Die Mischung macht’s – das gilt bei Herstellung von Farben, Lacken, Kunststoffen oder Reinigungsmitteln ebenso wie in der Lebensmittelindustrie. Bei komplexen Misch- aufgaben müssen erst einmal die Rohmaterialien analysiert werden, um die richtige Mischmaschine auszuwählen. Von der Dichte oder Schüttdichte, Viskosität etc. lassen sich Energiebedarf, Mischbarkeit, Dispergiergrad und Stabilität der Mischung ableiten.
Grundsätzlich verlangen Suspensionen mehr Arbeitsaufwand und damit auch mehr Energie als Emulsionen. Im Folgenden werden unter dem Oberbegriff Dispersion (Emulsionen oder Suspensionen ) die Kombinationen flüssig/flüssig oder fest/flüssig behandelt. Im Wesentlichen sind zwei Aspekte bei der Wahl der richtigen Mischmaschine wichtig: Zum einen das Mischwerkzeug. Es kann austauschbar sein, um die Maschine an verschiedene Gegebenheiten anzupassen. Zum anderen der Antrieb. IKA trägt mit der Serie 2000 sowohl für den Flüssig-/Flüssig- als auch für den Fest-/Flüssig-Bereich diesen Faktoren Rechnung. Alle wesentlichen Mischverfahren lassen sich mit dieser Produktserie mit Rücksicht auf die physikalischen Gegebenheiten bewältigen. Welche Maschine jeweils die richtige ist, hängt von einer Vielzahl von Prozessparametern ab. Einfache Emulsionen, also Prozesse wie das Lösen, Ausflocken, Kristallisieren oder Extrahieren, sind oft mit relativ geringen Scherbeanspruchungen zu bewältigen. Alleine die Bewegung der Flüssigkeit verändert die Oberflächen und bewirkt im weitesten Sinne bereits eine Vermischung. Es werden Propellerrührer, Turbinen oder Rührerscheiben als Rührwerkzeuge verwendet.
Vollkommen anders bei schwer oder gar nicht mischbaren Flüssigkeiten: Hier muss mittels hoher Scherbeanspruchung nicht nur ein Oberflächenaustausch stattfinden, sondern auch ein Ausgleich im Bereich der Phasengrenzen. Die Vergrößerung der Oberfläche gelingt nur durch eine intensive Zerkleinerung der Flüssigkeitströpfchen der zu mischenden Komponenten. Dabei müssen möglichst gleiche Größen erreicht werden. Bei sehr schwierigen Emulsionen werden zusätzlich spezielle, auf die Rohstoffe abgestimmte Emulgatorsysteme eingesetzt – auch im Hinblick auf eine eventuell notwendige Langzeitstabilität der Mischung. Bei den schwer mischbaren Emulsionen wird man Dispergiermaschinen einsetzen, die solche Herausforderungen mit hohem Energieeintrag und hoher Scherbeanspruchung hervorragend meistern. Diese sogenannten Rotor-Stator-Systeme laufen hauptsächlich in Geschwindigkeitsbereichen zwischen 20 und 50 m/s. Dabei bewirken sie sehr hohe Scherfrequenzen und -beanspruchungen. Der Dispax-Reaktor beispielsweise besitzt drei direkt hintereinander platzierte Scherstufen. Bei höheren Viskositäten empfiehlt sich eine zusätzliche Pumpe.
Eine weitere Möglichkeit, mit Rotor-Stator-Systemen Emulsionen herzustellen ist die Verwendung einer Kolloidmühle. Sie erzielt durch die langen Strömungskanäle eine intensive Friktion. Die Zahnkolloidmühlen MK werden zum Nassvermahlen von flüssigen bis hochviskosen Suspensionen eingesetzt. Ihre stabile Lagerung der Rotorwelle, eine spezielle Gleitringdichtung, die Mahlkammer und ihre Mahlwerkzeuge wurden für die Anforderungen von schwer zu vermahlenden Rohstoffen konstruiert. Eine Variation der Kolloidmühle stellt die Konusmühle MKO dar. Hier ersetzen mehrere Schichten verschieden rauer Oberflächen die Strömungskanäle. Dies erhöht den Friktionseffekt. Allerdings braucht eine Konusmühle gegenüber den anderen Rotor-Stator-System wesentlich mehr Energie. Die zu erwartenden Durchsätze bleiben natürlich hinter denen einer Kolloidmühle zurück.
