Máy nghiền bi lăn trong phòng thí nghiệm: Tốc độ, tải trọng và kết quả

Máy nghiền bi cuộn trong phòng thí nghiệm có thể tạo ra hai kết quả rất khác nhau từ cùng một lọ và cùng một loại bột. Một lần chạy cho phép phân bố kích thước hạt hẹp sau thời gian nghiền hợp lý. Một lần chạy khác, lặp lại với cùng một lọ và môi trường, sẽ tạo ra một đường cong rộng hơn và một đường trung tuyến khác. Ổ lăn có thể hoạt động bình thường trong cả hai trường hợp. Sự khác biệt thường ẩn giấu trong các biến số mà máy đơn giản không thể hiện rõ: đường kính bình, tốc độ quay thực tế, phân bố kích thước vật liệu in, lượng bột đổ vào và cách nạp mẫu.

Đó là lý do tại sao máy nghiền bi cuộn nên được coi như một hệ thống xử lý hơn là một phụ kiện bàn. Thiết bị này đơn giản về mặt cơ học, nhưng kết quả nghiền phụ thuộc vào cách cài đặt bình, môi trường, mẫu và con lăn hoạt động cùng nhau. Đối với các phòng thí nghiệm so sánh các công thức, chuẩn bị mẫu phân tích hoặc phát triển bước nghiền, mục tiêu thực tế không phải là tìm ra một cài đặt chung. Đó là xây dựng một đường cơ sở có thể lặp lại và có thể điều chỉnh theo mục đích. các máy nghiền bi cuộn trong phòng thí nghiệm từ TENCAN được thiết kế dựa trên nguyên tắc bình trên con lăn này, với kết quả cuối cùng được định hình bởi các lựa chọn vận hành được mô tả bên dưới.

Bộ truyền động con lăn thay đổi gì trong máy nghiền bi trong phòng thí nghiệm

Trong máy nghiền bi dạng cuộn, một bình hình trụ nằm trên các con lăn được dẫn động. Khi các con lăn quay, ma sát làm xoay bình. Vật liệu nghiền bên trong bình rơi, trượt và tương tác với bột. Việc giảm kích thước đến từ sự kết hợp giữa va chạm và tiêu hao, nhưng sự cân bằng giữa các cơ chế đó phụ thuộc vào cách điện tích di chuyển. Không giống như máy nghiền hành tinh, nơi các lọ được chuyển quanh trục trung tâm và có thể chịu trường ly tâm phức tạp, máy nghiền cuộn chủ yếu dựa vào chuyển động quay của lọ quanh trục nằm ngang của chính nó. Sự khác biệt đó ảnh hưởng đến năng lượng có sẵn cho mẫu, chuyển động của vật liệu và loại vấn đề nghiền mà thiết bị phù hợp nhất.

Bộ truyền động con lăn điều khiển tốc độ quay nhưng bản thân nó không xác định chuyển động bên trong. Một bình lớn và một bình nhỏ có thể chạy ở cùng một vòng/phút con lăn và vẫn có tốc độ bề mặt bên trong khác nhau. Vì lý do đó, một bản ghi quy trình hữu ích bao gồm đường kính ngoài của cối cũng như tốc độ con lăn. Nếu một phương pháp được chuyển từ kích thước bình này sang kích thước bình khác, người vận hành nên điều chỉnh tốc độ hoặc thời gian thay vì cho rằng cài đặt ban đầu sẽ tạo ra kết quả tương tự.

Vai trò hữu ích của máy nghiền bi cuộn trong phòng thí nghiệm

Máy nghiền bi dạng cuộn thường là sự lựa chọn thiết thực khi thể tích mẫu nhỏ và bình có thể thay đổi để làm sạch, tương thích vật liệu hoặc kiểm soát lây nhiễm chéo. Vì mẫu vẫn nằm trong bình có thể tháo rời nên máy nghiền có thể hỗ trợ thử nghiệm khô và ướt mà không cần bột tiếp xúc với khung con lăn. Nó cũng hữu ích cho các phòng thí nghiệm cần một hoạt động cơ học đơn giản, dễ quan sát và ghi lại. Thiết bị không giấu mẫu phía sau buồng phức tạp, do đó mối quan hệ giữa tải trọng bình, điều kiện môi trường và thời gian nghiền là tương đối trực tiếp.

Điều này không có nghĩa là máy nghiền cuộn là câu trả lời đúng cho mọi mục tiêu kích thước hạt. Nếu một quy trình đòi hỏi mật độ năng lượng rất cao, lực cắt mạnh hoặc sự tuần hoàn nhanh của khối lượng bùn lớn thì các thiết kế máy nghiền khác có thể phù hợp hơn. Máy nghiền cuộn được hiểu rõ hơn là một hệ thống nhào lộn có kiểm soát. Nó có thể có hiệu quả cao trong cửa sổ làm việc của nó, nhưng cửa sổ phải được xác định bởi vật liệu và mục tiêu chứ không phải chỉ bằng máy.

Nơi hình học đơn giản trở thành một hạn chế

Cách bố trí bình trên con lăn có những giới hạn thực tế. Nếu bề mặt bình không sạch, nếu các con lăn không thẳng hàng hoặc nếu tải trọng bình được phân bổ kém, bình có thể trượt hoặc xoay không đều. Điều đó ảnh hưởng đến khả năng tái sản xuất trước khi xem xét bất kỳ biến số vật chất nào. Các lọ rất nặng hoặc tải trọng vật liệu in cao cũng có thể đặt ra các yêu cầu khác nhau về ổ đĩa và khung so với các lọ nhỏ trong phòng thí nghiệm. Người dùng phải xác nhận rằng bình và tải đã chọn tương thích với cấu hình thiết bị và bình nằm chắc chắn trong quá trình vận hành.

Thời gian mài là một hạn chế khác. Máy nghiền cuộn có thể cần thời gian lưu trú lâu hơn máy nghiền năng lượng cao để đạt được mục tiêu mịn và thời gian kéo dài có thể mở rộng sự phân bổ kích thước hạt nếu hạt mịn được tạo ra trong khi vẫn còn các hạt thô. Câu trả lời đúng không phải lúc nào cũng chạy lâu hơn. Có thể tốt hơn là bạn nên xem lại kích thước giấy, lượng giấy, lượng bột hoặc tốc độ bình. Trong một số trường hợp, vật liệu chỉ cần một nguyên tắc nghiền khác và nhận ra điều đó sớm sẽ tránh lãng phí thời gian của mẫu và người vận hành.

Khả năng tái sản xuất bắt đầu từ cái bình

Hai chiếc lọ có thể trông giống nhau và hoạt động khác nhau. Độ dày thành, đường kính trong, tình trạng bề mặt và độ vừa khít của nắp đều ảnh hưởng đến cách nạp vật liệu di chuyển và lượng mẫu được giữ lại sau khi xả. Một chiếc bình bị mòn, không tròn hoặc được lót bằng vật liệu thô ráp có thể làm thay đổi lực ma sát giữa vật liệu và tường. Ngay cả cùng một thể tích bình danh nghĩa có thể có hình dạng bên trong khác với nhà cung cấp khác. Đối với công việc lặp lại, bình phải được xác định là vật phẩm được kiểm soát, không được coi là vật chứa có thể hoán đổi cho nhau.

Chất liệu lọ cũng có vấn đề. Gốm, mã não, zirconia, thép không gỉ, polymer và các tùy chọn khác được chọn vì các lý do khác nhau: khả năng chịu ô nhiễm, mật độ, khả năng làm sạch và khả năng chống mài mòn. Thành cối dày đặc có thể chắc chắn nhưng nó cũng làm thay đổi khối lượng mà các con lăn phải quay. Bình nhẹ hơn có thể dễ sử dụng hơn nhưng có thể không phù hợp với mọi bộ phương tiện. Quy tắc thực tế là trước tiên hãy chọn bình theo yêu cầu về hóa học và ô nhiễm, sau đó xác minh rằng sự kết hợp giữa bình và phương tiện có thể được vận hành an toàn và tái sản xuất trên máy nghiền.

Về nguyên tắc, máy nghiền cối dẫn động bằng con lăn rất đơn giản, nhưng kích thước cối, tốc độ con lăn, tải vật liệu và lượng mẫu phải được kiểm soát cùng nhau.

Tốc độ, Phương tiện, Điền và Nguồn cấp dữ liệu: Các biến tương tác

Người vận hành thường yêu cầu tốc độ khuyến nghị hoặc tải phương tiện tiêu chuẩn. Một con số hiếm khi đủ vì các biến tương tác với nhau. Một sự thay đổi giúp cải thiện khả năng mài trong một bình có thể gây ra sự mài mòn quá mức ở một bình khác. Tải vật liệu in phù hợp với bột đặc có thể quá mạnh đối với vật liệu dễ vỡ. Mục đích là để hiểu hướng đi của từng tác động, sau đó thiết lập đường cơ sở thông qua các thử nghiệm có kiểm soát.

Tốc độ bình và chuyển động của phí phương tiện

Ở tốc độ quay thấp, vật liệu có thể trượt hoặc lăn trên bột với tác động hạn chế. Mẫu có thể được trộn đều nhưng việc giảm kích thước có thể chậm. Khi tốc độ tăng lên, điện tích của môi trường được nâng lên cao hơn và sau đó tạo thành dòng hoặc đục thủy tinh thể quay trở lại phần dưới của bình. Điều này có thể cải thiện khả năng mài, nhưng phạm vi hữu ích bị giới hạn. Nếu tốc độ quá cao, vật liệu có thể bị cuốn quanh thành bình và mất tiếp xúc với lớp bột. Kết quả có thể là hiệu suất giảm, bình và vật liệu bị mài mòn nhiều hơn và sự phân bổ kích thước hạt khó dự đoán hơn.

Tài liệu tham khảo có liên quan không chỉ là vòng tua máy. Đó là chuyển động bên trong của điện tích, phụ thuộc vào đường kính bình và tốc độ tới hạn hiệu dụng của hệ thống. Nhiều phòng thí nghiệm sử dụng một phần tốc độ tới hạn được kiểm soát làm điểm bắt đầu, nhưng phần chính xác cần được xác nhận đối với vật liệu và bình. Khi chuyển một phương pháp, tốt hơn là tính toán hoặc đo lường mối quan hệ giữa tốc độ con lăn và vòng quay của cối hơn là sao chép giá trị vòng/phút từ một kích cỡ cối khác. Nếu bình trượt, vòng quay thực tế thấp hơn giá trị đã đặt và phương pháp này trở nên khó khắc phục sự cố.

Kích thước, mật độ và độ mòn của phương tiện truyền thông

Vật liệu nghiền thực hiện một số công việc: chúng truyền năng lượng cho bột, tạo ra các điểm tiếp xúc và mài mòn theo thời gian. Vật liệu lớn hơn hoặc đặc hơn có thể cung cấp nhiều năng lượng va chạm hơn cho mỗi lần va chạm, điều này có thể giúp phá vỡ các hạt thô hoặc cứng. Vật liệu nhỏ hơn cung cấp nhiều điểm tiếp xúc hơn và có thể hữu ích cho việc nghiền mịn hơn, nhưng chúng cũng có khối lượng trên mỗi bi thấp hơn và có thể không phá vỡ các hạt cứng một cách hiệu quả. Do đó, kích thước vật liệu in tốt nhất liên quan đến kích thước cấp liệu và kích thước mục tiêu, không chỉ liên quan đến khối lượng máy nghiền.

Mật độ phương tiện truyền thông ảnh hưởng đến năng lượng có thể được cung cấp ở một tốc độ nhất định. Môi trường đặc hơn có thể nghiền nhanh hơn nhưng nó cũng làm tăng tải trọng của bình, thúc đẩy nhu cầu và nguy cơ ô nhiễm nếu môi trường bị mòn. Hình dạng và chất lượng của phương tiện truyền thông cũng quan trọng. Môi trường bị nứt, dẹt hoặc không đều có thể làm thay đổi chuyển động của điện tích và gây ra sự biến đổi. Để thực hiện công việc lặp lại, phương tiện cần được kiểm tra, làm sạch và thay thế như một vật tư tiêu hao được kiểm soát. Việc ghi lại vật liệu phương tiện, kích thước danh nghĩa và khối lượng điện tích gần đúng sẽ hữu ích hơn việc chỉ ghi lại thể tích bình.

Mức lấp đầy và không gian có sẵn cho chuyển động

Một lọ có thể được đổ đầy, đổ đầy hoặc đổ đầy theo cách trông hợp lý nhưng không có chỗ cho chuyển động của phương tiện truyền thông. Nếu bột lấp đầy khoảng trống giữa các vật liệu và để lại ít không gian trống, điện tích có thể tự đệm. Năng lượng va chạm được hấp thụ và quá trình mài trở nên chậm hoặc không đều. Nếu bình được nạp quá nhẹ, năng suất mỗi mẻ có thể thấp và vật liệu in có thể bị mòn trên thành bình với lượng bột ít. Mức lấp đầy thực tế phải chừa đủ không gian cho vật liệu rơi và để bột bị kẹt trong bệ di chuyển.

Nghiền ướt thêm một lớp nữa. Chất lỏng phải đủ để tạo ra bùn có thể bơm được hoặc ít nhất là bùn di động, nhưng không quá nhiều đến mức môi trường và các hạt bị tách ra bằng pha loãng. Độ nhớt của bùn thay đổi khi kích thước hạt giảm, do đó công thức hoạt động khi bắt đầu chạy có thể trở nên quá đặc sau đó. Trong một số hệ thống, việc điều chỉnh chất phân tán hoặc độ pH là một phần của quy trình, nhưng những lựa chọn đó cần được kiểm tra hơn là giả định. Bình cũng phải được kiểm tra xem có rò rỉ hay không và ảnh hưởng của chất lỏng lên nắp hoặc cơ cấu bịt kín.

Đặc tính thức ăn và ý nghĩa của khả năng nghiền

Kích thước thức ăn, độ cứng, độ dẻo dai, độ ẩm và độ kết tụ đều ảnh hưởng đến kết quả. Vật liệu cứng, giòn có thể bị gãy do gãy, trong khi vật liệu mềm hoặc dẻo có thể biến dạng, bao phủ vật liệu hoặc kết tụ lại. Độ ẩm có thể làm bột dính và giảm độ chảy bên trong lọ. Thức ăn đã được nghiền có thể chứa các hạt mịn làm thay đổi tính chất lưu biến của bùn ướt hoặc tác động đệm trong quá trình chạy khô. Đây là những thực tế vật chất, không phải lỗi thiết bị và chúng cần được ghi lại khi phát triển một phương pháp.

Sự phân bố kích thước hạt của thức ăn cũng rất quan trọng. Nguồn cấp dữ liệu hẹp có thể hoạt động khác với nguồn cấp dữ liệu có đuôi thô. Nếu mục tiêu là phần trung bình mịn, phần thô có thể kiểm soát thời gian cần thiết, trong khi phần mịn có thể nằm trên mặt đất. Đó là lý do tại sao một con số mục tiêu như kích thước trung bình là không đủ để mô tả vấn đề mài. Độ rộng của sự phân bố và giới hạn trên có thể chấp nhận được thường quyết định liệu việc vận hành máy cán có phù hợp về mặt kỹ thuật hay không.

Tại sao các biến không thể được tối ưu hóa riêng biệt

Thay đổi kích thước phương tiện mà không thay đổi tốc độ có thể chuyển sự cân bằng từ tác động sang tiêu hao. Tăng lượng bột nạp mà không điều chỉnh tải phương tiện có thể làm giảm không gian trống và làm chậm quá trình sạc. Tăng tốc độ mà không kiểm tra độ an toàn của bình có thể gây trượt hoặc rung. Một thử nghiệm hữu ích sẽ thay đổi từng yếu tố một nhưng diễn giải kết quả theo bối cảnh của toàn bộ điện tích. Nếu hai yếu tố phải thay đổi cùng nhau, ví dụ như khi giới thiệu kích thước bình mới, thì thử nghiệm nên bao gồm một lần chạy cơ bản với bình ban đầu để có thể tách tác động của thay đổi phần cứng khỏi tác động của thay đổi quy trình.

Xây dựng một hoạt động lặp lại trên máy nghiền bi cuộn trong phòng thí nghiệm

Một phương pháp lặp lại sẽ bắt đầu trước khi bật máy nghiền. Mục tiêu phải được nêu theo các thuật ngữ có thể đo lường được, chẳng hạn như phạm vi kích thước trung bình, giới hạn kích thước trên, độ rộng phân bố hoặc mức độ phân tán cần thiết. Thức ăn phải được mô tả theo cùng một phương pháp sẽ được sử dụng cho sản phẩm. Nếu thức ăn chỉ được mô tả là loại của nhà cung cấp hoặc phần sàng, người vận hành có thể không biết mức độ biến đổi đã có trước khi bắt đầu nghiền.

Xác định mục tiêu và thời gian chấp nhận

Mục tiêu của một giá trị D50 duy nhất có thể khuyến khích việc nghiền quá mức. Một thông số kỹ thuật hữu ích hơn bao gồm giới hạn dưới và giới hạn trên cho giá trị trung bình, giới hạn cho phần đuôi thô và tuyên bố về cách lấy và đo mẫu. Đối với một số ứng dụng, kết quả quan trọng không phải là loại bột tốt nhất có thể mà là không có chất kết tụ hoặc bảo quản được một phần nhất định. Những yêu cầu đó nên được ghi vào kế hoạch dùng thử vì chúng ảnh hưởng đến thời gian nghiền, lựa chọn phương tiện và quyết định dừng.

Cửa sổ chấp nhận cũng phải phản ánh độ không chắc chắn trong phân tích. Nhiễu xạ laser, sàng, kính hiển vi và các phương pháp khác không cho kết quả giống hệt nhau. Nếu một phương pháp được chuyển giao giữa các phòng thí nghiệm thì phương pháp đo và quy trình phân tán phải là một phần của hồ sơ. Mặt khác, sự khác biệt rõ ràng về quá trình có thể chỉ đơn giản là sự khác biệt về mặt phân tích.

Chọn bình và vật liệu cho vật liệu

Vật liệu bình nên được chọn để kiểm soát ô nhiễm và khả năng tương thích hóa học. Nếu mẫu không được có sắt thì có thể cần một bình và bộ vật liệu khác. Nếu mẫu bị mài mòn, sự mài mòn của bình và môi trường phải được coi là nguồn gây ô nhiễm và thay đổi điều kiện nghiền. Kích thước phương tiện phải liên quan đến nguồn cấp dữ liệu và mục tiêu, đồng thời, lượng phương tiện phải được cân hoặc ghi lại để có thể so sánh lần chạy sau.

Trước lần thử đầu tiên, hãy kiểm tra lọ xem có vết nứt, sứt mẻ hoặc nắp đậy kém không. Kiểm tra xem vật liệu in có sạch và không có mẫu trước đó không. Xác nhận rằng bình có thể được gắn chắc chắn trên các con lăn và bình có thể quay mà không bị trượt. Những kiểm tra này là cơ bản nhưng chúng loại bỏ phần lớn sự biến đổi rõ ràng của quy trình.

Chọn chế biến khô hoặc ướt một cách có chủ ý

Nghiền khô thuận tiện khi sản phẩm cuối cùng vẫn ở dạng bột và khi vật liệu không phủ quá nhiều lên môi trường hoặc lọ. Nó cũng có thể làm cho việc lấy mẫu dễ dàng hơn. Tuy nhiên, nghiền mịn khô có thể bị kết tụ, bụi và thất thoát vật liệu trong quá trình mở cối. Nghiền ướt có thể cải thiện sự phân tán hạt và giảm bụi, nhưng nó đưa ra các bước xử lý chất lỏng, độ nhớt của bùn và các bước làm khô. Sự lựa chọn phải dựa trên quy trình tiếp theo, không chỉ dựa trên tốc độ mài.

Đối với chạy ướt, tỷ lệ chất lỏng-rắn, thứ tự thêm vào và phương pháp trộn phải được cố định. Thêm bột vào chất lỏng không nhất thiết tương đương với việc thêm chất lỏng vào bột, đặc biệt nếu bột kết tụ lại. Nếu sử dụng chất phân tán thì phải ghi lại liều lượng và điểm bổ sung. Cần kiểm tra bùn lắng để lắng hoặc tạo bọt sau khi chạy, vì cả hai đều có thể ảnh hưởng đến việc lấy mẫu và phân bố kích thước hạt rõ ràng.

Thiết lập đường cơ sở và thay đổi một yếu tố

Lần chạy cơ bản nên sử dụng một bình đã biết, lượng vật liệu đã biết, khối lượng bột xác định và tốc độ con lăn được ghi lại. Quá trình chạy nên được dừng lại theo các khoảng thời gian đã định trước để có thể quan sát được tiến trình thay vì đoán trước. Nếu máy nghiền có bộ hẹn giờ thì việc cài đặt bộ hẹn giờ là tiện lợi chứ không thể thay thế cho việc kiểm tra vòng quay thực tế và tình trạng của cối xay. Sau đường cơ sở, thay đổi từng yếu tố một: kích thước môi trường, khối lượng môi trường, khối lượng bột, tốc độ, tỷ lệ chất lỏng hoặc thời gian. Giữ những cái khác cố định đủ lâu để xem liệu hiệu ứng có ý nghĩa hay không.

Số lượng thử nghiệm phải thực tế. Một thiết kế nhỏ so sánh mức độ thấp, trung bình và cao của một yếu tố thường mang lại nhiều thông tin hơn so với một chuỗi dài các điều chỉnh ngẫu nhiên. Nếu phản hồi ồn ào, trước tiên hãy cải thiện việc lấy mẫu và đo lường. Một quy trình không thể đo lường một cách đáng tin cậy thì không thể tối ưu hóa một cách đáng tin cậy.

Ghi lại những gì người vận hành tiếp theo sẽ cần

Một bản ghi lô hữu ích bao gồm nhận dạng lọ, kích thước bên trong và bên ngoài nếu có liên quan, vật liệu lọ, vật liệu và kích thước của vật liệu, khối lượng vật liệu, khối lượng bột, khối lượng chất lỏng, tốc độ con lăn, thời gian chạy và bất kỳ sự gián đoạn nào. Cũng cần lưu ý lô thức ăn, điều kiện độ ẩm và phương pháp phân tích. Các bức ảnh chụp hộp đựng và sản phẩm có thể giúp ích nhưng chỉ cần có bản ghi chép bằng văn bản là đủ. Mức độ tài liệu này đặc biệt quan trọng khi một phương pháp được chuyển giao cho phòng thí nghiệm khác hoặc khi người vận hành mới tiếp quản thiết bị.

Lập kế hoạch chuyển sang kích thước lọ khác

Chuyển từ lọ nhỏ sang lọ lớn hơn không phải là việc tăng quy mô khối lượng đơn giản. Một chiếc lọ lớn hơn có đường kính khác, đường dẫn vật liệu khác và tỷ lệ giữa diện tích thành và khối lượng bột cũng khác. Tốc độ con lăn có thể cần được điều chỉnh để duy trì chuyển động bên trong tương đương. Kích thước phương tiện cũng có thể cần được xem xét lại vì cùng một phương tiện hoạt động trong bình nhỏ có thể không mang lại đủ tác động trong bình lớn hơn. Cách tiếp cận an toàn hơn là chạy thử nghiệm bắc cầu ở kích thước mới và so sánh sự phân bố kích thước hạt, không chỉ ở mức trung bình.

Việc thay đổi kích thước cối sẽ làm thay đổi chuyển động bên trong ở cùng tốc độ con lăn, do đó cần kiểm tra lại phương pháp thay vì sao chép.

Đọc phân bố kích thước hạt thay vì đuổi theo D50

Kết quả kích thước hạt là một sự phân bố chứ không phải một điểm duy nhất. Giá trị trung vị, thường được báo cáo là D50, mô tả phần giữa của phân phối, nhưng nó không cho biết liệu phần đuôi thô đã bị loại bỏ hay liệu phần hạt mịn quá mức đã được tạo ra hay chưa. Hai mẫu có thể có cùng D50 và hoạt động khác nhau trong quy trình tiếp theo vì D10, D90 và độ rộng phân phối của chúng khác nhau. Đối với việc phát triển máy cán, hình dạng của đường cong thường mang lại nhiều thông tin hơn so với chỉ đường trung bình.

D10 biểu thị phần cuối mịn hơn của phân phối, D90 phần cuối thô hơn và khoảng hoặc chiều rộng mô tả mức chênh lệch. Một phân bố hẹp có thể được mong muốn đối với một số ứng dụng, trong khi một phần thô được kiểm soát có thể được chấp nhận đối với những ứng dụng khác. Nếu D50 đạt mục tiêu nhưng D90 quá cao, quá trình chạy có thể cần thêm thời gian hoặc bộ phương tiện khác. Nếu D10 rất thấp và D90 vẫn ở mức cao, quy trình có thể nghiền quá mức phần mịn trong khi không thể phá vỡ các hạt thô. Mô hình đó cho thấy sự thay đổi về kích thước vật liệu hoặc phương pháp mài theo giai đoạn thay vì chỉ đơn giản là kéo dài thời gian.

Lấy mẫu có thể tạo ra kết quả sai

Bột mịn dễ dàng phân tách. Mẫu lấy từ đỉnh bình có thể không đại diện cho đáy và mẫu lấy sau khi lắng trong bùn có thể không đại diện cho chất rắn lơ lửng. Quy trình lấy mẫu phải cố định và khi cần thiết, toàn bộ lô phải được đồng nhất trước khi lấy một phần. Đối với bùn ướt, bước pha loãng cũng có thể thay đổi sự phân bố đo được nếu chất kết tụ bị vỡ hoặc hình thành. Phương pháp phân tích phải được mô tả cùng với kết quả để phòng thí nghiệm khác có thể giải thích chính xác.

Chú ý đến việc nghiền quá mức và kết tụ

Việc mài lâu không phải lúc nào cũng tiếp tục giảm kích thước. Nó có thể làm tăng tỷ lệ hạt mịn, thay đổi tính chất hóa học bề mặt hoặc khiến các hạt mịn kết tụ lại. Trong quá trình chạy khô, sản phẩm có thể xuất hiện mịn hơn theo phương pháp này và thô hơn theo phương pháp khác vì phép đo phản ứng với các chất kết tụ thay vì các hạt sơ cấp. Trong quá trình chạy ướt, sự thay đổi về độ nhớt hoặc độ pH có thể làm thay đổi trạng thái phân tán. Nếu đường cong ngừng di chuyển hoặc di chuyển sai hướng, câu trả lời có thể là chạy ngắn hơn, kích thước phương tiện khác hoặc thay đổi công thức chất lỏng chứ không phải chạy dài hơn.

Khắc phục sự cố Kết quả máy nghiền bi lăn

Hầu hết các vấn đề về máy cán đều rơi vào một số loại: giảm kích thước chậm, phân bố rộng hoặc không ổn định, ô nhiễm, thất thoát vật liệu hoặc độ lặp lại kém. Bước đầu tiên là tách biệt hành vi của thiết bị khỏi hành vi của vật liệu. Xác nhận rằng bình quay với tốc độ mong muốn, không bị trượt và các con lăn sạch và song song. Sau đó xem xét lại khoản phí và phương pháp phân tích. Bảng dưới đây đưa ra điểm khởi đầu thực tế, nhưng hành động đúng còn phụ thuộc vào vật liệu và mục tiêu.

Quan sát	Khu vực có khả năng kiểm tra	Bước tiếp theo thực tế
Quá trình mài chậm hơn nhiều so với dự kiến	Kích thước hoặc khối lượng của vật liệu in, lượng bột đổ vào, tốc độ bình	Kiểm tra dung lượng trống trong bình, xác nhận vòng quay thực tế và xem xét kích thước vật liệu in so với kích thước nguồn cấp dữ liệu
Phân phối rộng hơn mục tiêu	Thời gian nghiền, phân bố kích thước vật liệu, sự thay đổi thức ăn	Thỉnh thoảng dừng lại, kiểm tra độ mòn hoặc kích cỡ hỗn hợp của vật liệu và so sánh các lô cấp liệu
Sản phẩm chứa các hạt không mong muốn	Tình trạng chai hoặc giấy in bị mòn, vệ sinh, nắp	Kiểm tra bình và giấy, xem lại quy trình vệ sinh và kiểm tra sự tiếp xúc của nắp
Mẫu bánh hoặc que vào lọ	Độ ẩm, điều kiện nghiền khô, độ dẻo của vật liệu	Làm khô hoặc điều hòa thức ăn, giảm lượng bột đổ vào hoặc đánh giá quy trình ướt
Chạy lặp lại không đồng ý	Nhận dạng bình, sạc phương tiện, tốc độ, lấy mẫu	Ghi lại kích thước bình và khối lượng phương tiện, xác minh tốc độ con lăn và chuẩn hóa việc lấy mẫu
Bình trượt hoặc chạy không đều	Bề mặt bình, phân bổ tải trọng, tình trạng con lăn	Làm sạch và kiểm tra bình, giảm hoặc phân phối lại tải và kiểm tra căn chỉnh con lăn

Mài chậm không phải lúc nào cũng là dấu hiệu cho thấy máy xay thiếu điện. Nếu vật liệu quá nhỏ để nạp, điện tích có thể có nhiều điểm tiếp xúc nhưng không đủ năng lượng va chạm. Nếu lượng bột đổ quá cao, vật liệu in có thể bị đệm. Nếu tốc độ bình quá thấp, vật liệu in có thể lăn qua bột. Mỗi nguyên nhân đều có cách khắc phục khác nhau. Việc tăng tốc độ mà không kiểm tra các yếu tố khác có thể làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn do khiến vật liệu bay xung quanh bình.

Sự phân bố rộng rãi thường chỉ ra một quá trình đang phá vỡ một số hạt một cách nhanh chóng trong khi những hạt khác không bị ảnh hưởng. Các kích thước vật liệu in hỗn hợp, nguồn cấp dữ liệu có phạm vi kích thước rộng hoặc tải trọng lọ được tách riêng đều có thể góp phần. Việc dừng hoạt động định kỳ và đo đường cong giúp cho biết liệu phần đuôi thô đang được giảm bớt hay phần mịn được tạo ra trước. Trong một số trường hợp, cách tiếp cận hai giai đoạn với các phương tiện khác nhau hoặc thời gian nghiền sơ bộ ngắn hơn sẽ hiệu quả hơn so với cách tiếp cận dài hạn.

Sự nhiễm bẩn thường bắt nguồn từ bình, môi trường hoặc bước làm sạch. Lớp lót lọ bị mòn, vật liệu bị sứt mẻ hoặc nắp tiếp xúc với mẫu có thể đưa vào vật liệu không có trong nguyên liệu. Rủi ro tăng lên khi sử dụng bột mài mòn và thời gian sử dụng lâu dài. Nếu mức độ nhiễm bẩn là nghiêm trọng thì bình và môi trường phải được chọn làm một hệ thống và chạy mẫu trắng với cùng một bình và môi trường có thể giúp xác định xem thiết bị có đóng góp các hạt hay không. Mẫu trắng phải được xử lý và phân tích theo cách tương tự như mẫu.

Khả năng lặp lại kém thường là vấn đề về tài liệu trước khi nó là vấn đề về máy. Nếu bình không được xác định, vật liệu không được cân hoặc tốc độ con lăn không được xác minh, hai lần chạy có vẻ giống nhau có thể không giống nhau chút nào. Kiểm tra đơn giản là cân bình và nạp trước và sau khi nạp, xác nhận vị trí bình trên các con lăn và ghi lại thời gian chạy thực tế. Những chi tiết này giúp việc tìm nguồn biến thể dễ dàng hơn thay vì thay thế phần cứng có thể hoạt động bình thường.

Quá trình nghiền có thể lặp lại phụ thuộc vào tải cối được kiểm soát, điều kiện vật liệu và tốc độ con lăn được ghi lại.

Chọn máy nghiền bi cuộn trong phòng thí nghiệm cho công việc phía trước

Máy nghiền bi cuộn phù hợp cho phòng thí nghiệm là loại phù hợp với lọ, tải mẫu và các yêu cầu kiểm soát của phòng thí nghiệm. Dung tích cần được xem xét về mặt thể tích lọ có thể sử dụng và khối lượng môi trường cộng với bột, chứ không chỉ là kích thước lọ danh nghĩa. Khoảng cách con lăn và đường kính cối phải tương thích và bộ truyền động phải có khả năng khởi động và chạy tải dự định mà không bị trượt. Kiểm soát tốc độ, hẹn giờ và khung hình ổn định là những tính năng thiết thực vì chúng hỗ trợ các lần chạy lặp lại và giúp ghi lại những gì đã thực sự được thực hiện dễ dàng hơn.

An toàn và xử lý cũng thuộc về quyết định lựa chọn. Bình phải được đặt chắc chắn, các con lăn có thể tiếp cận được để làm sạch và khu vực vận hành phải cho phép nạp và lấy bình mà không bị căng. Nếu phòng thí nghiệm làm việc với các vật liệu phản ứng, độc hại hoặc nhạy cảm với oxy thì các yêu cầu về bình và vỏ bọc phải được thảo luận trước khi chỉ định máy nghiền. Đây là những yêu cầu ứng dụng, không phải là phụ kiện tùy chọn vì chúng ảnh hưởng đến cách sử dụng thiết bị.

Để phát triển phương pháp, sẽ rất hữu ích khi chọn một bệ máy cho phép đánh giá nhiều kích cỡ cối hoặc vật liệu cối mà không thay đổi nguyên tắc làm việc cơ bản. Điều này không loại bỏ sự cần thiết của các thử nghiệm bắc cầu nhưng nó giúp tổ chức chúng dễ dàng hơn. Công ty TNHH Công nghệ Bột Trường Sa Tianchuang (TENCAN) cung cấp TENCAN máy nghiền bi cuộn trong phòng thí nghiệm để nghiền trong phòng thí nghiệm và chuẩn bị mẫu. Điểm khởi đầu hữu ích nhất là mô tả rõ ràng về thức ăn, cách phân phối mục tiêu, khối lượng mẻ yêu cầu, giới hạn ô nhiễm và phương pháp phân tích. Với những chi tiết đó, bình, vật liệu và phạm vi hoạt động có thể được thảo luận trong bối cảnh kỹ thuật thay vì được lựa chọn bằng phỏng đoán.

Trước khi phát hành một phương pháp mới, hãy chạy một bộ xác minh nhỏ bao gồm biến thể nguồn cấp dữ liệu dự kiến ​​và phạm vi người vận hành dự định. Kiểm tra giá trị trung bình, đuôi thô và độ lặp lại của kết quả. Nếu quy trình này nhạy cảm với đường kính lọ, độ mòn của vật liệu in hoặc độ ẩm, hãy ghi các thông tin kiểm soát đó vào phương pháp. Một nhà máy bóng cuộn thưởng cho loại hình kỷ luật này. Chuyển động đơn giản của nó làm cho hiệu ứng của điện tích có thể nhìn thấy được và một thiết lập được ghi chép rõ ràng sẽ biến sự đơn giản đó thành một công cụ thí nghiệm đáng tin cậy.