Moderne Laboranwendungen verlangen maximale Kontrolle, höchste Reproduzierbarkeit und vollständige Prozesstransparenz. Mit der neuesten Generation von GrindControl steht eine Lösung zur Verfügung, die diesen Anforderungen konsequent gerecht wird – leistungsstark, intelligent und intuitiv bedienbar.
GrindControl wird in Kugelmühlenprozessen eingesetzt und erfasst kontinuierlich Druck und Temperatur im Mahlbecher. Das System besteht aus einer Hardware‑Messeinheit und einer Analysesoftware, wodurch die zentralen Zustandsgrößen Druck und Temperatur in Echtzeit visualisiert und ausgewertet werden können.
Dadurch wird die Probenvorbereitung effizienter, temperaturempfindliche Materialien werden geschützt und stabile Bedingungen auch bei anspruchsvollen Anwendungen gewährleistet – z.B. bei mechanochemischen Synthesen. GrindControl schafft Transparenz im Kugelmühlenprozess und bildet die Grundlage für zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse.
Die Überwachung von Temperatur und Druck bietet Vorteile bei der Auslegung von Kugelmühlenprozessen für die Zerkleinerung, Probenvorbereitung oder Forschung.
Ihre Vorteile:
Qualität: Druck und Temperaturüberwachung für verlässliche und reproduzierbare Ergebnisse.
Effizienz: Die Echtzeitüberwachung ermöglicht Ihnen eine präzise Steuerung der Prozessbedingungen. Prozessparameter wie Kühlung, Frequenz, Dauer und Länge von Mahlpausen können bei Bedarf angepasst werden.
Sicherheit: Erkennen Sie rechtzeitig kritische Veränderungen in Druck und Temperatur und Vermeiden Sie Prozessfehler und Verletzungsrisiken.
Forschung & Entwicklung: Gewinnen Sie vertiefte Einblicke in mechanochemische Reaktionen und analysieren Sie den Zusammenhang zwischen den Ergebnissen und den relevanten Zustandsgrößen
Das GrindControl-System ist für die Planetenkugelmühlen, die Schwingmühlen MM 500 nano/control und Emax erhältlich. Es umfasst Hardware zur Druck- und Temperaturmessung sowie Analysesoftware.
Die GrindControl Software ist ein intuitives Programm, das einfach auf dem Computer installiert werden kann. Die Software erfasst und speichert die übertragenen Daten von Druck und Temperatur. Diese werden während einer Messung in Echtzeit überwacht und können nach der Messung im .pdf oder .csv Format exportiert werden.
Weitere Merkmale der Software:
GrindControl unterstützt ein breites Anwendungsspektrum und ermöglicht durch präzise Temperaturüberwachung einen sicheren, kontrollierten und reproduzierbaren Prozess in der Kugelmühle.
Bei Zerkleinerungsprozessen können sich Temperatur- und Druckverläufe je nach Füllgrad des Mahlbechers, Bechermaterial und Prozessparametern unterschiedlich entwickeln.
Während Temperatur und Druck bei der Nassvermahlung von Korund in einem 250 ml Mahlbecher in der Planetenkugelmühle langsam ansteigen (linkes Diagramm), zeigt sich bei gleicher Drehzahl im 500 ml Mahlbecher mit Stahlkugeln größeren Durchmessers ein deutlich stärkerer Anstieg (rechtes Diagramm).
Durch die kontinuierliche Überwachung dieser Zustandsgrößen mit GrindControl lässt sich der Prozess gezielt kontrollieren und die Sicherheit erhöhen. Mahlbecher mit hohen Temperaturen dürfen nur mit Schutzhandschuhen angefasst werden. Unter Druck stehende Mahlbecher dürfen ausschließlich vorsichtig geöffnet werden.
Darüber hinaus ermöglicht GrindControl die optimale Wahl von Mahl- und Pausenzeiten, insbesondere bei Langzeitvermahlungen
Bei der Zerkleinerung temperaturempfindlicher Materialien spielt die Temperaturkontrolle eine entscheidende Rolle. Oft wird bei diesen Proben auch eine gezielte Kühlung oder Mahlpausen eingesetzt, um sensible Substanzen vor thermischer Schädigung zu schützen. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Zerkleinerung von Lebensmitteln, organischen Proben oder beim Zellaufschluss. Der Verlust oder die Denaturierung temperaturempfindlicher Bestandteile wird verhindert.
In diesem Beispiel wird das System mit der MM 500 control betrieben, die an einen externen Chiller angeschlossen ist. Mit dem GrindControl werden die Zustandsgrößen im Mahlraum überwacht. Wie beispielhaft dargestellt, wird der Mahlraum auf unter 10 °C vorgekühlt und bleibt auch während des gesamten Prozesses unterhalb der Raumtemperatur.
Die kontinuierliche Temperaturüberwachung mit GrindControl ermöglicht eine gezielte Prozesskontrolle und sorgt für reproduzierbare Ergebnisse bei gleichzeitigem Schutz empfindlicher Materialien.
GrindControl bietet bei der Entwicklung von Materialsynthesen wie mechanischem Legieren und anderen mechanochemischen Reaktionen einen deutlichen Mehrwert.
Eine mechanochemische Synthese wurde in der Schwingmühle MM 500 nano mit einem 125 ml Mahlbecher aus rostfreiem Stahl und GrindControl durchgeführt. Die Edukte wurden bei einer Frequenz von 20 Hz unter natürlicher Luftatmosphäre mit 32 Mahlkugeln mit einem Durchmesser von 10 mm im Mahlbecher gemahlen. Nach etwa 20 Sekunden trat ein Zündungsvorgang auf, der zu einer Temperaturerhöhung und einem Druckanstieg auf ca. 730 mbar führte. GrindControl zeigt diese Zustandsänderung präzise und in Echtzeit auf – ein entscheidender Hinweis für die Erforschung dieser mechanochemischen Reaktion (MSR). [8]
In der Forschung zu nachhaltigem Zement unterstützt das GrindControl die Analyse der mechanochemischen Aktivierung von Tonmineralen. Dabei wird die puzzolanische Reaktivität im Vergleich zu unbehandelten oder kalzinierten Proben deutlich erhöht (siehe linke Abbildung). Die aktivierten Tone dienen als Supplementary Cementitious Materials (SCMs) und ermöglichen durch den teilweisen Ersatz von Klinker eine Reduktion der CO₂-Emissionen.
Die Verarbeitung erfolgt in der Planetenkugelmühle PM 100 bei 500 rpm in einem 500-ml-Mahlbecher mit zwölf 20-mm-Edelstahlkugeln (Kugel-zu-Pulver-Verhältnis 25:1). Durch die Verknüpfung der Druck- und Temperaturdaten mit der Reaktivität wird der Aktivierungsprozess gezielt überwacht und gesteuert. [9]
Bei der Verarbeitung temperaturempfindlicher Materialien muss die Temperatur präzise überwacht werden.
Mit dem GrindControl kann das Einhalten der Grenzwerte sicher gestellt werden.
Bei Nassvermahlungen führen lange Mahlzeiten und hohe Energieeinträge zu deutlicher Erwärmung und Druckanstieg.
Das GrindControl sorgt für mehr Sicherheit im Handling und optimierte Mahlpausen.
In der Mechanochemie sind spezifische Temperatur- und Druckbedingungen entscheidend.
Mit dem GrindControl lassen sich diese Parameter gezielt einstellen und den jeweiligen Reaktionsergebnissen zuordnen.
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Die folgenden Videos geben einen kompakten Überblick über die verfügbaren Versionen, den Systemaufbau sowie die fachgerechte Reinigung.
Dieses Video stellt die verschiedenen verfügbaren GrindControl-Versionen vor und erläutert die jeweiligen Hardware-Komponenten. Zudem erhalten Sie einen Überblick über die Kompatibilität mit unterschiedlichen Mühlentypen und Materialien.
Dieses Video zeigt die Verwendung und den Aufbau der Software. Zudem wird die Erfassung und Darstellung der Messwerte anschaulich erklärt.
Dieses Video demonstriert die fachgerechte Reinigung des GrindControl-Systems nach dem Einsatz. Es werden wichtige Hinweise zur sicheren Handhabung und zur Werterhaltung der Komponenten gegeben, um eine langfristige und zuverlässige Nutzung zu gewährleisten.
Druck und Temperatur werden in Echtzeit per Bluetooth von der Elektronik des GrindControls an einen PC übertragen. Die Software erfasst dabei fünf Messwerte pro Sekunde und erstellt ein detailliertes Messprotokoll des Druck- und Temperaturverlaufs.
Die Sensoren sind im Deckel des Mahlbechers integriert und erfassen die physikalischen Zustände so, dass die Bedingungen im Inneren des Bechers bestmöglich wiedergegeben werden.
Sinterfilter schützen die Sensoren zuverlässig vor dem Kontakt mit Feststoffpartikeln aus dem Mahlgut. Gleichzeitig verhindern sie, dass bei Nutzung der Begasungsöffnungen Material aus dem Mahlbecher austritt.
Die Software ist kostenfrei erhältlich und wird ab Windows 11 unterstützt.
| Anwendungsbereiche | Druck- und Temperaturmessung für Planetenkugelmühlen, Emax und Schwingmühlen MM 500 nano/control |
| Anwendungsbereich | Agrarwissenschaften, Baustoffe, Biologie, Chemie / Kunststoffe, Geologie / Metallurgie, Glas / Keramik, Lebensmittel, Maschinenbau / Elektrotechnik, Materialsynthese, Medizin / Pharma, Umwelt / Recycling |
| Messbereiche | Gasdruck: 0 - 500 kPa (5 bar) Temperatur: -20°C - +100 °C |
| Trockenvermahlung | Ja |
| Nassvermahlung | Ja |
| Kryogenvermahlung | Ja, min. -20 °C |
| Mahlbechertyp | Screw-Lock (MM) und EasyFit Mahlbecher (PM) |
| Material der Mahlwerkzeuge | gehärteter Stahl, Zirkonoxid |
| Mahlbechergrößen | 125 ml (MM); 50 - 500 ml (PM) |
| Sendefrequenz | 5 /s |
| Schnittstellen | |
| Elektrische Anschlusswerte | Batterie (bis zu 80 Stunden Betriebsdauer) |
| Zubehör | Öffnungshilfe, Reinigungswerkzeuge, O-Ring, Software-Download, Sinterfilter, (Deckel-Einsatz nicht enthalten) |
| Gewicht, netto | Deckel mit Sensoreinheit 360 g (MM) 1780 g / 1140 g (PM) |
| Normen / Standards | CE |
| Technische Voraussetzungen | PC mit Windows 11 und Bluetooth 5.0 oder höher |
| Software | Live-Überwachung der Messdaten, vollständiges Messprotokoll, speicherbare Vorlagen, Liste der durchgeführten Messungen, Datenexport in .pdf und .csv |
Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten
[8] Reaktionsschema und Durchführung der Experimente: Dr. Matej Balaz, Institute of Geotechnics, Slovak Academy of Sciences (SAS).
[9]: Department of Architecture & Civil Engineering, Centre for Climate Adaptation & Environment Research, University of Bath
