Как добиться постоянного размера и дисперсности частиц с помощью мельницы или измельчителя

Анджело ДеПальма — писатель-фрилансер, живущий в Ньютоне, штат Нью-Джерси. Вы можете связаться с ним по адресу [email protected].

1 кредит

Последовательность – это источник жизненной силы лабораторной работы. Последовательный процесс или операция предсказуемы, хорошо контролируются и поддаются устранению неполадок, когда что-то идет не так. Больше продуктов, чем можно реализовать, зависит от последовательного измельчения, микронизации или уменьшения размера частиц сырья с последующим их равномерным диспергированием в матрице продукта.

По словам Андреаса Штуммера, менеджера по диспергированию компании BYK-Gardner (Колумбия, Мэриленд), вязкость образца является одним из ведущих факторов, влияющих на постоянство уменьшения размера частиц и дисперсии. «То, как материал движется через мельницу и, в конечном итоге, насколько легко он диспергируется в полученном продукте, имеет решающее значение для получения стабильных результатов измельчения. Другие факторы включают размер гранул, коэффициент заполнения гранул, материал гранул, тип шаровой мельницы и время выдержки. внутри мельницы». Основной бизнес BYK охватывает множество сфер применения, связанных с измельчением и диспергированием, со специализацией в производстве красок, пигментов и чернил. Компания реализует горизонтальные и вертикальные бисерные мельницы, корзиночные мельницы, а также приборы для измерения температуры, цвета и других характеристик как сырья, так и конечной продукции. BYK также имеет современную испытательную лабораторию в Уоллингфорде, штат Коннектикут, где проводит демонстрации и пробные запуски для потенциальных клиентов.

Температурный фактор влияет на качество продукта из-за значительной механической энергии, прилагаемой на всех этапах помола. В соответствии с понятием единообразия, измельчение должно происходить при одинаковой температуре, обеспечивающей эффективное уменьшение размера частиц и не причиняющей вреда продукту. Биологические образцы, особенно ткани животных, могут быть подвержены тепловому повреждению. «Мы используем несколько способов контроля температуры», — говорит Стаммер. «Например, наши корзинные мельницы имеют двойную рубашку, обеспечивающую водяное охлаждение».

Время измельчения является еще одним фактором. Пользователи должны следить за временем каждого шага, связанного с контактом с образцом. Фрезерование или шлифование обычно включает в себя несколько этапов. Пигменты обычно существуют в виде агломератов, которые состоят из гетерогенных частиц, удерживаемых вместе химическими, механическими и слабыми силами притяжения. Они сначала смачиваются, затем разбиваются на более простые агрегаты под действием простых сил сдвига (например, фрезерного диска), прежде чем может произойти серьезное уменьшение размера частиц. При измельчении они превращаются в первичные частицы — продукт, которые сами по себе подвержены агрегации. После образования первичных частиц необходимы добавки, удерживающие их во взвешенном состоянии. «Важно помнить, что целью является уменьшение размера частиц, а не их разрушение», — говорит Стаммер.

Другими факторами, которые следует учитывать на начальном этапе предварительного диспергирования, являются геометрия лезвия и фрезерного резервуара. Размер образца также должен соответствовать объему сосуда. У операторов есть несколько обходных путей для неоптимальных комбинаций вышеперечисленного; например, возможность использовать добавки для улучшения смачивания и дисперсии, а также для ингибирования флокуляции.

Существует множество вариантов измельчения химических или биологических образцов высокой чистоты для экстракции. Майкл Штайнерт, менеджер по маркетингу продуктов в области биологических наук в Cole-Parmer (Вернон-Хиллз, Иллинойс), советует покупателям подтвердить, что образцы совместимы с любой мельницей, которую вы рассматриваете. «Для образцов меньшего размера подойдет простая настольная мельница или даже небольшое ручное решение. Для большей производительности материала наиболее эффективным решением обычно является баночная мельница». Среди своих многочисленных предложений Cole-Parmer продает мельницы для банок, в которых для измельчения образцов используются твердые среды. По мере вращения банки частицы превращаются в мелкий порошок.

«Найти мельницу, совместимую с вашими образцами, не составит труда, но вам необходимо убедиться, что мелющие тела и стакан совместимы», — добавляет Штайнерт. «Если вы используете шарики из нержавеющей стали, вам следует использовать банки из нержавеющей стали, которые бывают разных размеров. Мельница для банок работает не только для больших количеств, но и для небольших партий, поскольку банку не нужно наполнять, чтобы работоспособность».