Das Ziel des Mischvorgangs ist es, homogene Lösungen, Emulsionen und Suspensionen zu erhalten oder Wärme- und Stoffübertragungsprozesse zu intensivieren. Viele Faktoren beeinflussen die Qualität dieses Prozesses und des Endergebnisses. Einige davon können angepasst werden, andere lassen sich nur bis zu einem gewissen Grad verändern. Zu letzteren gehören die Materialeigenschaften der Substanz, wie z.B. Dichte und Viskosität, deren genaue Kenntnis die richtige Gestaltung des Mischprozesses ermöglicht.

Die Dichte von Flüssigkeiten (ohne Quecksilber) und deren Mischungen reicht von etwa 620 kg/m3 (Isopentan) bis etwa 3100 kg/m3 (Brom). In der Literatur wird nicht zwischen Dichteklassen von Flüssigkeiten unterschieden und die einzige Unterteilung bezieht sich auf die Aggregatzustände. Die Dichte variiert mit der Temperatur, aber die Wertunterschiede sind sehr gering und für das Mischen von homogenen Substanzen meist irrelevant. Die Dichte ist besonders wichtig im Zusammenhang mit der Berechnung der Mischleistung in turbulenter Bewegung, wo dynamische Faktoren dominieren, die wiederum von der Masse der Substanz abhängen. Im Falle von Festkörpern ist die Masse ihre offensichtliche Eigenschaft. Bei Flüssigkeiten hingegen wird die Massenfunktion von der Dichte übernommen, die als die Masse pro Volumeneinheit der Substanz verstanden wird.

Ein wichtiger Materialparameter von Flüssigkeiten und deren Mischungen ist die dynamische Viskosität. Hier ist die Spanne der Werte viel größer und der Einfluss der Temperatur stärker ausgeprägt. Eine der Flüssigkeiten mit der geringsten inneren Reibung ist Aceton mit einer dynamischen Viskosität von etwa 0,304×10-3 Pa-s. Die Obergrenze der dynamischen Viskosität ist praktisch nicht existent, wie Heraklits‘ Worte ‚panta rei‘ gut illustrieren. Die dynamische Viskosität von Teer, der als eine der zähesten Substanzen gilt, beträgt beispielsweise etwa 1×1011 Pa-s. Diese ist so hoch, dass in einem berühmten australischen Experiment im Durchschnitt alle 10 Jahre ein Tropfen Teer fällt. Die hohe Viskosität bewirkt, dass das Mischen solcher Substanzen in einer laminaren Bewegung erfolgt. Je größer die Viskosität der Substanz ist, desto größer ist die Reibung, desto mehr Wärme wird freigesetzt und desto größer muss die Mischleistung sein.

Neben dem dynamischen Viskositätswert selbst – für den, mit Ausnahme ausgewählter Industrien, keine Klassen von Wertebereichen definiert sind – ist beim Mischen von Flüssigkeiten die so genannte ‚dynamische Viskosität‘ von großer Bedeutung. Flüssigkeitsmodell: niutonisch, wenn die Scherspannung eine lineare Funktion der Scherrate ist, oder nicht-niutonisch, wenn sie anders ist. Die Scherrate ist als der lokale Geschwindigkeitsunterschied in benachbarten Flüssigkeitselementen oder -schichten zu verstehen. Das heißt, selbst wenn eine Substanz eine sehr hohe Viskosität hat, sich aber nicht bewegt, gibt es keine Reibung. Darüber hinaus können nicht-nutonische Flüssigkeiten eine konstante oder sich mit der Zeit verändernde Viskosität haben.

Im Zusammenhang mit der Mischleistung ist es nach wie vor wichtig, zwischen scherverdünnenden Flüssigkeiten (z.B. einige Farben, die meisten Emulsionen, Abwässer, Schmiermittel) und scherverdickenden Flüssigkeiten (z.B. Mischungen aus Flüssigkeiten und Feststoffen) zu unterscheiden. Bei ersterem nimmt die Viskosität mit zunehmender Scherrate ab, während bei letzterem die Viskosität mit der Scherrate zunimmt. Dies beeinflusst die Mischgeschwindigkeit. Bei scherverdünnenden Flüssigkeiten ist es vorteilhafter, den Mischvorgang bei höheren Rührerdrehzahlen durchzuführen, bei eingedickten Flüssigkeiten bei niedrigeren Drehzahlen.

Eine weitere Design- oder Prozesseinschränkung kann das Vorhandensein spezieller Effekte bei einigen Substanzen sein, wie z.B. der Barus-Effekt (das Aufquellen der Flüssigkeit nach dem Ausfließen aus der Düse oder dem Schlitz) oder der Weissenberg-Effekt (der gegenteilige Effekt der Trichterbildung). Die Fragen der plastischen Verformung und des Fließens von Materialien sind so umfangreich, dass sie ein eigenes Wissenschaftsgebiet namens Rheologie bilden.

Der Schlüssel zur korrekten Entwicklung eines Mischers zum Mischen von Substanzen mit hoher Viskosität ist die genaue Messung der Materialparameter. Es ist auch notwendig, ihre spezifischen Merkmale und Eigenschaften zu kennen und alle verfahrenstechnischen und technologischen Einschränkungen im Mischprozess zu identifizieren. Mit dem richtigen Wissen lassen sich die Probleme, die beim Mischen von Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskosität häufig auftreten, vermeiden. Dies wird durch die Verwendung eines geeigneten Rührwerkssystems unterstützt. Zum Beispiel für Substanzen wie Gelatine, die Verwendung eines Doppelrührsystems, bestehend aus:

• ein Rahmenmischer mit Abstreifern, der verhindert, dass sich das Produkt ablöst. Die Abstreifer verhindern, dass das Produkt an den Wänden des Tanks verbrennt/anhaftet. Sie sorgen für eine gute Wärmeübertragung beim Erhitzen oder Kühlen (zwingt die nächstgelegenen Produktschichten vom Heizmantel ins Innere des Mischers).
• das Paddelrührwerk, das für den Hauptmischvorgang verantwortlich ist. Je nach Geschwindigkeit sorgt er für eine nicht laminare Produktbewegung. Wird über den gesamten Bereich der Viskosität und Dichte verwendet. Je nach Ausführung sorgt er dafür, dass auch kleine Produktmengen in großen Volumina gemischt werden können.