Wenn für schnelle Reaktionen industrielle Rührkessel verwendet werden, können Mischprobleme in starkem Mass auftreten. Es ist von Interesse, für solche Zwecke In-line-Mischer zu untersuchen, da sie kurze Verweilzeiten und hohe Energiedissipationsraten aufweisen. Es wurden chemische Reaktionen in wässriger Lösung in Semi-Batch sowie in In-line-Anordnung durchgeführt, wobei zwei geometrisch ähnliche Rotor-Stator-Mischer mit dem linearen Scale-up-Faktor zwei verwendet wurden. Eine schnelle und komplexe Azokupplungsreaktion wurde als Testsystem eingesetzt, um die hydrodynamischen Einflussgrössen zu untersuchen.
Während dem Semi-Batch-Betrieb zirkulierte wässrige 1-Naphthol-Lösung vom Rührkessel durch den Rotor-Stator-Mischer und wieder zurück zum Rührkessel, während diazotierte Sulfanilsäzure direkt in den Rotor geleitet wurde. Die primären Reaktionsprodukte (Monoazofarbstoffe) reagierten zum Bisazofarbstoff in einem Ausmass, welches von der turbulenten Energiedissipationsdichte ε innerhalb der Reaktionszone abhängig war. Eine gute Makroverteilung der Reaktanden wurde erhalten, indem eine Zuführdüse mit feinen radialen Ausgängen eingesetzt wurde, um die diazotierte Sulfanilsäure in den Rotor einzuleiten. Damit wurde auch sichergestellt, dass die Reaktion erst gerade innerhalb der Rotorzähne starten konnte. Die Testreaktion war abgelaufen, bevore die Lösung den schmalen Spalt mit hoher Scherung zwischen Rotor und Stator erreicht hatte. Experimente zeigten an, dass die Energiedissipationsrate einheitlich war innerhalb der Reaktionszone. Durch den Vergleich der gemessenen Produkteverteilung mit den Vorhersagen eines Mikrovermischungsmodells war es möglich, ε und dessen Abhängigkeit von der Rotordrehzahl (ε ∼ N2.5 approx.) zu ermitteln.
Bei In-line-Betrieb durchlaufen beide eingeleiteten Reaktandenströme den Rotor-Stator-Mischer nur einmal. Der Mischer ergab in beiden Grössen gute Resultate.
Das Scale-up-Kriterium für konstante Produkteverteilung im midrovermischungskontrollierten Bereich war konstante Rotorumfangsgeschwindigkeit.
Modifikationen eines Rotor-Stator-Mischers werden vorgeschlagen, mit welchen weitere Verbesserungen möglich sein sollten.