Rázó malmok Fast homogenization of small sample volumes

Mixer mills grind and homogenize small sample volumes quickly and efficiently by impact and friction. These ball mills are suitable for dry, wet and cryogenic grinding as well as for cell disruption for DNA/RNA or protein recovery. For special applications such as mechanosynthesis, they offer unique solutions. Mixer mills are well known for their ease of use and small foot-print compared to other types of ball mills.

Hűtés & Fűtés

Rázó malom MM 500 control

Betölthető max. méret*: <= 10 mm
Végfinomság*: ~ 0,1 µm
Vibrational frequency: 3 - 30 Hz (180 -1800 min-1)
Termékinformáció

Háttérinformáció

Details on the fields of application, working mechanisms and materials used in mixer mills.
További információk

Nanoscale Grinding

Rázó malom MM 500 Nano

Betölthető max. méret*: <= 10 mm
Végfinomság*: ~ 0,1 µm
Vibrational frequency: 3 - 35 Hz (180 - 2100 min-1)
Termékinformáció

Six samples in one batch

Rázó malom MM 500 Vario

Betölthető max. méret*: <= 8 mm
Végfinomság*: ~ 5 µm
Vibrational frequency: 3 - 35 Hz (180 - 2100 min-1)
Termékinformáció

A klasszikus mindenes

Rázó malom MM 400

Betölthető max. méret*: <= 8 mm
Végfinomság*: ~ 5 µm
Vibrational frequency: 3 - 30 Hz (180 - 1800 min-1)
Termékinformáció

Őrlés folyékony nitrogénnel

CryoMill

Betölthető max. méret*: <= 8 mm
Végfinomság*: ~ 5 µm
Vibrational frequency: digitális, 5 - 30 Hz
(300 - 1800 min-1)
Termékinformáció

Mérőrendszer GrindControl

A nyomás és a hőmérséklet mérése az őrlőedényben
Nyomásmérés 0-5 bar
Hőmérsékletmérés: -25 °C - +90 °C
Termékinformáció

.

Mixer Mills - Function Principle

The grinding jars of mixer mills perform radial oscillations in a horizontal position. The inertia of the grinding balls causes them to impact with high energy on the sample material at the rounded ends of the jars and pulverize it. High energy milling is possible by operating at high frequencies up to 35 Hz. The movement of the jars and balls causes further size reduction effects through friction and additionally leads to effective mixing of the sample. The degree of mixing can be increased by using several smaller balls.

Kattintson ide a videó letöltéséhez!

Mixer Mills - Fields of application

Mixer mills are used for the pulverization of soft, hard, brittle, and fibrous materials in dry and wet mode. With their small footprint, ease of use, and very short processing times, they are true allrounders in the laboratory.

Mixer mills are ideally suited for tasks in research like mechanochemistry (mechanosynthesis, mechanical alloying and mechanocatalysis), or ultrafine colloidal grinding on a nanometer scale, as well as for routine tasks such as mixing and homogenizing.

They are also widely used for cell disruption for DNA/RNA extraction via bead beating. Up to 240 ml of cell dispersions can be processed for protein extraction or metabolome analysis.
A crucial advantage of mixer mills is their great versatility – in some models combined with the capacity to actively cool or heat material, allowing for more controlled configurations than in other ball mills. In the field of mechanochemistry, the possibility to control the reactions inside the jar is very beneficial.

Depending on the models, temperatures down to -196°C or up to 100°C can be applied. Mixer mills are available with 1, 2 or 6 stations. Jars and balls are available in various sizes, designs and materials.

titán-oxid
nedves őrlés

fémötvözet
száraz őrlés

haj
száraz őrlés

gumiabroncs
kriogén őrlés

Mixer Mills - cooling and heating options

A CryoMillt -196 °C-os kriogén őrléshez tervezték, míg az MM 500 vezérlés -100 °C és +100 °C közötti hőmérsékletet fed le, -100 °C és 0 °C közötti hőmérséklet-szabályozással. A hűtés előnyös pl. a következőkhöz:

hőmérséklet-érzékeny analitok, például illékony anyagok vagy gyógyszer- és élelmiszer-összetevők megőrzéséhez.
a szobahőmérsékleten nem porlasztható mintaanyagok ridegtartása.
nedves őrlés, hogy egy bizonyos hőmérséklet alatt maradjon (bizonyos esetekben szobahőmérséklet alatt is lehetséges).
mechanokémia, a reakciók leállítása és a köztes termékek stabilizálása, így a végtermék eltér a hűtés nélkül kapott eredménytől.

Egyes alkalmazások javulnak, ha a mintaanyagot a folyamat során felmelegítik, például:

Pasztakészítés (élelmiszeripar)
Mechanokémiai reakciók fokozása

A szükséges hőmérsékletek és a működési beállítások az adott alkalmazástól függnek.

Mixer Mills - Grinding jar and ball materials

Hogyan válasszuk ki a legmegfelelőbb anyagot

The material of the grinding tools needs to be selected with the subsequent analysis in mind. If, for example, a sample is analyzed for its heavy-metal content, the abrasion of a steel jar and balls might introduce chromium into the sample which would lead to falsified analysis results. Consequently, only a metal-free material like zirconium oxide is suitable for the purpose.

The material of the tools also has an impact on their efficiency. The two most important aspects are:

Energy input (related to the density of the material)
Hardness

Energiabevitel

The higher the density of a material, the higher is the energy input. This means that the acceleration of, for example, tungsten carbide grinding balls at a given speed is higher compared to jar and ball materials of lower density. The energy input is higher when the ball hits the sample, causing a better crushing effect which is beneficial for pulverizing hard-brittle samples.

For soft materials, on the other hand, too much energy input may prevent effective crushing. In such cases, the sample is not really pulverized into a fine powder but rather forms a layer that sticks to the jar walls and covers the balls. Homogenization is not possible that way and sample recovery is difficult. That is why for soft materials other mill types, for example rotor mills, are better suited.

Keménység

A megfelelő keménységű edény és golyó anyagának megtalálása egyszerű: Az anyagnak keményebbnek kell lennie, mint a mintának. Ha az anyag kevésbé kemény, akkor az őrlőgolyókat a minta anyagának részecskéi őrölhetik.

Különböző anyagokból készült csiszolószerszámok

Nem ajánlott különböző anyagú szerszámokat használni, pl. acélból készült edényt cirkónium-oxidból készült golyókkal. Először is, a két anyagból származó kopás befolyásolja az analitikai eredményt, másodszor, a szerszámok kopása megnő.

Mixer Mills - Jar types and sizes

Classic mixer mills work with screw-top jars which are designed for quick handling and pulverization of small sample amounts. The jars are available in hardened steel, stainless steel, tungsten carbide, agate, zirconium oxide, and PTFE.

The MM 500 nano and MM 500 control are operated with screw-lock jars. These jars are pressure-tight up to 5 bar, the integrated safety closure allows for convenient handling. The new jar design is very beneficial for wet grinding and pulverizing fibrous samples like hair.

Thanks to the flat lid, the nominal volume can be fully used, for instance when milling fibrous samples, or to ensure the optimum mixture of material, small balls and liquid for wet grinding.

Available materials include hardened steel, stainless steel, tungsten carbide and zirconium oxide ensuring contamination-free processing. Aeration lids for all mixer mill jar sizes and materials are available, e.g. for processing under inert atmosphere.

^{1. Screw-top jar}
^{2. Screw-lock jar}
^{3. Filling volume}

	Screw-top jars MM 400, MM 500 vario, CryoMill	Screw-lock jars MM 500 nano, MM 500 control
Different jar materials	7 (4)	4
Jar sizes	1.5 \| 5 \| 10 \| 25 \| 35 \| 50 ml	50 \| 80 \| 125 ml
Aeration lids	nem	igen
GrindControl	nem	igen
Integrated safety closure	nem	igen
Suitable for dry grinding	igen	igen
Suitable for wet grinding	Limited - jar design is not optimal for applying the 60% filling rule	Yes, designed to apply the 60% rule
Grinding of fibrous samples	igen	Yes, very easy handling, as the lids are flat and the full volume of the jar can be used to fill in voluminous sample

Mixer Mills - Recommended jar fillings

Száraz őrléshez

Száraz őrlés esetén a legjobb eredményt általában az úgynevezett egyharmad-szabály alkalmazásával érhetjük el. Ez azt jelenti, hogy az edény térfogatának körülbelül egyharmadát meg kell tölteni golyókkal. Ezt a szabályt követve minél kisebbek a golyók, annál többet kell venni, hogy az edény egyharmadát megtöltse. Az edény térfogatának további egyharmadát mintaanyaggal kell megtölteni. A fennmaradó harmad szabad tér, hogy a golyók mozgása a belsejében lehetővé tegye a minta gyors porlasztásához szükséges aprítási energia elérését.

Ezt a szabályt követve a szükséges aprítási energia biztosított, miközben elegendő mintaanyag van az edényekben a kopás megelőzéséhez.

^{1. Egyharmad szabad tér
2. Egyharmad minta
3. Egyharmad őrlőgolyó}

Szálas minták esetében

Szálas anyagok vagy olyan anyagok esetében, amelyek porlasztáskor drasztikusan veszítenek térfogatukból, magasabb mintatöltési szint ajánlott. Az edényben elegendő anyagnak kell lennie a kopás minimalizálása érdekében. Szükség esetén néhány perc elteltével további anyagot lehet hozzáadni a minimálisan szükséges térfogat fenntartásához.

^{1. Két harmad minta
2. Egyharmad őrlőgolyó}

Nedves őrléshez

A 100 nm-es vagy annál kisebb szemcseméret előállításához ütés helyett nedves őrlés és súrlódás szükséges. Ezt sok kis golyó nagy felülettel és sok súrlódási ponttal történő alkalmazásával érik el. Következésképpen a száraz őrlési eljárásoknál ajánlott egyharmados töltöttségi szintet felváltja a 60 %-os szabály, ami azt jelenti, hogy az edény 60 %-át kis golyókkal töltik meg. A minta mennyiségének kb. 30 %-nak kell lennie. Először a kis golyókat adagoljuk az üvegekbe (súly szerint!), majd az anyagot adjuk hozzá és keverjük össze. Végül a diszpergáló folyadékot óvatosan összekeverjük.

^{1. Egyhatod-harmad minta + folyadék
2. Kétharmad őrlőgolyó}

Hogyan válasszuk ki a megfelelő őrlőgolyó méretet

To ensure that the grinding balls rapidly pulverize the sample, they should have at least three times the size of the biggest sample piece. Typically, a factor of approximately 1000 can be applied to ascertain the suitable ball size for the intended final fineness. If a grind size of 30 µm (D90) is the objective, ball diameters between 20 mm and 30 mm are best suited. If smaller particles are required, a second process step with smaller balls is required.

As larger balls could crush smaller ones, it is not advisable to combine different ball sizes in a single milling process.

Wet and Nanoscale grinding in mixer mills

Nanotechnology deals with particles in a range from 1 to 100 nm. These particles possess special properties due to their size, as their surface is greatly enlarged in relation to their volume (so-called “size-induced functionalities”). Ultrafine particles are, for example, harder and more break-resistant than larger particles.

Small particles tend to get charged on their surfaces and agglomerate during dry grinding, which is a limiting factor for size reduction. For nanoscale grinding, liquid or dispersant is used to keep the particles separated and salt solutions help to neutralize the surface charges. Long chain molecules in the liquid can keep the particles separated thanks to steric hindrance.

Aeration lids from RETSCH

Aeration lids have been engineered to improve both the efficiency and safety of grinding processes in laboratory environments. They are especially beneficial when working with materials that require a controlled atmosphere—such as during wet grinding or when handling reactive substances. In such cases, the internal atmosphere, including oxygen, can be replaced by flushing the jar with an inert gas like nitrogen.

These lids also enable the introduction of gases directly into the grinding jar, which is essential for certain chemical reactions or for maintaining an inert environment. The jars can be pressurized up to 5 bar, which may help facilitate the incorporation of gas molecules into the reaction during milling.

Additionally, aeration lids allow the grinding jar to be connected directly to an analyzer—either after operation in a planetary ball mill (or in the Emax) or even during operation in the MM 500 nano or MM 500 control. This setup makes it easy to analyze gases released during grinding processes or generated by chemical reactions. The lids are equipped with inlays made from various materials—such as stainless steel, zirconium oxide, and tungsten carbide—allowing the same lid to be used with different jar types.

Kattintson ide a videó letöltéséhez!

Mixer Mills - FAQ

What is a mixer mill?

Mixer mills belong to the family of ball mills and are characterized by their small footprint, fast processing times and great versatility.

They are used for mixing, pulverizing and homogenizing hard, medium-hard, brittle, soft, elastic and fibrous sample materials.

Size reduction is effected through impact and friction. Mixer mills from Retsch are available with one, two or six grinding stations.

Which applications require a mixer mill?

Mixer mills are used for dry, wet and cryogenic pulverization of small sample volumes within seconds. They generate the required energy input for nanoscale grinding.

A typical field of application is cell disruption by bead beating for DNA/RNA and protein extraction.

Mixer mills are also frequently used in the field of mechanochemistry, particularly those models which provide cooling and heating options.

How does a mixer mill work?

Sample material and grinding balls are filled into the jar which is clamped into the mill. The radial oscillations performed by the mill lead to the pulverization by impact and friction of the balls. The sample is also thoroughly mixed by the movements of jar and balls.