Moderní laboratorní aplikace vyžadují maximální kontrolu, nejvyšší reprodukovatelnost a úplnou transparentnost procesu. Nejnovější generace systému GrindControl poskytuje řešení, které tyto požadavky důsledně splňuje – je výkonné, inteligentní a intuitivní.
Systém GrindControl se používá v procesech kulového mletí a nepřetržitě zaznamenává tlak a teplotu uvnitř mlecí nádoby. Systém se skládá z hardwarové měřicí jednotky a specializovaného analytického softwaru, který umožňuje vizualizaci a vyhodnocení klíčových parametrů procesu, tlaku a teploty v reálném čase.
Díky tomu je příprava vzorků efektivnější, chrání se materiály citlivé na teplotu a zajišťují se stabilní podmínky i v náročných aplikacích – například při mechanochemických syntézách. GrindControl zajišťuje transparentnost procesu mletí v kulovém mlýnu a tvoří základ pro spolehlivé a reprodukovatelné výsledky.
Sledování teploty a tlaku přináší významné výhody pro optimální návrh a řízení procesů v kulových mlýnech pro zmenšování velikosti částic, přípravu vzorků a výzkumné aplikace.
Pomáhá zlepšit:
Kvalita: Monitorování tlaku a teploty pro spolehlivé a reprodukovatelné výsledky.
Účinnost: Monitorování v reálném čase umožňuje přesné řízení procesních podmínek. Procesní parametry, jako je chlazení, frekvence, doba trvání a intervaly pauzy při mletí, lze podle potřeby upravovat.
Bezpečnost: Kritické změny tlaku a teploty lze detekovat v rané fázi, čímž se předchází procesním chybám a bezpečnostním rizikům.
Výzkum a vývoj: Lze získat hlubší vhled do mechanochemických reakcí. Lze analyzovat vztah mezi výsledky a příslušnými stavovými proměnnými.
Systém GrindControl je k dispozici pro planetové kulové mlýny, oscilační mlýny MM 500 nano/control a Emax. Zahrnuje hardware pro měření tlaku a teploty a analytický software.
Software GrindControl je malý a intuitivní program, který lze snadno nainstalovat do počítače. Software zaznamenává a ukládá přenášené údaje o tlaku a teplotě. Data jsou během měření sledována v reálném čase a po měření je lze exportovat ve formátu .pdf nebo .csv.
Další funkce softwaru:
GrindControl podporuje širokou škálu aplikací a poskytuje zvýšenou bezpečnost a přesnou regulaci teploty pro kontrolované a reprodukovatelné mletí v kulovém mlýnu.
Během mletí v kulovém mlýnu se mohou profily teploty a tlaku vyvíjet odlišně v závislosti na úrovni naplnění mlecí nádoby, materiálu nádoby a procesních parametrech.
Zatímco při mokrém mletí korundu v 250ml mlecí nádobě v planetovém kulovém mlýnu (levý diagram) teplota a tlak stoupají postupně, při stejné rychlosti otáčení je v 500 ml mlecí nádobě s ocelovými kuličkami většího průměru (pravý diagram) pozorován výrazně silnější nárůst.
Díky nepřetržitému monitorování těchto stavových proměnných pomocí systému GrindControl lze proces specificky řídit a zvýšit celkovou provozní bezpečnost. Mlecí nádoby s vysokou teplotou smí být manipulovány pouze v ochranných rukavicích. Mlecí nádoby pod tlakem smí být otevírány pouze s maximální opatrností.
Systém GrindControl navíc umožňuje optimální volbu dob mletí a pauz, zejména u dlouhodobých mlecích procesů.
Při mletí materiálů citlivých na teplotu hraje klíčovou roli regulace teploty. U takových vzorků se často používá cílené chlazení nebo přestávky v mletí, aby se citlivé látky chránily před tepelným poškozením. To je zvláště výhodné při zpracování potravinářských výrobků, organických vzorků nebo při rozrušování buněk, protože zabraňuje ztrátě nebo denaturaci složek citlivých na teplotu.
V tomto příkladu je systém provozován s mlýnem MM 500 control, který je připojeno k externímu chladiči. Pomocí GrindControl jsou procesní parametry uvnitř mlecí komory nepřetržitě monitorovány. Jak je znázorněno, mlecí komora je předem ochlazena na teplotu pod 10 °C a během celého procesu zůstává pod pokojovou teplotou.
Nepřetržité monitorování teploty pomocí GrindControl umožňuje přesné řízení procesu, zajišťuje reprodukovatelné výsledky a současně chrání citlivé materiály.
Sledování tlaku a teploty poskytuje cenné informace o tom, co se děje uvnitř mlecí nádoby. GrindControl se široce používá k výzkumu syntézy materiálů, jako je mechanické legování a jiné mechanochemické reakce.
Mechanochemická syntéza byla provedena v zařízení MM 500 nano s použitím 125ml nerezové nádoby s GrindControl. Reaktanty a kuličky o rozměrech 32 × 10 mm byly mlety při frekvenci 20 Hz na vzduchu.
Po asi 20 sekundách mletí došlo k zapálení, které vedlo ke zvýšení tlaku na přibližně 730 mbar a ke zvýšení teploty. GrindControl přesně zaznamenal bod zapálení – klíčový parametr pro tuto samovolně se šířící mechanochemickou syntetickou reakci (MSR). [8]
Ve výzkumu udržitelného cementu podporuje systém GrindControl analýzu mechanochemické aktivace jílových minerálů. V tomto procesu lze výrazně zvýšit pucolánovou reaktivitu ve srovnání s neošetřenými nebo kalcinovanými vzorky (viz obrázek vlevo). Aktivované jíly slouží jako doplňkové cementové materiály (SCM) a umožňují snížení emisí CO₂ částečným nahrazením slínku.
Zpracování se provádí v planetovém kulovém mlýnu PM 100 při 500 ot./min. s použitím 500 ml mlecí nádoby s dvanácti 20 mm nerezovými kuličkami (poměr kuliček k prášku 25:1). Propojením údajů o tlaku a teplotě s měřeními reaktivity lze aktivační proces specificky monitorovat a řídit. [9]
Při zpracování materiálů citlivých na teplotu je nutné teplotu přesně monitorovat. Díky systému GrindControl lze spolehlivě zajistit dodržování stanovených teplotních limitů.
Při mokrém mletí mohou dlouhé doby mletí a vysoký příkon energie vést k výraznému zvýšení teploty a nárůstu tlaku.
GrindControl zvyšuje bezpečnost provozu při manipulaci a umožňuje optimalizaci intervalů mletí a pauz.
V mechanochemii jsou rozhodující specifické teplotní a tlakové podmínky.
S pomocí GrindControl lze tyto parametry přesně monitorovat a systematicky korelovat s příslušnými výsledky reakcí.
Nejlepší řešení pro Vaší přípravu vzorků najdete v naší aplikační databázi
Následující videa poskytují stručný přehled dostupných verzí, struktury systému a správných postupů čištění.
Toto video představuje různé dostupné verze GrindControl a vysvětluje příslušné hardwarové komponenty. Poskytuje také přehled kompatibility s různými typy mlýnů a materiály.
Toto video ukazuje, jak používat software, a vysvětluje jeho strukturu. Také jasně ilustruje získávání a vizualizaci naměřených dat.
Toto video ukazuje správný postup čištění systému GrindControl po použití. Poskytuje důležité pokyny pro bezpečnou manipulaci a údržbu součástí, aby byl zajištěn dlouhodobý a spolehlivý provoz.
Tlak a teplota jsou v reálném čase přenášeny přes Bluetooth z elektroniky GrindControl do počítače. Software zaznamenává pět měření za sekundu a generuje podrobný protokol o profilech tlaku a teploty.
Senzory jsou integrovány do víka mlecí nádoby a zaznamenávají fyzikální podmínky tak, aby co nejpřesněji odrážely prostředí uvnitř nádoby.
Slinuté filtry spolehlivě chrání senzory před kontaktem s pevným vzorkem materiálu. Zároveň zabraňují úniku materiálu z mlecí nádoby při použití přívodů plynu.
Software je k dispozici zdarma a je podporován od Windows 11 výše.
| Aplikace | měření tlaku a teploty pro planetové kulové mlýny, Emax a oscilační mlýny MM 500 nano/control |
| Oblast použití | biologie, chemie / plasty, geologie / metalurgie, medicína / farmaceutika, potravinářství, sklo / keramika, stavební materiály, strojírenství / elektronika, syntéza materiálů, zemědělství, životní prostředí / recyklace |
| Rozsahy měření | tlak plynu: 0–500 kPa (5 bar) teplota: -20 °C až +100 °C |
| Suché mletí | ano |
| Mletí za mokra | ano |
| Kryogenní mletí | ano, min. -20 °C |
| Druhy mlecích nádobek | nádoby se šroubovacím víkem (MM) a nádoby EasyFit (PM) |
| Materiál mlecích nástrojů | kalená nerezová ocel, oxid zirkoničitý |
| Velikosti mlecích nádob | 125 ml (MM); 50 - 500 ml (PM) |
| Přenosová frekvence | 5 /s |
| Rozhraní | |
| Elektrické napájení | baterie (až 80 hodin provozu) |
| Příslušenství | otevírací pomůcka, čisticí nástroje, O-kroužek, stažení softwaru, slinutý filtr, (vložka víka není součástí balení) |
| Váha netto | víko se senzorovou jednotkou 360 g (MM) 1780 g / 1140 g (PM) |
| Normy | CE |
| Technické požadavky | Počítač s Windows 11 a Bluetooth 5.0 nebo vyšší |
| Software | živé sledování naměřených dat, kompletní protokol o měření, ukládatelné šablony, seznam provedených měření, export dat ve formátu .pdf a .csv |
Výhrady k technickému řešení a nedostatkům
[8] Reakční schéma a provedení experimentů: Dr. Matej Baláž, Ústav geotechniky, Slovenská akademie věd (SAV).
[9]: Department of Architecture & Civil Engineering, Centre for Climate Adaptation & Environment Research, University of Bath
