Máy nghiền hạt dạng thanh ngang trong phòng thí nghiệm: Nguyên lý làm việc, lựa chọn phương tiện và ứng dụng

A máy nghiền hạt thanh ngang phòng thí nghiệm , còn được gọi là máy nghiền cát nano trong phòng thí nghiệm hoặc máy nghiền ướt nằm ngang, được thiết kế để nghiền mịn, khử kết tụ, phân tán và giảm kích thước hạt trong môi trường lỏng.

Nó thường được sử dụng khi thiết bị trộn thông thường không thể cung cấp đủ năng lượng cắt hoặc khi máy nghiền bi quay cần quá nhiều thời gian để đạt được độ mịn mong muốn. Bằng cách kết hợp buồng nghiền ngang, rôto thanh tốc độ cao và hạt nghiền nhỏ, máy có thể xử lý nhiều loại bùn thành dạng phân tán mịn, đồng đều và ổn định.

Tuy nhiên, kích thước hạt cuối cùng không chỉ phụ thuộc vào máy. Đường kính vật liệu mài, vật liệu hạt, tốc độ rôto, nồng độ bùn, độ nhớt, thời gian tuần hoàn, hiệu suất làm mát và khả năng tương thích vật liệu đều ảnh hưởng đến kết quả.

Hướng dẫn này giải thích cách hoạt động của máy nghiền hạt chốt thanh ngang trong phòng thí nghiệm, cách chọn vật liệu nghiền, cách tối ưu hóa quy trình nghiền ướt và những điều người mua nên xác nhận trước khi chọn máy.

Máy nghiền hạt có thanh ghim nằm ngang trong phòng thí nghiệm là gì?

Máy nghiền hạt dạng thanh ngang trong phòng thí nghiệm là máy nghiền ướt có buồng nghiền hình trụ được lắp đặt ở vị trí nằm ngang. Buồng được lấp đầy một phần bằng các hạt mài nhỏ, trong khi một rôto được trang bị các thanh và chốt quay bên trong buồng.

Trong quá trình vận hành, một máy bơm sẽ chuyển bùn đã chuẩn bị vào buồng nghiền. Rôto tăng tốc các hạt mài, khiến chúng va chạm với nhau và tương tác liên tục với các hạt lơ lửng.

Giảm kích thước hạt xảy ra thông qua một số hành động:

• Sự va chạm: Các hạt va chạm với các hạt và phá vỡ các khối kết tụ giòn.
• Tiêu hao: Tiếp xúc trượt giữa các hạt làm mòn bề mặt hạt.
• cắt: Độ dốc vận tốc cao tách các hạt kết tụ hoặc phân lớp.
• nén: Các hạt bị mắc kẹt giữa các hạt chuyển động chịu áp lực lặp đi lặp lại.

Không giống như máy nghiền bi dạng trống truyền thống, buồng nghiền vẫn đứng yên. Năng lượng được đưa vào thông qua rôto tốc độ cao, cho phép người vận hành điều chỉnh cường độ mài mà không làm thay đổi vòng quay của buồng.

Tại sao nên sử dụng buồng ngang?

Bố trí theo chiều ngang giúp phân phối hạt nghiền khắp buồng và hỗ trợ dòng bùn liên tục từ đầu vào đến đầu ra. Nó đặc biệt hữu ích để xử lý các loại bột có mật độ cao có thể lắng nhanh trong chất lỏng.

Một hệ thống ngang được thiết kế phù hợp có thể cung cấp:

• Lưu thông ổn định của vật liệu nghiền
• Hoạt động liên tục hoặc tuần hoàn
• Đầu vào năng lượng có thể điều chỉnh
• Kiểm soát thời gian cư trú
• Làm mát buồng hiệu quả
• Phát triển quy trình phòng thí nghiệm thuận tiện
• Con đường thực tế từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đến thiết bị sản xuất lớn hơn

Máy nghiền hạt có thanh ghim nằm ngang hoạt động như thế nào?

Giai đoạn 1: Chuẩn bị bùn

Bột thô trước tiên phải được phân tán trong chất mang lỏng thích hợp. Tùy thuộc vào vật liệu, chất lỏng có thể là nước, ethanol, dung môi tương thích khác, dầu, nhựa hoặc môi trường xử lý có công thức đặc biệt.

Chất phân tán, chất làm ướt, chất ổn định hoặc các chất phụ gia khác có thể được đưa vào để cải thiện khả năng làm ướt bột và ngăn chặn các hạt tái kết tụ sau khi nghiền.

Trước khi bùn đi vào máy nghiền hạt, người vận hành nên đánh giá:

• Kích thước hạt thức ăn ban đầu
• Nồng độ rắn
• Độ nhớt của bùn
• Khả năng tương thích hóa học
• Độ nhạy nhiệt độ
• Kích thước hạt cuối cùng cần thiết
• Mức độ ô nhiễm chấp nhận được

Các hạt thức ăn rất lớn thường phải được nghiền trước hoặc phân tán trước. Các hạt quá lớn có thể làm tắc máy bơm, làm hỏng màn tách hoặc giảm hiệu suất nghiền.

Giai đoạn 2: Cho ăn và khuấy hạt

Bơm cấp liệu chuyển bùn vào buồng nằm ngang với tốc độ dòng chảy được kiểm soát. Khi rôto quay, cấu trúc chốt thanh sẽ tăng tốc các hạt mài và tạo ra chuyển động hạt mạnh.

Tốc độ rôto ảnh hưởng đến năng lượng của mỗi va chạm. Việc tăng tốc độ có thể cải thiện cường độ nghiền, nhưng nó cũng có thể làm tăng nhiệt độ bùn, độ mài mòn của hạt, độ mài mòn của buồng và mức tiêu thụ điện năng.

Do đó, tốc độ hoạt động tốt nhất không phải lúc nào cũng là tốc độ tối đa hiện có. Nó nên được lựa chọn theo độ cứng vật liệu, đường kính hạt, độ nhớt của bùn, độ mịn mục tiêu và khả năng làm mát.

Giai đoạn 3: Giảm hạt và phân tán

Khi bùn đi qua vùng nghiền hoạt động, các hạt liên tục tiếp xúc với va đập, nén, ma sát và cắt.

Các khối kết tụ lớn đầu tiên được chia thành các cụm nhỏ hơn. Việc nghiền tiếp tục sau đó có thể làm giảm các hạt riêng lẻ hoặc tách các cấu trúc liên kết chặt chẽ, tùy thuộc vào vật liệu.

Các vật liệu vô cơ giòn thường bị khử chủ yếu thông qua va đập và nén. Các chất màu, vật liệu carbon và các hạt phân lớp có thể cần nhiều lực cắt và mài mòn hơn. Các vật liệu mềm hoặc nhạy cảm với nhiệt độ yêu cầu năng lượng đầu vào nhẹ nhàng hơn và khả năng làm mát hiệu quả hơn.

Giai đoạn 4: Tách hạt và xả sản phẩm

Ở đầu xả, một bộ phân tách chính xác giữ các hạt nghiền bên trong buồng đồng thời cho phép bùn đã xử lý rời khỏi máy nghiền.

Lỗ phân tách phải nhỏ hơn hạt nghiền nhưng đủ lớn để duy trì dòng sản phẩm ổn định. Bộ tách không phù hợp hoặc bị tắc có thể gây ra áp suất buồng quá mức, giảm lưu lượng, tăng nhiệt độ hoặc rò rỉ vật liệu nghiền.

Bùn thành phẩm có thể được thu gom trực tiếp sau một lần hoặc quay trở lại bể tuần hoàn để nghiền thêm.

Các thông số kỹ thuật điển hình của máy nghiền hạt trong phòng thí nghiệm

Máy nghiền hạt trong phòng thí nghiệm có nhiều thể tích buồng, công suất động cơ, cấu trúc rôto và cấu hình vật liệu khác nhau. Các số liệu sau đây là phạm vi tham khảo chung chứ không phải thông số kỹ thuật cho mọi kiểu máy.

Cấu hình máy cuối cùng phải được xác nhận theo loại bột thực tế, môi trường lỏng, độ nhớt, nhiệt độ, số lượng mẻ và phân bổ kích thước hạt mục tiêu.

Các ứng dụng của Máy nghiền hạt dạng thanh nằm ngang trong phòng thí nghiệm

Vật liệu lưu trữ pin và năng lượng

Nghiền ướt và phân tán được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển vật liệu pin lithium-ion, chất điện phân rắn, chất phụ gia dẫn điện và bùn điện cực.

Vật liệu điển hình bao gồm:

• Liti sắt photphat
• Vật liệu niken-mangan-coban
• Oxit coban liti
• Vật liệu cực dương dựa trên silicon
• Than chì và graphene
• Than đen và ống nano cacbon
• Bột điện phân rắn gốm sứ

Mục đích có thể là giảm kích thước hạt, khử kết tụ, phân tán phụ gia dẫn điện hoặc chuẩn bị hỗn hợp sệt đồng nhất hơn. Sự nhiễm bẩn từ hạt và vật liệu buồng phải được xem xét cẩn thận vì tạp chất dạng vết có thể ảnh hưởng đến hiệu suất điện hóa.

Bột màu, chất phủ và mực in

Các sắc tố thường hình thành các chất kết tụ làm giảm độ bền màu, độ bóng, độ trong suốt và độ ổn định khi bảo quản. Máy nghiền hạt có thể phá vỡ các chất kết tụ này và phân phối sắc tố đồng đều hơn trong suốt pha lỏng.

Các ví dụ phổ biến bao gồm:

• Phân tán titan dioxide
• Sắc tố oxit sắt
• Sắc tố màu hữu cơ
• Mực gốm
• Công thức phun mực
• Sơn ô tô và công nghiệp
• Lớp phủ bảo vệ và chức năng

Quá trình này phải được tối ưu hóa theo độ cứng của sắc tố, hệ thống nhựa, dung môi, độ nhớt, độ mịn cần thiết và ứng dụng cuối cùng.

Vật liệu gốm sứ và điện tử

Các hạt gốm mịn và phân tán đồng đều rất quan trọng đối với hiệu suất thiêu kết, độ ổn định của bùn, chất lượng lớp phủ và tính chất điện.

Máy nghiền hạt trong phòng thí nghiệm có thể được sử dụng để:

• Bùn alumina và zirconia
• Bột gốm điện môi
• Bột nhão điện tử
• Bột nhão bạc hoặc đồng dẫn điện
• Chất đánh bóng
• Vật liệu từ tính
• Vật liệu áp điện
• Vật liệu quản lý nhiệt

Các bộ phận tiếp xúc được lót bằng gốm hoặc zirconia có thể được lựa chọn khi phải giảm thiểu ô nhiễm kim loại.

Công thức dược phẩm và mỹ phẩm

Phương pháp nghiền phương tiện ướt có thể được sử dụng trong quá trình nghiên cứu các hoạt chất hòa tan kém, hỗn dịch, kem và các công thức khác yêu cầu kích thước hạt được kiểm soát.

Đối với các ứng dụng này, vật liệu thiết bị, quy trình làm sạch, kiểm soát nhiệt độ, độ mòn của hạt, ô nhiễm chéo và tài liệu quy trình phải được đánh giá theo yêu cầu chất lượng và quy định của chính người dùng.

Vật liệu cacbon và sự phân tán vật liệu nano

Các ống nano carbon, graphene, muội than và các vật liệu gốc carbon khác có thể hình thành các chất kết tụ mạnh do diện tích bề mặt cao của chúng.

Quá trình nghiền hạt được kiểm soát có thể giúp phân phối các vật liệu này trong nước, dung môi, nhựa hoặc chất mang khác. Nên tránh phay quá mức vì nó có thể làm hỏng hình dạng hoặc tỷ lệ khung hình của các cấu trúc carbon nhạy cảm.

Ứng dụng nghiên cứu bổ sung

• Chất xúc tác và chất hỗ trợ xúc tác
• Đình chỉ hóa chất nông nghiệp
• Phân tán khoáng chất và gốm
• Hạt nano chức năng
• Hợp chất đánh bóng
• Phụ gia chống cháy
• Công thức kết dính và bịt kín
• Sản phẩm hóa chất đặc biệt

Cách chọn vật liệu mài cho máy nghiền hạt

Việc lựa chọn phương tiện nghiền ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xay xát, độ nhiễm bẩn, tốc độ mài mòn, nhiệt độ và chi phí vận hành.

Hạt Zirconia ổn định Yttria

Hạt zirconia ổn định bằng Yttria được sử dụng rộng rãi để mài ướt mịn vì chúng kết hợp mật độ cao, độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt.

Chúng thường được xem xét cho:

• Vật liệu pin
• Gốm sứ điện tử
• Sắc tố hiệu suất cao
• Nghiên cứu dược phẩm
• Vật liệu chức năng có độ tinh khiết cao
• Mài Submicron và nanomet

Mật độ cao của chúng cung cấp năng lượng va chạm mạnh hơn so với các hạt thủy tinh hoặc alumina mật độ thấp hơn có cùng kích thước. Tuy nhiên, chi phí cao hơn và mức độ ô nhiễm zirconium vẫn phải được đánh giá đối với các vật liệu cực kỳ nhạy cảm.

Hạt gốm có hàm lượng nhôm cao

Hạt Alumina cung cấp một lựa chọn kinh tế hơn cho mài gốm, khoáng chất, bột màu và mài công nghiệp nói chung.

Chúng có thể phù hợp khi:

• Ô nhiễm nhôm nhỏ có thể chấp nhận được
• Kích thước hạt mục tiêu nằm trong phạm vi micron hoặc submicron
• Chi phí vận hành là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc
• Bản thân sản phẩm đã chứa alumina

Hạt nhôm thường không được ưu tiên cho các sản phẩm yêu cầu độ nhiễm bẩn cực thấp từ vật liệu chứa nhôm.

Hạt thủy tinh

Hạt thủy tinh rất tiết kiệm và có thể được sử dụng để phân tán sơ bộ, vật liệu mềm hơn, xử lý mẫu sinh học và các ứng dụng không yêu cầu năng lượng va đập cực cao.

Bởi vì thủy tinh có mật độ thấp hơn và khả năng chống mài mòn thấp hơn zirconia nên nó thường phù hợp hơn với các mục tiêu có độ mịn vừa phải và vật liệu ít mài mòn hơn.

Hạt thép không gỉ

Hạt thép không gỉ cung cấp mật độ cao và năng lượng tác động mạnh. Chúng có thể hữu ích đối với một số loại bột kim loại, chất màu và vật liệu công nghiệp nơi có thể chấp nhận được ô nhiễm sắt, crom hoặc niken.

Nói chung nên tránh sử dụng chúng khi ô nhiễm kim loại sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất sản phẩm, phân tích hóa học, tính chất điện, màu sắc hoặc độ tinh khiết.

Đường kính hạt và kích thước hạt mục tiêu

Các hạt nhỏ hơn cung cấp nhiều điểm tiếp xúc hơn trong cùng một thể tích buồng và thường hiệu quả hơn đối với các hạt mịn. Các hạt lớn hơn mang lại tác động riêng lẻ mạnh hơn và phù hợp hơn với các hạt thức ăn thô.

Những phạm vi này chỉ là tài liệu tham khảo bắt đầu. Lựa chọn cuối cùng phải được xác nhận thông qua thử nghiệm vật liệu vì kích thước cấp liệu, độ cứng, độ nhớt, cấu trúc rôto và hệ thống phân tán có thể thay đổi đường kính hạt thích hợp.

Các thông số quy trình chính cho phay hạt ướt

1. Kích thước hạt thức ăn

Các hạt thức ăn phải đủ nhỏ để đi vào buồng và di chuyển qua lớp hạt. Các hạt lớn có thể chặn thiết bị phân tách hoặc tạo ra áp suất không ổn định.

Có thể cần phải phân tán trước, nghiền trước hoặc nghiền thô trước khi nghiền hạt mịn.

2. Nồng độ bùn

Việc tăng nồng độ chất rắn có thể cải thiện sản lượng mỗi mẻ nhưng cũng làm tăng độ nhớt, nhiệt độ, tải trọng bơm và khả năng cản dòng chảy.

Bùn quá loãng có thể xử lý trơn tru nhưng mang lại hiệu quả sản xuất thấp. Bùn đặc quá mức có thể không lưu thông bình thường trong buồng.

Nồng độ chính xác nên cân bằng:

• Tần số tiếp xúc hạt
• Khả năng bơm
• sinh nhiệt
• Độ ổn định phân tán
• Thông lượng cần thiết
• Công thức sản phẩm cuối cùng

3. Độ nhớt của bùn

Độ nhớt ảnh hưởng đến chuyển động của hạt, lưu lượng bơm, áp suất buồng và hiệu quả làm mát. Bùn quá nhớt có thể hạn chế chuyển động của hạt và tạo ra tải trọng cơ học quá mức.

Độ nhớt phải được đo trong điều kiện nhiệt độ và độ cắt thích hợp vì một số công thức thay đổi đáng kể trong quá trình chế biến.

4. Tỷ lệ làm đầy hạt

Buồng này phải chứa đủ hạt để tạo ra các tương tác giữa hạt và môi trường thường xuyên. Tuy nhiên, tải hạt quá mức có thể làm tăng áp suất, dòng điện động cơ, nhiệt và tải phân tách.

Nhiều máy nghiền hạt trong phòng thí nghiệm hoạt động với tỷ lệ nạp hạt cao, nhưng phương pháp nạp hạt chính xác phải tuân theo hướng dẫn dành cho máy, buồng, rôto và vật liệu hạt đã chọn.

5. Tốc độ rôto

Tốc độ rôto kiểm soát khả năng tăng tốc của hạt và năng lượng đầu vào. Tốc độ cao hơn có thể làm giảm thời gian mài nhưng cũng có thể gây ra hiện tượng:

• Tăng nhiệt độ nhanh hơn
• Độ mòn của hạt và buồng lớn hơn
• Ô nhiễm cao hơn
• Tạo bọt quá mức
• Thay đổi trong các tài liệu nhạy cảm
• Tiêu thụ điện năng không cần thiết

Quá trình phát triển quy trình thường nên bắt đầu ở tốc độ vừa phải. Tốc độ sau đó có thể được tăng dần trong khi theo dõi kích thước hạt, nhiệt độ, áp suất và tải động cơ.

6. Tốc độ dòng chảy và thời gian lưu trú

Tốc độ dòng chảy cao rút ngắn thời gian bùn lưu lại trong buồng. Điều này có thể làm tăng năng suất nhưng làm giảm số lượng nghiền hoàn thành trong mỗi lần nghiền.

Tốc độ dòng chảy thấp hơn sẽ làm tăng thời gian lưu trú nhưng cũng có thể làm tăng nhiệt độ và giảm năng suất.

Do đó, tốc độ dòng chảy phải được tối ưu hóa cùng với tốc độ rôto và số lần tuần hoàn.

7. Chế độ một lần và tuần hoàn

Máy nghiền hạt nằm ngang có thể được vận hành theo hai cách phổ biến.

Chế độ vận hành	Mô tả quy trình	Sử dụng điển hình
Hoạt động một lần	Bùn đi qua buồng một lần và được thu thập	Năng suất cao hơn, mài sơ bộ hoặc độ mịn vừa phải
Hoạt động tuần hoàn	Sản phẩm quay trở lại bể chứa và liên tục đi qua buồng	Các hạt mịn hơn, phân bố hẹp hơn và giám sát quá trình theo thời gian

Quá trình tuần hoàn thường hữu ích trong quá trình phát triển phòng thí nghiệm vì mẫu có thể được lấy vào các thời điểm khác nhau để xác định kích thước hạt thay đổi như thế nào theo năng lượng tích lũy đầu vào.

8. Kiểm soát nhiệt độ

Nghiền ướt chuyển đổi phần lớn năng lượng của động cơ thành nhiệt. Nếu không làm mát đủ, nhiệt độ bùn có thể tăng nhanh.

Nhiệt độ quá cao có thể gây ra:

• Sự bay hơi dung môi
• Suy thoái polyme hoặc nhựa
• Thay đổi độ nhớt
• Mất hiệu suất phân tán
• Quá trình oxy hóa bột
• Tái kết tụ hạt
• Phân hủy các thành phần nhạy cảm

Do đó, áo làm mát xung quanh buồng nghiền là một bộ phận quan trọng. Người vận hành nên theo dõi cả nhiệt độ đầu vào và đầu ra và điều chỉnh nước làm mát, tốc độ dòng chảy, tốc độ rôto và tải chất rắn khi cần thiết.

Máy nghiền hạt Bar-Pin So với các thiết bị chế biến ướt khác

Không có công nghệ nào là tốt nhất cho mọi vật liệu. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào mục tiêu là phân tán thô, khử kết tụ, nghiền mịn, phá vỡ tế bào, nhũ hóa hay xử lý liên tục ở quy mô sản xuất.

Mở rộng quy mô từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm sang sản xuất

Một lợi thế của quá trình nghiền hạt trong phòng thí nghiệm là quy trình này có thể tạo ra dữ liệu hữu ích để lựa chọn thiết bị sản xuất hoặc thí điểm lớn hơn.

Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô không nên chỉ dựa vào thể tích buồng. Buồng lớn hơn thay đổi đặc tính dòng chảy, diện tích làm mát, thời gian lưu trú, nhu cầu điện năng và lưu thông vật liệu.

Các thông số quan trọng cần ghi lại trong quá trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm bao gồm:

• Thể tích buồng
• Tốc độ ngoại vi rôto
• Tải động cơ thực tế
• Vật liệu và đường kính hạt mài
• Tỷ lệ làm đầy hạt
• Phân bố kích thước hạt thức ăn
• Nồng độ và độ nhớt của bùn
• Tốc độ dòng chảy
• Số lần lưu hành
• Nhiệt độ đầu vào và đầu ra
• thời gian nghiền
• Giá trị cuối cùng của D10, D50 và D90

Khi chuyển sang một máy lớn hơn, các nhà sản xuất thường so sánh tốc độ ngoại vi rôto, tải hạt, kích thước vật liệu, năng lượng đầu vào cụ thể, thời gian lưu trú, công suất làm mát và thông lượng.

Kết quả trong phòng thí nghiệm có thể cung cấp điểm khởi đầu quan trọng, nhưng thử nghiệm thí điểm vẫn có thể cần thiết đối với các vật liệu có giá trị cao, công thức phức tạp, sản phẩm có độ nhớt cao hoặc yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước hạt.

Thực hành tốt nhất về bảo trì và vận hành

Trước khi khởi động máy

• Xác nhận rằng buồng và dải phân cách sạch sẽ.
• Kiểm tra xem các hạt đã chọn có tương thích với dải phân cách không.
• Xác minh rằng tải hạt nằm trong phạm vi được khuyến nghị.
• Đảm bảo nước làm mát được kết nối và chảy.
• Xác nhận rằng hướng bơm và cài đặt lưu lượng là chính xác.
• Kiểm tra tất cả các ống, vòng đệm, van và kết nối xem có rò rỉ không.
• Đảm bảo rằng bùn đã được phân tán trước đúng cách.
• Xác nhận rằng các hạt quá khổ đã được loại bỏ.

Trong quá trình vận hành

• Theo dõi dòng điện động cơ và áp suất buồng.
• Ghi lại nhiệt độ đầu vào và đầu ra.
• Quan sát sự thay đổi tốc độ dòng chảy và độ nhớt của bùn.
• Lấy mẫu theo khoảng thời gian đã định.
• Dừng máy nếu xảy ra tiếng ồn, độ rung, áp suất hoặc nhiệt độ bất thường.
• Không để buồng nghiền chạy mà không có đủ chất lỏng.

Làm sạch giữa các vật liệu

Yêu cầu làm sạch tùy thuộc vào sản phẩm và mức độ lây nhiễm chéo có thể chấp nhận được. Quy trình làm sạch cơ bản có thể bao gồm xả cạn khoang, tuần hoàn chất lỏng làm sạch tương thích, loại bỏ các hạt và làm sạch bộ tách và các bộ phận tiếp xúc bên trong.

Các ứng dụng có độ tinh khiết cao, dược phẩm, thực phẩm, điện tử hoặc nhiều sản phẩm có thể yêu cầu các hạt chuyên dụng, bộ phận tiếp xúc chuyên dụng hoặc quy trình làm sạch được xác nhận.

Kiểm tra hạt mài

Hạt mài mòn dần trong quá trình vận hành. Hạt bị mòn có thể trở nên nhỏ hơn, không đều hoặc bị vỡ, làm giảm hiệu quả xay xát và tăng nguy cơ tắc nghẽn máy phân tách.

Kiểm tra hạt thường xuyên và thay thế chúng khi:

• Đường kính trung bình đã giảm đáng kể
• Một số lượng lớn hạt vỡ được quan sát thấy
• Ô nhiễm sản phẩm tăng lên
• Thời gian mài trở nên dài hơn đáng kể
• Áp suất buồng tăng trong điều kiện không thay đổi

Các vấn đề và giải pháp phổ biến của máy nghiền hạt

Làm thế nào để chọn máy nghiền hạt thanh-pin phù hợp cho phòng thí nghiệm

Một quy trình lựa chọn đáng tin cậy nên bắt đầu với các yêu cầu về vật liệu và quy trình thay vì công suất động cơ hoặc tốc độ rôto tối đa.

Xác định mục tiêu mài

Xác nhận xem mục đích chính có phải là:

• Sự tan rã
• mài micron
• mài Submicron
• Chuẩn bị vật liệu nano
• Phân tán sắc tố
• Đồng nhất bùn
• Phát triển công thức lô nhỏ
• Mở rộng quy trình

Đánh giá vật liệu

• Tên vật liệu và thành phần là gì?
• Nó cứng, giòn, mềm, xơ, dính hay mài mòn?
• Kích thước nguồn cấp dữ liệu ban đầu là gì?
• Kích thước hạt cuối cùng cần thiết là gì?
• Vật liệu có nhạy cảm với nhiệt hoặc quá trình oxy hóa không?
• Nó có thể phản ứng với chất lỏng đã chọn không?
• Những chất gây ô nhiễm nào không được chấp nhận?

Xác nhận các điều kiện quy trình

• Số lượng mẫu yêu cầu mỗi đợt
• Nồng độ rắn
• Độ nhớt của bùn
• Chất lỏng hoặc dung môi
• Hoạt động một lần hoặc tuần hoàn
• Thông lượng yêu cầu hàng ngày
• Điều kiện nước làm mát
• Nguồn điện sẵn có
• Không gian lắp đặt

Xác nhận cấu hình máy

• Thể tích buồng nghiền
• Công suất động cơ và phạm vi điều khiển tốc độ
• Hình học rôto
• Vật liệu buồng và rôto
• Loại dải phân cách và kích thước hạt tối thiểu
• Loại máy bơm và phạm vi kiểm soát dòng chảy
• Cấu trúc áo làm mát
• Giám sát nhiệt độ và áp suất
• Phương pháp làm sạch và tháo gỡ
• Tùy chọn tương thích với dung môi hoặc chống cháy nổ khi được yêu cầu

Câu hỏi thường gặp

Máy nghiền hạt trong phòng thí nghiệm có thể sản xuất hạt nano không?

Nó có thể giúp một số vật liệu đạt đến phạm vi nanomet, nhưng kết quả phụ thuộc vào đặc tính vật liệu, kích thước nguyên liệu, đường kính hạt, mật độ hạt, tốc độ rôto, thời gian nghiền, hệ thống phân tán, nhiệt độ và phương pháp đo. Kết quả nanomet không được đảm bảo nếu không kiểm tra vật liệu.

Hạt mài nhỏ hơn có luôn tốt hơn không?

Không. Các hạt nhỏ hơn cung cấp nhiều điểm tiếp xúc hơn nhưng ít năng lượng hơn cho mỗi lần va chạm. Nếu các hạt thức ăn quá lớn hoặc vật liệu quá cứng thì các hạt rất nhỏ có thể không cung cấp đủ năng lượng va chạm.

Sự khác biệt giữa máy nghiền hạt và máy nghiền cát là gì?

Các thuật ngữ này thường được sử dụng cho các thiết bị nghiền ướt tương tự. Các hệ thống chính xác hiện đại thường sử dụng các hạt gốm, zirconia, thủy tinh hoặc thép thay vì cát tự nhiên, nhưng “máy nghiền cát” vẫn là một tên công nghiệp được sử dụng rộng rãi.

Có thể sử dụng dung môi hữu cơ được không?

Một số máy có thể xử lý các dung môi hữu cơ tương thích, nhưng các yêu cầu về vòng đệm, ống mềm, máy bơm, buồng, hệ thống làm mát, các bộ phận điện, hệ thống thông gió, nối đất và chống cháy nổ phải được đánh giá trước khi vận hành.

Nên thêm bao nhiêu vật liệu nghiền?

Nhiều máy nghiền hạt ngang sử dụng tỷ lệ làm đầy buồng tương đối cao, nhưng số lượng chính xác phụ thuộc vào thiết kế buồng, rôto, mật độ hạt, đường kính hạt và vật liệu. Luôn làm theo hướng dẫn tải cho mẫu đã chọn.

Nên sử dụng mài một lần hay mài tuần hoàn?

Hoạt động một lượt phù hợp với thông lượng cao hơn hoặc độ mịn vừa phải. Tuần hoàn phù hợp hơn cho việc phát triển quy trình, các hạt mịn hơn và các ứng dụng yêu cầu lấy mẫu lặp lại và phân bố kích thước hạt hẹp hơn.

Tại sao nhiệt độ sản phẩm tăng trong quá trình mài?

Va chạm, cắt, ma sát và chuyển động của chất lỏng chuyển đổi năng lượng cơ học thành nhiệt. Nhiệt độ có thể được kiểm soát thông qua áo làm mát, giảm tốc độ rôto, độ nhớt thấp hơn, tốc độ dòng chảy được điều chỉnh hoặc xử lý theo giai đoạn.

Làm thế nào có thể giảm ô nhiễm?

Chọn các hạt, vật liệu rôto, lớp lót buồng, vòng đệm và máy bơm tương thích. Sử dụng các bộ phận tiếp xúc chuyên dụng khi cần thiết, theo dõi độ mòn của hạt và tránh các điều kiện vận hành gây ra mài mòn cơ học quá mức.

Phần kết luận

A máy nghiền hạt thanh ngang phòng thí nghiệm là hệ thống nghiền và phân tán ướt linh hoạt dành cho bột màu, vật liệu pin, gốm sứ, vật liệu điện tử, dược phẩm, vật liệu cacbon và các loại bột tiên tiến khác.

Hiệu suất của nó phụ thuộc vào toàn bộ quá trình hơn là một thông số kỹ thuật của máy. Vật liệu hạt, đường kính hạt, tốc độ rôto, nồng độ bùn, độ nhớt, tốc độ dòng chảy, thời gian lưu thông, kiểm soát nhiệt độ và thiết kế thiết bị phân tách phải phối hợp với nhau.

Cách tốt nhất để lựa chọn và tối ưu hóa máy nghiền hạt là bắt đầu với các đặc tính vật liệu và kích thước hạt mục tiêu. Sau đó, thử nghiệm có kiểm soát trong phòng thí nghiệm có thể xác định phương tiện nghiền, cấu hình buồng nghiền và các thông số quy trình thích hợp trước khi chuyển sang thiết bị thí điểm hoặc quy mô sản xuất.