Zařízení pro zmenšování velikosti označuje stroje určené k rozbíjení pevných materiálů na menší kousky nebo jemnější částice. Tento proces, známý jako broušení, je klíčovou operací v mnoha průmyslových odvětvích, včetně těžby, zpracování potravy, farmacie, recyklace a chemické výroby. Primárním účelem redukce velikosti je zvětšení povrchu materiálu, zlepšení efektivity v následných krocích zpracování, jako je extrakce, zvýšení kvality produktu homogenizací, usnadnění skladování a přepravy a umožnění separace cenných složek z odpadu.
Typy zařízení pro zmenšování velikosti
Zařízení pro redukci velikosti se velmi liší v designu a funkčnosti, přizpůsobené konkrétním materiálům a požadavkům na redukci.
1.Drtiče:
Jedná se o těžké stroje, které se používají pro štěpení velkých kusů materiálů na menší částice. Často jsou prvním krokem v procesu zmenšování velikosti. Typy drtičů zahrnují čelistové drtiče, otočné drtiče a kuželové drtiče. Retsch nabízí celou řadu čelistových drtičů.
uhlí
nefrit
Čelisťové drtiče
2.Brusky:
Brusky redukují materiály na jemnější velikost než drtiče. Používají se pro střední a jemné mletí. Typy jsou Kulové mlýny, tyčové mlýny, křížové šlehače a kladivové mlýny.
Retsch Brusné mlýny
Retsch nabízí širokou škálu brusných mlýnů navržených tak, aby vyhovovaly různým aplikacím.
3.Pulverizátory:
Rozmělňovače redukují materiály na velmi jemnou velikost částic, která je nezbytná ve farmaceutickém a potrava průmyslu pro výrobu prášků, včetně kotoučových mlýnů a vibračních kotoučových mlýnů.
Retsch Brusné mlýny
Retsch nabízí širokou škálu brusných mlýnů navržených tak, aby vyhovovaly různým aplikacím.
4.Řezačky:
Do této kategorie patří zařízení, která používají mechanický pohyb k řezání měkkých až středně tvrdých pevných materiálů, často používaných v potrava průmyslu.
Úvahy při výběru zařízení pro zmenšení velikosti
Výběr zařízení pro redukci velikosti závisí na vlastnostech materiálu (tvrdost, abrazivita, obsah vlhkosti), požadované velikosti částic a specifických požadavcích aplikace.Adekvátní výběr a provoz zařízení pro redukci velikosti je rozhodující pro dosažení efektivních a nákladově efektivních výrobních procesů.
Důležitá hlediska při výběru optimalizovaného zařízení pro zmenšení velikosti pro speciální úkoly zahrnují:
- Vlastnosti materiálu (jako chování při lámání)
- Velikost posuvu vzorku
- Požadovaná konečná jemnost
- Podávací množství
- Materiál brusných nástrojů
Vlastnosti materiálu vzorku ovlivňují zařízení pro zmenšení velikosti
Laboratorní mlýny pracují na různých principech zmenšení velikosti v závislosti na vlastnostech materiálu vzorku. Výběr mlýna pro konkrétní úkol zmenšení velikosti závisí na vlastnostech vzorku. Materiály, které jsou tvrdé a křehký, jsou optimálně rozdrceny nárazem, tlakem a třením. Naproti tomu látky, které jsou měkké a elastické, vyžadují řezání a střihací účinky pro účinné rozmělnění. Vláknité vzorky také vyžadují řezání spolu s třením a stříháním. Je běžné, že mlýny zahrnují více principů zmenšení velikosti, jako je náraz a tření v planetárních Kulové mlýny nebo stříhání a náraz v Rotorové mlýny. Procesy jako sušení nebo křehnutí slouží jako metody úpravy vlastností rozbití vzorků, čímž se stávají křehký a tím i přístupnějšími k rozmělnění.
Retsch Brusné mlýny
Retsch nabízí širokou škálu brusných mlýnů navržených tak, aby vyhovovaly různým aplikacím.
Jak velikost vstupního vzorku a požadovaná konečná jemnost vedou k nejlepšímu zařízení pro redukci vzorků
Pro redukci velikosti velkých částic nad 40 mm se zařízení klasifikuje jako drtiče nebo drtiče, zatímco mlýny se používají pro menší velikosti částic. Počáteční velikost posuvu a požadovaná konečná jemnost určují, zda je před jemným mletím nutné předdrcení. Pro dosažení velmi jemných částic jsou obvykle zapotřebí dva různé mlýny/drtiče, protože mlýny vhodné pro jemné mletí na nanoměřítko obecně přijímají pouze velikosti částic do 10 mm. Požadovaná konečná jemnost je určena analytickým úkolem - zajištění dobré homogenity je rozhodující. Částice musí být dostatečně malé pro efektivní a rychlé kroky mikrovlnného rozkladu. Pro XRF analýzu jsou zapotřebí částice menší než 100 μm, zatímco pro jiné analytické techniky je obvykle přijatelné 0,5 mm, pokud je zachována homogenita. Pro výzkumné a vývojové úlohy jsou nezbytné velikosti částic až do nanometrové stupnice ( 100 nm), kterých lze dosáhnout pouze Kulové mlýny a mokrými mlecími procesy.
Množství krmiva hraje důležitou roli pro nejlepší zařízení pro zmenšení velikosti
Aby byla zajištěna reprodukovatelnost při přípravě vzorku, je nezbytné extrahovat dílčí vzorek, který skutečně představuje sypký materiál. To znamená, že dílčí vzorek musí mít stejné vlastnosti jako sypký materiál. Vzhledem k tomu, že většina vzorků jsou nehomogenní směsi, je třeba dbát na to, aby se zabránilo segregaci kvůli různým velikostem částic, zejména během přepravy. Pokud není celý vzorek zpracován, musí být odebrána reprezentativní část. Množství vzorku je rozhodující; musí být dostatečné pro analýzu a úměrné celkové velikosti vzorku a velikosti zrna. Tyto faktory určují minimální množství potřebné k tomu, aby dílčí vzorek přesně odrážel objem.
Jaké množství je nutné k zajištění reprezentativnosti původního vzorku?
Některé normy specifické pro dané odvětví poskytují pokyny a pokyny pro správný proces odběru vzorků, například DIN 51701-2:1985 v uhlí průmyslu. Obsahuje například vzorec
G [kg] = 0,07 [kg/mm] x z [mm]
, který udává, kolik vzorku „G“ musí být extrahováno ze sypkého vzorku s maximální velikostí částic „z“, aby se získalo reprezentativní množství. Vezmeme-li jako příklad vzorek uhlí s maximální velikostí částic 5 cm, použije se následující výpočet:
G [kg] = 0,07 kg/mm x 50 mm
G = 3,5 kg
Zvolené zařízení pro snížení velikosti by proto mělo být schopno odebrat 3,5 kg vzorku (a počáteční velikost krmiva).
Proces přípravy vzorku
Příprava vzorku se týká řady opatření přijatých k přeměně vzorku z původního stavu do formy, která je vhodná pro analýzu v laboratorním prostředí.
Jaké brousicí nástroje je třeba zvolit pro optimalizované zařízení pro redukci vzorků?
Každý RETSCH mlýn je vybaven brusnými nástroji, které jsou optimalizovány s ohledem na jejich funkčnost a manipulaci. Vzhledem k široké škále použití se však požadavky mohou velmi lišit. Proto RETSCH nabízí širokou škálu příslušenství. Například pro kulové a kotoučové mlýny jsou k dispozici brusné sady v různých velikostech. Použitím distančních sít a rotorů je možné zpracovávat materiály citlivé na teplotu v Rotorových mlýnech. Všechny brusné nástroje jsou k dispozici v různých materiálech.
Materiály používané pro brusné nástroje RETSCH lze rozdělit do následujících skupin:
- Kov (ocel, litina, titan)
- Keramika (karbid wolframu, oxid zirkonitý, slinutý oxid hlinitý, tvrdý porcelán)
- Přírodní kámen (chát)
- Plasty (PTFE, PP, PC)
Vhodnost materiálu pro konkrétní typ mlýna je dána jeho chemickými a fyzikálními vlastnostmi. Všechny mlýny mohou používat brusné nástroje vyrobené z oceli. Obecně platí, že materiál brusného nástroje by měl být tvrdší než vzorek, aby se minimalizovalo opotřebení. Kromě toho je dobrá odolnost proti opotřebení důležitá pro abrazivní vzorky. Kryogenní broušení obvykle vyžaduje ocelové nástroje, s výjimkou CryoMill a MM 500 control, které také nabízejí zařízení vyrobené z karbidu zirkonia nebo wolframu pro tento účel. Mokré broušení vyžaduje velmi malé mlecí kuličky a materiály s dobrou odolností proti opotřebení, běžně se používá oxid zirkonia. Karbid wolframu, známý pro svou odolnost proti opotřebení a tvrdost, se používá pro broušení velmi tvrdých vzorků.
Při procesu mechanického zmenšování velikosti je otěr nevyhnutelný. Proto je při výběru materiálu pro frézování důležité zvážit, zda by potenciální znečištění z otěru mohlo mít negativní dopad na výrobek nebo následnou analýzu, jako je vliv otěru chromu nebo niklu na analýzu těžkých kovů. Upřednostňují se materiály, které jsou neutrální vůči analýze. Dalším klíčovým aspektem Kulové mlýny a vibračních kotoučových mlýnů je příkon energie z různých materiálů. Například mlecí kuličky vyrobené z karbidu wolframu vytvářejí výrazně vyšší příkon energie, což vede k efektivnějšímu zmenšení velikosti díky jejich vyšší hustotě ve srovnání s kuličkami stejné velikosti vyrobenými z jiných materiálů.
Bubnové mlýny a testování Bond-Indexu: důležité zařízení pro redukci velikosti
Bubnový mlýn je typ kulového mlýna vhodný pro rozmělňování velkých objemů krmiva a velkých objemů vzorků až do 35 l. Proces mletí se provádí buď za sucha nebo za mokra. Dosažitelná konečná jemnost závisí na použitém mlecím médiu.
Další Aplikační pole TM 300 je Bond Index Testing. Bond Work Index se používá k posouzení účinnosti broušení a výpočtu potřebného brusného Výkonu při výběru zařízení pro snížení velikosti ve fázi návrhu, například těžebního závodu. Přesné určení BWI je klíčové pro přesný návrh a odhad nákladů spojených s procesem rozmělňování v průmyslových odvětvích, jako je cement, těžba nebo ocel.
Pro proces lze použít jak kulový mlýn, tak modul Tyčový mlýn. Pro simulaci uzavřeného brusného okruhu je zapotřebí nejméně 15 až 20 kg vzorku materiálu.
Bubnové mlýny
Kuličkový modul
Index práce s kulovým mlýnem (BWI) se používá pro rozsah od 2,1 mm až do 100 μm. Vzorek je třeba předem rozdrtit na velikost částic, jak je definována níže.
- Minerály: 3,35 mm a prosévané
- Vrtací jádro: 3,35 mm a prosévané
- Půl jádro: 3,35 mm a prosévané
Optimální počet mlecích kuliček je 285. S průměry kuliček měnícími se v důsledku opotřebení by měl být celkový počet čas od času upraven tak, aby byla zajištěna celková hmotnost 20,125 gramů.
Mlecí nádoba kulového mlýna Bond Index měří 12'' x 12'' a má dobře zaoblené rohy.
Tyčový modul
Pracovní index tyčového mlýna (RWI) se používá pro stanovení velikosti částic v rozmezí od 25 mm do 2,1 mm. Vzorek je třeba předem rozdrtit na velikosti částic, jak jsou definovány níže.
- Minerály: 12,50 mm a prosévané
- Vrtací jádro: 12,50 mm a prosévané
- Polovina vrtacího jádra: 12,50 mm a prosévané
Mlecí nádoba pro tyčový mlýn Bond Index má velikost 12′′ x 24′′ a tvar vlny.
Přístroje RETSCH jsou používány ve vědě a průmyslu pro přípravu vzorků pro širokou škálu různých analytických metod, taktéž pro měření velikosti částic při výrobním procesu a kontrole kvality. Součástí výkonného výzkumu a vývoje je vždy snaha o nalezení řešení vhodných pro zákazníky i pro příslušný segment trhu a systematická implementace nových řešení do výrobků a služeb založena na citátu Aristotela:
Kontaktujte nás pro bezplatnou konzultaci
Produkty a služby RETSCH jsou dostupné prostřednictvím globální sítě dceřiných společností a plně vyškolených distributorů. Naši zaměstnanci vám rádi pomohou s případnými dotazy.
