fig. 2 einen orthogonal zur Längsachse der Fig. 1 gerichteten Querschnitt, wobei oberhalb der waagerechten Mittellinie ein anderes Ausführungsbeispiel als unterhalb dargestellt wurde;

Fig. 3 eine ausschnittsweise Vergrößerung aus Fig. 1, ebenfalls im Schnitt;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einem orthogonal zur Längsachse der Stator- und Rotorzähne oder dergleichen geführten Querschnitt;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einem ähnlichen Querschnitt wie Fig. 4;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls in einem Querschnitt entsprechend Fig. 4;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in einem Querschnitt entsprechend Fig. 4;

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in einem Querschnitt entsprechend Fig. 4;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in einem Querschnitt entsprechend Fig. 4;

Fig. 10 eine Darstellung entsprechend Fig. 8, in größerem Maßstab;
Fig. 11 eine Darstellung entsprechend Fig. 4, in größerem Maßstab;

Fig. 12 eine Darstellung entsprechend Fig. 11, wobei sich der Rotor in Umfangsrichtung gegenüber Fig. 11 weiterbewegt hat;

Fig. 13 ein Diagramm, in dem für Geometrien I und Il die Abhängigkeit Ne von der Reynolds-Zahl Re dargestellt ist und

Fig. 14 ein Diagramm, in dem auf der Ordinaten Speichermodule G' und auf Abszisse der volumenspezifische Leistungseintrag P_v dargestellt sind.

Aus Fig. 1 ist eine mit einem Bausatz der Erfindung hergestellte Vorrichtung ersichtlich, die einen motorischen Antrieb 1 aufweist, der über eine Kupplung 2 eine Welle 3 antreibt. Die Kupplung 2 kann ein geeigneter Strömungswandler, im Bedarfsfalle aber auch eine drehelastische Kupplung sein.

Die Welle 3 durchgreift achsial einen Variodispergierkopf 4 und tritt an dessen Ende achsial aus diesem heraus.

Auf der Welle 3 sind mehrere unterschiedlich ausgestaltete scheibenförmige Rotorelemente 5, 6 und 7 drehfest gelagert, was zum Beispiel durch eine Nut-Feder-Verbindung (nicht dargestellt) geschehen kann. Zwischen aufeinanderfolgenden Rotorelemente 5 bzw. 6 oder 7 sind Distanzringe 8, 9 bzw. 10 gelagert, die im Bedarfsfalle aber auch alle oder teilweise entfallen können.

Ein Stator 11 ist ebenfalls aus mehreren in achsialer Richtung mit Abstand zueinander angeordneten, scheibenförmigen Statorelementen aufgebaut, von denen nur die Statorelemente 12, 13, 14 bzw. 15 mit Bezugszeichen versehen wurden und die in geeigneter Weise in einem Gehäuse 16 des Variodispergierkopfes 4 verdrehsicher, zum Beispiel ebenfalls durch Nut-Feder-Verbindungen (nicht dargestellt), leicht austauschbar angeordnet sind.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß der Variodispergierkopf 4 auf einem Drittel seiner Länge mit Rotorelementen 5 versehen ist, die die insbesondere aus Fig. 3 ersichtliche Ausbildung aufweisen. Die Rotorelemente 5 besitzen in radialer Richtung mehrere sich über ihren Umfang erstreckende zum Beispiel etwa sektorartig ausgestaltete Zähne, Vorsprünge oder dergleichen 17 (Fig. 2), die bei der dargestellten Ausführungsform in Umfangsrichtung mit gleichmäßigen

Abständen, also gleichbleibenden Winkeln zueinander angeordnet sind. In Fig. 2 ist lediglich einer dieser Zähne oder Vorsprünge 17 mit einem Bezugszeichen oberhalb der waagerechten Mittellinie versehen worden. Unterhalb der Mittellinie sind anders gestaltete Rotorelemente 6 dargestellt.

Jeder dieser Zähne, Vorsprünge oder dergleichen 17 weist bei der dargestellten Ausführungsform in Drehrichtung X sich stetig verjüngende schaufelartige Dispergier- oder Mischelemente 18 bzw. 19 auf. Selbstverständlich kann die Anzahl der Misch- bzw. Dispergierelemente 18 und 19 auch anders bemessen sein. Zum Beispiel kann auch nur eines solcher Misch- und Dispergierelemente 18 an dem Zahn oder Vorsprung 17 vorgesehen sein. Des weiteren ist es möglich, die Anzahl der Misch- und Dispergierelemente 18, 19 auch gegenüber der Darstellung in Fig. 2 zu vergrößern. Deutlich erkennt man aus Fig. 3, daß sich die Misch- und Dispergierelemente 18 und 19 bei der dargestellten Ausführungsform zu beiden Seiten des Zahnes oder Vorsprunges 17 in achsialer Richtung erstrecken. Dabei ist die Anordnung bei der dargestellten Ausführungsform so getroffen, daß die Misch- und Dispergierelemente 18 bzw. 19 in achsialer Richtung zu beiden Seiten gleich weit von dem Zahn oder Vorsprung 17 hervorragen. Selbstverständlich können die Maße auch unterschiedlich

ausgestaltet sein. Der radiale Abstand zwischen den Misch- und Dispergierelementen 18, 19 ist gleich groß auf beiden Seiten des Zahnes 17 oder dergleichen bemessen, kann aber auch unterschiedlich gestaltet sein.

Mit jedem Statorelement 12 sind bei der dargestellten Ausführungsform ebenfalls Misch- und Dispergierelemente 20 eben einstückig verbunden, derart, daß sie bei der dargestellten Ausführungsform radial mittig zwischen die Misch- und Dispergierelemente 18 und 19 von beiden Seiten eingreifen. Dabei kann die Anordnung derart getroffen sein, daß die in achsialer Richtung jeweils gebildeten Strömungskanäle 21 bzw. 22 und die in radialer Richtung gebildeten Strömungskanäle 23 bzw. 24 gleich groß sind und gleiche oder im wesentlichen gleiche Strömungsquerschnitte bilden. Selbstverständlich kann hier auch die Anzahl variiert und anders ausgestaltet sein.

Die Misch- bzw. Dispergierelemente 20 des Statorelementes 12 verlaufen entgegengesetzt zur Drehrichtung X also in Richtung Y (Fig. 2) ebenfalls konisch, so daß sich beim Antrieb der Welle 3 verengende Strömungskanäle zwischen den Misch- und Dispergierelementen 18, 19 bzw. 20 ergeben. Selbstverständlich können in radialer Richtung auch mehr als nur ein paar Misch- und Dispergierelemente 20 an dem Statorelement 12 vorhanden sein.

Das Statorelement 15 weist nur auf einer Seite, nämlich auf der der Kupplung 2 zugekehrten Seite Misch- bzw. Dispergierelemente 25 auf (Fig. 1), während die gegenüberliegende Seitenwand glattwandig ausgebildet ist.

Die Misch- und Dispergierelemente können im Bedarfsfalle vollständig oder teilweise auch entfallen.

An diesen ersten sich über die Länge A erstreckenden Längenabschnitt des Variodispergierkopfes 4 schließt sich ein Längenabschnitt B an, dessen Rotorelemente in Fig. 2 unten dargestellt und mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet sind. Diese Rotorelemente 6 sind sektorförmig ausgebildet, erstrecken sich somit radial und um ein gewisses Maß auch in Umfangsrichtung, besitzen allerdings keine sich in achsialer Richtung erstreckende Misch- und Dispergierelemente. Vielmehr sind die Elemente auf gegenüberliegenden Seiten und an ihrem äußeren radialen Umfang glattwandig gestaltet.

Auch die Statorelemente 13 sind sektorförmig gestaltet und ebenfalls aus Fig. 2 unterhalb der Längsachse des Variodispergierkopfes 4 veranschaulicht. Die Statorelemente 13 greifen zwischen zwei aufeinanderfolgende Rotorelemente 6

ein, derart, daß die zwischen ihnen gebildeten Strömungskanäle 26, 27 und 28 gleich groß oder annähernd gleich groß gestaltet sind.

An den Längenabschnitt B schließt sich ein Längenabschnitt C des Variodispergierkopfes 4 an, der nur Rotorelemente 7 aufweist, die ebenfalls sektorförmige Vorsprünge aufweisen, wobei zwischen ihnen relativ große Strömungskanäle 29 gebildet sind, während die Statorelemente 14 keinerlei Vorsprünge aufweisen, so daß sich zwischen den umfangsseitigen Abschnitten der Rotorelemente 7 und den als Ringe ausgebildeten Statorelementen 14 Strömungskanäle 30 ergeben. Die Strömungskanäle 30 zwischen den Rotorelementen 7 und dem Statorelement 14 können kleiner oder wesentlich kleiner als die Strömungskanäle 28 und 29 bemessen sein.

An den Variodispergierkopf 4 schließt sich ein konisch zulaufender Deckel 31 an, der fluiddicht mit dem Variodispergierkopf 4 verbunden ist. An den Deckel 31 ist eine Leitung 32 angeschlossen, aus der der Mix in Richtung D wegtransportiert, insbesondere weggepumpt wird.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist zwischen der Kupplung 2 und dem Variodispergierkopf 4 ein Gehäuseabschnitt 33 geschaltet, an den eine Leitung 34

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angeschlossen ist, der eine Fluidphase als fluide Matrix 35 zuführbar ist. Das Zuführen der fluiden Matrix 35 kann unter Druck, insbesondere durch eine nicht dargestellte Pumpe geschehen, so daß die Fluidphase 35 durch den Variodispergierkopf 4 hindurchgepumpt wird.

Bei 36 ist eine Leitung vorhanden, durch die ein geeignetes Kältemedium oder auch ein Heizmedium zuführbar ist, das durch einen Doppelmantel 37 des Variodispergierkopfes 4 hindurchströmt und durch die Leitung 38 wieder abgezogen wird. Der Umlauf kann durch Pumpen sichergestellt sein, die ebenfalls nicht dargestellt sind.

Bei 39, 40 und 60 sind Leitungen an den Innenraum des Variodispergierkopfes 4 angeschlossen, durch die gleiche oder verschiedene Stoffströme dem Variodispergierkopf 4 zugeführt, insbesondere in diesen gepumpt werden können. Wie man erkennt, sind die Leitungen 39, 40 und 60 über die Längenabschnitte A, B und C verteilt angeordnet, können aber auch in anderen Bereichen, zum Beispiel allesamt an den Längenabschnitt A oder an irgendeinem anderen Längenabschnitt angeordnet sein, je nach den verwendeten Stoffströmen. Die Leitungen 39, 40 und 60 können umsteckbar, arretierbar und abdichtbar ausgebildet sein, so daß je nach den Betriebsbedingungen auch die Zuführung der

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verschiedenen Stoffströme durch die Leitung 39, 40 und 60 räumlich verändert werden kann. Auch die Querschnitte der Leitung 39, 40 und 60 brauchen nicht gleich groß zu sein. Vielmehr können sie je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen und/oder den zuzuführenden Stoffströmen und/oder der Matrix angepaßt werden.

Deutlich erkennt man aus Fig. 3 weiterhin, daß die Rotorelemente 7 des Längenabschnittes C und die Statorelemente 14 in einem orthogonal zur Längsachse geführten Querschnitt rechteckförmig gestaltet sind.

Aus Fig. 4 sind zum Beispiel im Querschnitt trapezförmig gestaltete Rotorelemente 41 und ebensolche trapezförmig im Querschnitt gestalteten Statorelemente 42 erkennbar. Die Drehrichtung des Rotors ist mit einem Pfeil X bezeichnet, während die Trennebene zwischen Rotor- und Statorscheibe durch eine strichpunktierte Linie markiert wird. Man erkennt, daß in diesem Fall die Rotorelemente 41 mit ihrer schmalen Basisseite ihres trapezförmigen Querschnittes in Drehrichtung X weisen, während die Statorelemente 42 die schmale Basisseite ihres trapezförmigen Querschnittes auf der gegenüberliegenden Seite aufweisen. Auf diese Weise ergeben sich bei dem Antrieb des Rotors über die Welle 3 sich ständig verändernde Spalte zwischen Rotor- und

Statorelementen 41 und 42. Die Rotor- und Statorelemente 41 und 42 können außerdem durch nicht dargestellte Misch- und Dispergierelemente, die sich in achsialer und/oder radialer Richtung erstrecken, ergänzt werden.

Aus den Fig. 11 und 12 ist im größeren Maßstab die Dehnung von Fluidtropfen aufgrund Spaltverengung und Strömungsbeschleunigung durch mehrere Doppelpfeile 45 dargestellt.

In Fig. 5 bezeichnen Bezugszeichen 43 Rotorelemente und 44 Statorelemente. Die Rotor- und Statorelemente 43, 44 sind im Querschnitt dreieckförmig, insbesondere als gleichseitige Dreiecke, ausgeführt. Bei den Rotorelementen 43 weist die Spitze des Dreiecks in Drehrichtung X, während bei dem Statorelement 44 die Spitze entgegengesetzt zur Drehrichtung X der Rotorelemente 43 angeordnet ist. Auch hier bezeichnet wiederum eine strichpunktierte Linie die Trennlinie zwischen Rotor und Stator.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind Rotorelemente 46 und Statorelemente 47 vorgesehen, die im Querschnitt jeweils rechteckförmig ausgestaltet sind. Rotor- und Statorelemente 46, 47 schließen mit ihren Längsachsen 48 bzw. 49 und der zwischen ihnen verlaufenden Trennebene 61, die auch die

Drehebene der Rotorelemente 46 bildet, jeweils einen Winkel &agr; bzw. &bgr; ein, die gleich groß sein können. Die Rotor- und Statorelemente 46, 47 sind dabei mit ihren einander abgekehrten Stirnseiten voneinander weggerichtet, so daß sich bei der Drehbewegung in Richtung X ebenfalls verengende Spalten zwischen Rotor- und Statorelement 46 bzw. 47 ergeben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Anordnung von Rotorelementen 62 und Statorelementen 50 abweichend von Fig. 5 vorgesehen. Die Rotorelemente 62 liegen näher an der dem Statorelement 50 abgekehrten Außenseite, während die Statorelemente 50 sich mehr in einem mittleren Bereich des sie haltenden Ringes befinden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind Rotorelemente 51 und Statorelemente 52 vorgesehen, die ebenfalls rechteckförmig ausgestaltet sind, aber mit ihren Längsachsen parallel zueinander und parallel zur Drehebene der Statorelemente verlaufen.

Fig. 10 zeigt in größerem Maßstab die Scherströmung aufgrund paralleler Bewegung der Stator- und Rotorelemente 51 bzw. 52.

Bei den aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen weisen die Stator- und Rotorelemente jeweils ein ringförmiges Element auf, das zum Beispiel in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 53 bzw. 54 bezeichnet ist. Ringförmige Elemente 53 sind jeweils mit dem Zahn, Vorsprung, Wulst oder dergleichen, zum Beispiel 17, einstückig verbunden, während das ringförmige Element 53 zum Beispiel mit einer Nut-Feder-Verbindung mit der Welle 3 getrieblich gekuppelt ist. Das ringförmige Element 53 und die zahnförmigen Rotorelemente können aber auch materialmäßig, zum Beispiel durch Schmieden, Gießen, Kleben, Schrauben oder dergleichen einstückig, gekuppelt sein. Unter den Begriff einstückig wird entweder eine funktionell oder materialmäßige Einstückigkeit verstanden. Sofern eine funktionell Einstückigkeit gegeben ist, kann diese ohne Materialzerstörung aufgehoben werden, zum Beispiel zum Zwecke der Wartung und/oder Reparatur. Auch die Misch- und Dispergierelemente 25 können materialmäßig einstückig mit den zahnförmigen Rotorelementen, zum Beispiel 17, verbunden sein, wobei wiederum materialmäßig oder funktioneile Einstückigkeit gegeben sein kann.

Sinngemäß das gleiche gilt auch für die Statorelemente und deren ringförmigen Elemente 54. Auch in diesem Fall können die zahnförmigen Statorelemente

funktionell oder materialmäßig einstückig mit den ringförmigen Elementen, zum Beispiel 54 verbunden sein, was auch für etwaige Misch- und Dispergierelemente 20 gilt.

Der Variodispergierkopf 4 kann im übrigen aus einem metallischen Werkzeug, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl, zum Beispiel Chrom-Molybdän-Stahl oder einem anderen in der Lebensmittelindustrie zur Anwendung gelangenden Werkstoff hergestellt sein.

Die Wirkungsweise einer aus einem neuerungsgemäßen Bausatz hergestellten Vorrichtung ist folgende:

Die Vorrichtung wird von der fluiden Stoffmatrix kontinuierlich durchströmt, wobei im laminaren bis hochturbulenten Strömungsfeld Gase, Fluide oder Feststoffe dispergiert und gegebenenfalls weitere zusätzliche Bestandteile eingemischt werden. Rotor und Stator bestehen bei der Erfindung aus in achsialer Richtung hintereinander angeordneten Rotorelementen 5, 6, 7 und Statorelementen 12, 13, 14 und 15 und radial angeordneten Zähnen 17, Vorsprüngen, Wulsten oder dergleichen, wobei die Form der Zähne 17 oder dergleichen für jede Scheibe bzw. für jedes Rotor-/Statorscheibenpaar unterschiedlich gewählt

werden kann. Erfindungsgemäß wird die Form der Zähne 17 oder dergleichen an das Theologische Verhalten der Fluidmatrix 35 sowie an die Dispergier-/Mischaufgabe angepaßt.

In den einzelnen achsialen Zonen werden durch die Leitungen 38, 39, 40 und 60 in unterschiedliche achsiale Zonen fluide oder feste (disperse) Komponenten zudosiert. Diese Komponenten werden in der Regel in das vordispergierte Hauptstoffsystem, das mindestens aus der durch die Leitung 34 eingebrachten Fluidmatrix besteht, eingemischt. Es ist jedoch auch möglich, die verschiedenen Komponenten in der erfindungsgemäßen Vorrichtung prinzipiell auch in umgekehrter Weise zunächst voreingemischt und danach die zu dispergierende Hauptkomponente durch eine oder mehrere der Leitungen 38, 39, 40 und 60 einzuarbeiten bzw. zu dispergieren. Die Wahl der Rotor-/Statorgeometrie bestimmt mit der Drehzahl den Grad der mechanischen Beanspruchung der einzumischenden Stoffkomponenten. Damit kann eine Abstimmung mit deren mechanischer Empfindlichkeit und die Vermeidung von Verlusten funktioneller Eigenschaften erfolgen. Im Falle laminarer Strömungsverhältnisse, zum Beispiel bei höherviskosen Fluidsystemen bzw. hochviskosen oder die Viskosität erhöhenden zugemischten bzw. dispergierten Komponenten, zum Beispiel durch

die Leitung 38, 39, 40 und 60, erfolgt neuerungsgemäß für die Erzielung einer verbessert effizienten Dispergierung die verstärkte Erzeugung von Dehnströmungsbereichen in den Rotor-/Stator-Spalten, zum Beispiel 21, 22, 23, 24 (Fig. 3), bei gleichzeitig verringerter Energiedissipation durch Scherung. Dies wird durch spezielle Zahnformen erreicht, welche beim &ldquor;Kämmen" der &ldquor;Zähne" 17 oder dergleichen zwischen Rotor- und Statorscheiben einen sich periodisch verengenden Achsialspalt bilden, wie dies zum Beispiel aus den Fig. 4 bis 9 sowie 11 und 12 hervorgeht. Bei Stoffsystempaarungen (kontinuierliche disperse Phasen), welche große Dichteunterschiede aufweisen, zum Beispiel Fluid/Gas, wird einer möglichen Entmischung im Fliehkraftfeld der Rotor-/Statorströmung dadurch entgegengewirkt, daß die in radialer Richtung orientierten Zähne 17 oder dergleichen zusätzlich in achsialer Richtung Misch- bzw. Dispergierelemente 18, 19 oder dergleichen aufweisen (zum Beispiel Fig. 3). Damit wird eine in radialer Richtung erfolgende Entmischungsbewegung - zum Beispiel Gas nach innen, Fluid nach außen - der in der Dichte unterschiedlichen Phasen gestört und somit verbessert dispergiert bzw. gemischt.

Zur Optimierung der Dispergiereigenschaften im turbulenten Strömungsbereich, insbesondere bei niedrigviskoser Fluidmatrix, werden Zahnformen oder dergleichen bevorzugt derart ausgebildet, daß hohe lokale Fluidbeschleunigungen

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erreicht, Stauströmzonen vermieden und eine effiziente schnelle Ablösung der Strömungsgrenzschicht vom Zahn erreicht werden. Dies wird beispielsweise erreicht durch Rotorelemente 43 bzw. 44 mit orthogonal zum Radius dreieckförmigem Querschnitt, wobei die Spitze des Dreieckes in Drehrichtung X zeigt.

Für spezielle Mischaufgaben können die zahnförmigen Vorsprünge 17 oder dergleichen des Rotors und/oder Stators bevorzugt derart ausgeführt sein, daß sie sowohl Elemente besitzen, welche in achsialer, radialer und in Umfangsrichtung orientiert sind. Neben der Form der Zähne bzw. Vorsprünge sind die Anzahl der Zähne bzw. Vorsprünge pro Zahnkranz, die Anzahl der Zahnkränze, sowie der Abstand der Zahnkränze maßgebliche Konstruktionskriterien.

Zur Realisierung eines hygienischen Designs, das heißt guter Reinigungsmöglichkeit des Variodispergierkopfes 4 werden die einzelnen Rotor- und Statorzahnkranzscheiben oder dergleichen gegeneinander mittels Dichtungen, bevorzugt O-Ringen abgedichtet. Von den verschiedenen Nuten und Dichtungen ist lediglich ein O-Ring als Dichtung in Fig. 3 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 63 bezeichnet.

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Die Anordnung der Zähne bzw. Vorsprünge 17 der Rotorelemente 5, 6, 7 und der Statorelemente 12, 13, 14, 15 sind derart ausgewählt, daß sie bei deren Einbau in das Gehäuse in achsiale Richtung fluchten. Damit kann beim Einbau des Stator-Kranzpakets dieses bei auf der Welle 3 montierten zahnkranzförmigen Rotorelementen 5, 6 und 7 in einfacher Weise über den Rotor geschoben und im zylindrischen Außengehäuse des Variodispergierkopfes 4 fixiert werden. Die vom temperierten Fluid durchflossenen Kanäle 55 der Statoreinheit werden von den einzelnen Statorzahnkranzscheiben bei deren Aneinanderreihung in achsialer Richtung gebildet.

In entsprechender Weise werden die Rotorzahnkranzscheiben oder dergleichen mittels einer zentrischen am Wellenfrontende eingepaßten Scheibe 56 achsial arretiert. Der Hauptfluidstrom 35 tritt gegebenenfalls gemeinsam mit einem bereits vor dem Eintritt in den Apparat zudosierten zu dispergierenden Stoffstrom 57 über eine Leitung 58 in den Variodispergierkopf 4 ein.

Das Temperaturfluid 59 durchströmt den doppelwandigen Außenmantel des Gehäuses des Variodispergierkopfes 4.

Aus der nachfolgenden Tabelle sind funktioneile Variationen der Geometrie der eingesetzten Rotor-/Stator-Zahnkränze oder dergleichen mit zugeordneten Prozeßvarianten ersichtlich:

Tab. 1: Geometrievarianten für den Variodispergier-/Mischkopf

Aufgabe	geometrische Merkmale	Figur z. B.
Gasdispergierung (Schaumdisper- gierung)	- radiale Zähne mit Rechteckquerschnitt - zusätzliche axial orientierte Zahnbereiche (evtl. mit rechteck- oder trapezförmigem Querschnitt)	3
Fluiddispergierung (Emulsion) Feststoffdispergierung (Suspendierung, Desagglomeration)	- radiale Zähne mit Dreieck- oder Trapezquerschnitt - entgegengesetzte Orientierung der Rotor- und Statorzähne (Erzeugung oszillierender Dehnströmungseffekte) - enge axiale Zahnabstände - mehr als zehn Rotor/Stator-Zahnkranz paare	4 4
schonende Einmi schung von Fluiden und/oder Feststoffen (laminar)	- radiale Zähne mit rechteckigem Querschnitt angestellt mit &agr; < 90° gegen die Axialrichtung - vergrößerter Zahnkranzabstand (axial) - reduzierte Zähnezahl (pro Zahnscheibe)	6
Einmischung von Flui den und/oder Feststof fen (turbulent)	- radiale Zähne mit dreieckigem oder trapezförmigem Querschnitt - vergrößerter Zahnkranzabstand (axial) - große Zähnezahl (pro Zahnscheibe)	7,9
gleichmäßige laminare Scherung (z. B. für definierten Struktur aufbau)	- Rechteckzahnquerschnitte in paralleler Anordnung - enge bis mittlere axiale Abstände - kleine Zähnezahl pro Scheibe	8

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Nachfolgend wird anhand eines Ausführungsbeispiels gezeigt, in welcher Weise sich durch die Konstruktion des Rotor/Stators und der dadurch erzielten Mischung und Dispergierspaiten sich gezielt unterschiedliche Funktionalitäten erzeugen lassen.

Das hier ausgewählte Stoffsystem ist eine Suspension aus kaltlöslicher Stärke, in welcher ein 5 % Anteil an Stärkepulver derart dispergiert werden soll, daß eine optimale Vernetzungswirkung der Stärke im dispergierten Zustand realisiert wird. Dieses Stoffsystem wurde vergleichend in Rotor/Statorspalten (hier: Verwendung einzelner Spaltanordnungen für Modelluntersuchungen), dispergiert, wobei die beiden nachfolgend beschriebenen Rotor/Statorspalte eingesetzt wurden:

Spalt I: Zahn mit Rechteckquerschnitt und parallel bewegten Seitenflächen, das heißt ausgeprägte Scherströmungsform (vgl. Fig. 10).

Spalt II: Trapezförmige Querschnittsformen der Rotor- und/oder Statorelemente mit wechselseitig angestellten Seitenflächen zur Erzeugung von periodischen Spaltverengungen und damit ausgeprägten Dehnströmungsanteilen (vgl. Fig. 11,12).

Die sogenannte Leistungscharakteristik stellt den funktionalen Zusammenhang zwischen dimensionslosen Leistungseintrag (Newton-Zahl, Ne) und der dimensionslosen Reynoldzahl Re, welche die Strömungsform (laminar/turbulent) im Dispergierspalt charakterisiert, dar. Die dimensionslose Darstellung erlaubt den prinzipiellen Vergleich unterschiedlicher Geometrien und Baugrößen beliebiger Rührdispergiersysteme. Bei beiden untersuchten Dispergierspalten I und Il erfolgte eine experimentelle Ermittlung des Leistungseintrages Pv bei unterschiedlichen Rotordrehzahlen n. Daraus lassen sich die beiden dimensionslosen Kennzahlen Newton (Ne) und Reynolds (Re) berechnen und die entsprechenden Leistungscharakteristiken darstellen.

Fig. 13 zeigt die ermittelten Leistungscharakteristiken Ne (Re) für die Spaltgeometrie I und Il im Vergleich. Die Leistungscharakteristik (Ne = f (Re) gilt als eine charakteristische Kennlinie für die Strömungsgeometrie. Im Bereich kleiner Reynoldzahlen zeigt sich in der Regel ein steiler Abfall der Newton-Zahl im

sogenannten laminaren Strömungsbereich. Bei hohen Reynoldzahlen resultiert ein horizontaler Verlauf der Leistungscharakteristik, das heißt Unabhängigkeit der Newton-Zahl von der Reynolds-Zahl. Dies ist ein Charakteristikum für die isotop turbulente Strömung. Der Vergleich der hier beschriebenen Spaltgeometrien in Versuchsausführungen erfolgte im laminaren bzw. Übergangsbereich, so daß gewährleistet war, daß sich laminare Scher- bzw. Dehnströmungsformen ausbilden konnten.

Zur Darstellung der &ldquor;Dispergierergebnisse", dient die Theologische Kenngröße G' (= Speichermodul) als Funktion des spezifischen Leistungseintrages Pv. Bei guter mikrohomogener Dispergierung des Stärkepulvers ist eine weitgehende Vernetzung der Stärkemoleküle und resultierend die Ausbildung einer Gelstruktur zu erwarten. Je stärker die Vernetzung und damit die Gelstruktur ausgebildet ist, um so größere G'-Werte sind zu erwarten. Gleichzeitig steht eine weitgehende Vernetzung für eine gute Feindispergierung ohne weitgehende Schädigung der Gelnetzwerkstruktur.

Die in Fig. 14 gezeigten Verläufe des Speichermoduls G' als Funktion des volumenspezifischen Leistungseintrages im Dispergierspalt zeigen eine deutliche Geometrieabhängigkeit auf.

Für beide Geometrien 1 und Il resultiert ein Maximum im Kurvenverlauf G' (Pv). Für die Geometrie Il (Scher-ZDehnströmungsspalt) ist das Maximum im Kurvenverlauf zu kleineren spezifischen Leistungseinträgen Pv verschoben und erreicht deutlich höhere G'-Werte. Dieser Befund kann derart interpretiert werden, daß eine Mikrohomogenisierung der zu dispergierenden kaltlöslichen Stärkemoleküle in Geometrie H bei deutlich erniedrigtem spezifischen Leistungseintrag Pv erreicht wird, und daß aufgrund einer verbesserten Mikrohomogenität ein verstärktes molekulares Netzwerk aufgebaut wird. Letzteres zeichnet sich durch eine erhöhte Elastizität und damit erhöhtem G'-Wert aus.

Hieraus läßt sich ableiten, daß Dispergierströmungen mit überwiegendem Scherströmungscharakter (I) und solche mit überlagerten ausgeprägten Dehnströmungsanteilen (II) unterschiedliche Effizienz im Hinblick auf das Mischen/Dispergieren von makromolekularen Stoffsystemen besitzen und damit auch unterschiedliche funktioneile Eigenschaften des Produktes erzeugen lassen. Scherströmungen im Dispergierspalt I sind weniger dispergierwirksam als Scher-/Dehnströmungen im Dispergierspalt II.

In Dispergierspaltgeometrien, welche Scher-yOehnströmungen erzeugen lassen (Spalt II) kann ein mechanisch schonendes Mischen/Homogenisieren bei deutlich erniedrigtem Leistungsbedarf erfolgen. Damit lassen sich bestimmte funktioneile Eigenschaften mechanisch empfindlicher Stoffsysteme (z. B. Gelbildung) verbessert einstellen bzw. erhalten.

Es kann folglich im erfindungsgemäßen Apparat durch die Wahl der Rotor/Stator-Zahngeometrie oder dergleichen bzw. der Geometrie des dazwischen befindlichen Strömungsspaltes ein spezifischer Einfluß auf zu dispergierende Stoffsysteme genommen werden. Auf diese beispielhafte aufgezeigte Weise können verschiedene Misch-/Dispergier- und Temperieraufgaben im erfindungsgemäßen Apparat zonenweise optimiert kombiniert werden. Die Anpassung bzw. der Umbau für verschiedene Prozeß-/Produktadaptionen ist äußerst einfach und schnell durch Wechsel der Rotor-/Statorscheiben zu vollziehen. Entgegen sonst üblicher Vorrichtungen läßt sich mit einem erfindungsgemäßen Bausatz für den jeweiligen Anwendungsfall eine optimale Vorrichtung, insbesondere ein optimaler Variodispergierkopf 4 aufbauen, der, wenn er nicht mehr benötigt wird, wieder in seine Einzelteile ohne Schwierigkeiten zerlegbar und zu reinigen ist.

Aus Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform ersichtlich, bei der auf dem Statorelement zwei Reihen von radial gerichteten Vorsprüngen, Zähnen, Sektoren oder Flügel 64 bzw. 65 an dem scheibenförmigen Rotorelement 66 angeordnet sind. Selbstverständlich können die Zähne oder dergleichen 64 bzw. 65 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sein.

Das Statorelement 67 weist ebenfalls Vorsprünge, Zähne oder dergleichen 68 auf, die bei der aus Fig. 9 ersichtlichen Ausführungsform wie die Zähne, Vorsprünge oder dergleichen 64 bzw. 65 gestaltet sind und jeweils eine orthogonal zum Radius verlaufende dreieckförmige Querschnittsform aufweisen, wobei die Spitzen der Dreiecke der Zähne oder dergleichen 64, 65, also des Rotorelements 66 in Drehrichtung X gerichtet sind, während die Spitzen der Zähne oder dergleichen 68 des Statorelementes 67 um 180 Grad, also genau entgegengesetzt gerichtet sind. Dadurch ergeben sich periodisch verengende Strömungsspalten bzw. -kanäle.

Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Antrieb, motorischer

2	Kupplung
3	Welle
4	Variodispergierkopf
5	Rotorelement, scheibenförmiges
6	&ldquor;
7	&ldquor;
8	Distanzring
9	Jl
10	jj
11	Stator
12	Statorelement
13	JJ
14	11
15	JJ
16	Gehäuse
17	Zahn, Vorsprung, Wulst, Sektor, Flügel
18	Misch- oder Dispergierelement
19	II » Jl
20

21 Strömungskanal, achsialer, Spalt

22 &ldquor; , radialer, Spalt

23 &ldquor; , Spalt

24 &ldquor; , &ldquor;

25 Misch- bzw. Dispergierelement

26 Strömungskanal 27

31 Deckel

32 Leitung

33 Gehäuseabschnitt

34 Leitung

35 Fluidphase, Matrix, fluide Matrix, Fluidmatrix

36 Leitung

37 Doppelmantel

38 Leitung 39

41 Rotorelement

42 Statorelement

43 Rotorelement

44 Statorelement

45 Doppelpfeil (Dehnströmung)

46 Rotorelement

47 Statorelement

48 Längsachse
49

50 Statorelement

51 Rotorelement

52 Statorelement

53 Element, ringförmiges

54 &ldquor; , &ldquor;

55 Kanal

56 Scheibe

57 Stoffstrom

58 Leitung

59 Temperaturfluid

60 Leitung

61 Trennebene

62 Rotorelement

63 O-Ring, Dichtung

64 Zahn, Vorsprung oder dergleichen

66 Rotorelement

67 Statoreiement

68 Zahn oder dergleichen

A Längenabschnitt des Variodispergierkopfes 4

1-* H » JJ II

^^-* V M H »

D Strömungsrichtung des Mix

X Drehrichtung

&agr; Winkel

&bgr; Winkel

Pv Leistungseintrag

Ne Newton-Zahl

Re Reynolds-Zahl

G' Speichermodul, Theologische Kenngröße

Literaturverzeichnis

DE 39 05 946 A1 DE 39 18 268 C1 DE 39 18 268 C2

Claims

5922/1 Pe. 21. Mai 1997 Institut für Lebensmittelwissenschaft Lehrstuhl für Lebensmittelverfahrenstechnik ETH-Zentrum/LFO Universitätsstraße 2 CH - 8092 Zürich Schutzansprüche

1. Bausatz zum Aufbau einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Dispergieren und Mischen von Gasen, Fluiden und/oder Feststoffen in einer Fluidphase als fluide Matrix, die mehrere achsial mit Spalt- bzw. Kanalabstand zueinander angeordnete scheibenförmige Rotorelemente (5, 6, 7, 46, 51) und Statorelemente (12, 13, 14, 15) durchströmt, wobei die Rotorelemente (5, 6, 7, 46, 51) motorisch angetrieben sind und sowohl die Rotorelemente (5, 6, 7, 46, 51) als auch die Statorelemente (12, 13, 14, 15) mehrere sich radial und/oder auch in Umfangsrichtung erstreckende Vorsprünge,

Zähne, Stifte, Flügel, Wulste (17) aufweisen, die in Umfangsrichtung relativ zueinander gegenläufig bewegbar sind, wobei je nach den rheologischen und strukturellen Eigenschaften der Fluidphase (35) und der zuzumischenden bzw. zu dispergierenden Komponenten unterschiedlich geometrisch gestaltete Rotorelemente (5, 6, 7) und Statorelemente (12, 13, 14, 15) aus dem Bausatz zu einem Variodispergierkopf (4) zusammenstellbar sind, der mit dem motorischen Antrieb (1) und einer Kupplung (2) sowie den geeigneten Pumpen und Rohrleitungen (34, 36, 38, 39, 40, 60) die Vorrichtung bildet.

2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung sich erstreckenden Wulste, Zähne, Flügel oder dergleichen der Rotorelemente (5, 6, 7) zum Beispiel in einem orthogonal zur Längsachse ihres Radius verlaufenden Querschnitt dreieckförmig gestaltet sind und daß die Spitze des Rotorelementes (41) in Drehrichtung (X) weist, während die Spitzen der Dreiecke der Zähne oder dergleichen des Statorelementes (42) entgegengesetzt zur Drehrichtung (X) gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne oder dergleichen der Rotor- bzw. Statorelemente (41, 42) in einem orthogonal zu ihrem Radius geführten Querschnitt trapezförmig gestaltet sind, wobei die Zähne oder dergleichen des Statorelementes (42) entgegengesetzt zur Drehrichtung (X) weisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem orthogonal zu ihrem Radius geführten Querschnitt die Zähne oder dergleichen linsenförmig gestaltet sind und daß die linsenförmigen Querschnitte der Zähne oder dergleichen der Rotorelemente (5, 6, 7) in Drehrichtung (X) weisen, wobei auch die Querschnitte der Zähne oder dergleichen des Statorelementes (12, 13, 14, 15) parallel zu den Querschnitten des Rotorelementes (5, 6, 7) gerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne oder dergleichen der Rotor- bzw. Statorelemente (5, 6, 7 bzw. 12, 13, 14, 15) in einem quer zur Richtung ihres Radius geführten Schnitt polygonförmig gestaltet sind.

4

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne oder dergleichen des Rotorelements (5, 6, 7) in Drehrichtung (X) tragflügelartig gestaltet sind und mit ihrer schmalen Seite in Drehrichtung (X) weisen, während die Zähne oder dergleichen des Statorelements (12, 13, 14, 15) mit ihren dickeren Endabschnitten in Drehrichtung (X) des Rotorelementes (5, 6, 7) gerichtet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Rotorelemente (5, 6, 7) als auch die Statorelemente (12, 13, 14, 15) in einem orthogonal zu ihrem Radius geführten Querschnitt rechteckförmig gestaltet sind, wobei die Rechteckquerschnitte mit ihrer Längsachse entweder parallel zur Drehrichtung (X) des Rotorelementes (5, 6, 7) oder aber unter einem spitzen Winkel (&agr; bzw. ß) verlaufen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne oder dergleichen des Rotorelements (5, 6, 7) und des Statorelements (12, 13, 14, 15) in einem orthogonal zu ihrem Radius geführten Querschnitt gleich gestaltet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnartigen oder dergleichen ausgebildeten Rotor- und/oder Statorelemente (5, 6, 7 bzw. 12, 13, 14, 15) in einem orthogonal zu ihrem Radius geführten Querschnitt jeweils unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor- bzw. Statorelemente (5, 6, 7 bzw. 51, 52) bei ihrer Drehbewegung (X) den mit den Statorelementen gebildeten Strömungsspalt in Stufen oder kontinuierlich verkleinern.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auch etwaige quer zum Radius an den Zähnen oder dergleichen angeordnete, als Misch- und Dispergierelemente (18, 19, 20) ausgebildeten Flügel, Wulste, Vorsprünge, Zähne oder dergleichen sich in Drehrichtung (X) verjüngen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der radial gerichteten Zähne, Vorsprünge oder dergleichen und/oder die Seitenflächen von an den radial gerichteten Zähnen oder dergleichen angeordneten Misch- und Dispergierelementen (18, 19, 20) wechselseitig zur Drehrichtung (X) angestellt sind, welche im Betrieb einen sich zwischen Rotor- und Statorelementen (5, 6, 7 bzw. 12, 13, 14, 15) periodisch verengenden Strömungspalt bilden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Variodispergierkopf (4) Beruhigungs- bzw. Ruhezonen angeordnet sind, die keine radial und/oder achsial hervorragenden Zähne, Vorsprünge oder dergleichen und keine Misch- oder Dispergierelemente (18, 19, 20) aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Variodispergierkopf (4) einen temperierbaren Mantel aufweist, welcher in verschiedenen achsialen Zonen unterschiedlich temperierbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei nur einer zu dispergierenden dispersen Komponente diese bereits vorvermischt ist mit der fluiden kontinuierlich eingespeisten Fluidphase und so dem Variodispergierkopf (4) zuführbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren zuzumischenden bzw. zu dispergierenden dispersen Komponenten diese an verschiedenen achsialen Positionen durch Leitungen (60, 39, 40) dem Variodispergierkopf (4) zuführbar sind.