Kogeltrilmolens Fast homogenization of small sample volumes

Mixermolens malen en homogeniseren kleine monstervolumes snel en efficiënt door impact en wrijving. Deze Kogelmolens zijn geschikt voor droog, nat en cryogeen Slijpen en voor celverstoring voor DNA/RNA- of eiwitherstel. Voor speciale toepassingen zoals mechanosynthese bieden ze unieke oplossingen. Mixermolens staan bekend om hun gebruiksgemak en kleine voetafdruk in vergelijking met andere soorten Kogelmolens.

Koelen & verwarmen
  • Korrelgrootte materiaal*: = 10 mm
  • Eindfijnheid*: ~ 0.1 µm
  • Vibrational frequency: 3 - 30 Hz (180 -1800 min-1)

Details over de toepassingsgebieden, werkingsmechanismen en materialen die in mixermolens worden gebruikt.

Nanoschaal Slijpen
  • Korrelgrootte materiaal*: = 10 mm
  • Eindfijnheid*: ~ 0.1 µm
  • Vibrational frequency: 3 - 35 Hz (180 - 2100 min-1)
Zes monsters in één batch
  • Korrelgrootte materiaal*: = 8 mm
  • Eindfijnheid*: ~ 5 µm
  • Vibrational frequency: 3 - 35 Hz (180 - 2100 min-1)
De klassieke allrounder
  • Korrelgrootte materiaal*: = 8 mm
  • Eindfijnheid*: ~ 5 µm
  • Vibrational frequency: 3 - 30 Hz (180 - 1800 min-1)
Slijpen met vloeibare stikstof
  • Korrelgrootte materiaal*: = 8 mm
  • Eindfijnheid*: ~ 5 µm
  • Vibrational frequency: digitaal, 5 - 30 Hz (300 - 1800 min-1)
  • Meting van druk en temperatuur in de maalbeker
  • Drukmeting 0-5 bar
  • Temperatuursmeting: -25 °C - +90 °C

Mixermolens - functieprincipe

De Slijpende potten van mixermolens voeren radiale oscillaties uit in horizontale positie. De traagheid van de Slijpende kogels zorgt ervoor dat ze met hoge energie op het monstermateriaal aan de afgeronde uiteinden van de potten botsen en het verpulveren. Frezen met hoge energie is mogelijk door te werken met hoge frequenties tot 35 Hz. De beweging van de potten en kogels veroorzaakt verdere effecten door wrijving en leidt bovendien tot effectieve menging van het monster. De mate van menging kan worden verhoogd door meerdere kleinere kogels te gebruiken.

Videoanimation - Mixer Mill function principle

Mengmolens - Toepassingsgebieden

Mixermolens worden gebruikt voor het verpulveren van zachte, harde, breekbare en vezelige materialen in droge en natte modus. Met hun kleine voetafdruk, gebruiksgemak en zeer korte verwerkingstijden zijn ze echte allrounders in het laboratorium.

Mixermolens zijn bij uitstek geschikt voor taken in onderzoek zoals mechanochemie (mechanosynthese, mechanische legering en mechanokatalyse), of ultrafijn colloïdaal Slijpen op nanometerschaal, evenals voor routinetaken zoals mengen en homogeniseren.

Ze worden ook veel gebruikt voor celverstoring voor DNA / RNA-extractie via parelkloppen. Tot 240 ml celdispersies kunnen worden verwerkt voor eiwitextractie of metaboloomanalyse.
Een cruciaal voordeel van mixermolens is hun grote Veelzijdigheid – in sommige modellen gecombineerd met de capaciteit om materiaal actief te koelen of te verwarmen, waardoor meer gecontroleerde configuraties mogelijk zijn dan in andere Kogelmolens. Op het gebied van mechanochemie is de mogelijkheid om de reacties in de pot te regelen zeer gunstig.

Afhankelijk van de modellen kunnen temperaturen tot -196 °C of tot 100 °C worden toegepast. Mixermolens zijn verkrijgbaar met 1, 2 of 6 stations. Potten en kogels zijn verkrijgbaar in verschillende maten, ontwerpen en materialen.

titanium oxide
nat malen
metaal legering
droog malen
haar
droog malen
rubberbanden
cryogeen malen

Mixermolens - koel- en verwarmingsmogelijkheden

De CryoMill is ontworpen voor cryogeen Slijpen bij -196°C, terwijl de MM 500 control een temperatuur dekt van -100°C tot +100°C, met een temperatuurregeling van -100°C tot 0°C.

Koelen is gunstig, bijv. voor:

  • Het bewaren van temperatuurgevoelige analyten, zoals vluchtige stoffen of farmaceutische en voedsel ingrediënten
  • het verbrossen van monstermaterialen die niet bij kamertemperatuur kunnen worden verpulverd
  • nat Slijpen, om onder een bepaalde temperatuur te blijven (in sommige gevallen onder kamertemperatuur is mogelijk)
  • mechanochemie, om reacties te stoppen en tussenproducten te stabiliseren, zodat het eindproduct afwijkt van het resultaat verkregen zonder koeling
Sommige toepassingen worden verbeterd als het steekproefmateriaal tijdens het proces wordt verwarmd, bijvoorbeeld:
  • Paste making (voedsel industrie)
  • Intensivering van mechanochemische reacties
De vereiste temperaturen en de operationele opstelling zijn afhankelijk van de specifieke toepassing.

Mixer Mills - Slijpen pot en bal materialen
Hoe het meest geschikte materiaal te kiezen

Het materiaal van de Slijpende gereedschappen moet worden geselecteerd met de daaropvolgende analyse in het achterhoofd. Als bijvoorbeeld een monster wordt geanalyseerd op zijn zware-metaalgehalte, kan het schuren van een stalen pot en kogels chroom in het monster brengen wat zou leiden tot vervalste analyseresultaten. Bijgevolg is alleen een metaalvrij materiaal zoals zirkoniumoxide geschikt voor het doel.

Het materiaal van de gereedschappen heeft ook invloed op hun efficiëntie. De twee belangrijkste aspecten zijn:
  • Energie-input (gerelateerd aan de dichtheid van het materiaal)
  • Hardheid


Energie-input

Hoe hoger de dichtheid van een materiaal, hoe hoger de energie-input. Dit betekent dat de versnelling van bijvoorbeeld wolfraamcarbide Slijpende kogels bij een bepaalde snelheid hoger is in vergelijking met pot- en kogelmaterialen van lagere dichtheid. De energie-input is hoger wanneer de kogel het monster raakt, waardoor een beter verpletterend effect ontstaat wat gunstig is voor het verpulveren van hard breekbare monsters.
Voor zachte materialen daarentegen kan een te grote energie-inbreng een effectieve verplettering verhinderen. In dergelijke gevallen wordt het monster niet echt verpulverd tot een fijn poeder, maar vormt het een laag die aan de wanden van de pot kleeft en de ballen bedekt. Homogenisatie is op die manier niet mogelijk en monsterherstel is moeilijk. Daarom zijn voor zachte materialen andere molentypes, bijvoorbeeld Rotormolens, beter geschikt.


Hardheid

Om een pot en balmateriaal met geschikte hardheid te vinden, is de overweging eenvoudig: het materiaal moet harder zijn dan het monster. Als het materiaal minder hard is, kunnen de Slijpende kogels worden vermalen door de deeltjes van het monstermateriaal.


Slijpen gereedschap van verschillende materialen

Het is niet aan te bevelen om gereedschap van verschillende materialen te gebruiken, bijvoorbeeld een pot van staal met kogels van zirkoniumoxide. Ten eerste zal slijtage van beide materialen het analyseresultaat beïnvloeden en ten tweede zal de slijtage van het gereedschap toenemen.

Mixer Mills - Pot soorten en maten

Klassieke mixer molens werken met schroef-top potten die zijn ontworpen voor snelle behandeling en verpulvering van kleine monsterhoeveelheden. De potten zijn verkrijgbaar in gehard staal, roestvrij staal, wolfraamcarbide, agaat, zirkoniumoxide, en PTFE.

De MM 500 nano en MM 500 control worden bediend met schroef-lock potten. Deze potten zijn drukdicht tot 5 bar, de geïntegreerde veiligheidssluiting zorgt voor een gemakkelijke behandeling. Het nieuwe ontwerp van de pot is zeer gunstig voor nat Slijpen en verpulveren van vezelachtige monsters zoals haar.

Dankzij het platte deksel, kan het nominale volume volledig worden gebruikt, bijvoorbeeld bij het frezen van vezelachtige monsters, of om de optimale mix van materiaal, kleine ballen en vloeistof voor nat Slijpen te garanderen.

Beschikbare materialen zijn gehard staal, roestvrij staal, wolfraamcarbide en zirkoniumoxide zorgen voor -contaminatie verwerking. Een deksel voor alle mixer molen triljar molen maten en materialen zijn beschikbaar voor verwerking in de atmosfeer.

  • Pot met schroefdop
  • Pot met schroefsluiting
  • Vulvolume
Potten met schroefdop MM 400,MM 500 vario, CryoMill Potten met schroefdop MM 400, MM 500 vario, CryoMill
Verschillende potmaterialen 7 (4) 4
Potmaten 1.5 | 5 | 10 | 25 | 35 | 50 ml 50 | 80 | 125 ml
Beluchtingsdeksels nee ja
GrindControl nee ja
Geïntegreerde veiligheidssluiting nee ja
Geschikt voor droog Slijpen ja ja
Geschikt voor nat Slijpen Beperkt - potontwerp is niet optimaal voor het toepassen van de 60% vulregel Ja, ontworpen om de 60%-regel toe te passen
Slijpen van vezelmonsters ja Ja, zeer eenvoudige hantering, omdat de deksels plat zijn en het volledige volume van de pot kan worden gebruikt om volumineus monster te vullen



Mixermolens - Aanbevolen potvullingen
Voor droog Slijpen

Voor droog Slijpen worden de beste resultaten meestal verkregen met de zogenaamde een-derde-regel. Dit betekent dat ongeveer een derde van het potvolume moet worden gevuld met ballen. Volgens deze regel geldt dat hoe kleiner de ballen zijn, hoe meer er moet worden genomen om een derde van de pot te vullen. Nog een derde van het potvolume moet worden gevuld met monstermateriaal. Het resterende derde is vrije ruimte om de bal naar binnen te laten bewegen om de vereiste verpulveringsenergie te bereiken voor een snelle verpulvering van het monster.

Volgens deze regel wordt de benodigde verpulveringsenergie geleverd terwijl er tegelijkertijd voldoende monstermateriaal in de potten zit om slijtage te voorkomen. 


1. Een derde vrije ruimte
2. Een derde monster
3. Een derde Slijpen kogels


Voor vezelmonsters

Voor vezelige materialen, of materialen die hun volume drastisch verliezen bij verpulvering, is een hoger monstervulniveau aan te raden. Er moet voldoende materiaal in de pot zitten om slijtage te minimaliseren. Indien nodig is het mogelijk om na enkele minuten meer materiaal toe te voegen om het minimaal vereiste volume te behouden. 


1. Twee derde steekproef
2. Één derde Slijpende ballen


Voor nat Slijpen

Om deeltjesgroottes tot 100 nm of minder te produceren, is nat Slijpen en wrijving vereist in plaats van impact. Dit wordt bereikt door veel kleine kogels met een groot oppervlak en veel wrijvingspunten te gebruiken. Bijgevolg wordt het derde vulniveau, dat wordt aanbevolen voor droge freesprocessen, verwisseld door de 60 %-regel, wat betekent dat 60 % van de pot wordt gevuld met kleine kogels. De monsterhoeveelheid moet ongeveer 30 % zijn. Eerst worden de kleine kogels aan de potten toegevoegd (in gewicht!) en vervolgens wordt het materiaal toegevoegd en gemengd. Ten slotte wordt de dispergeervloeistof zorgvuldig gemengd.


1. Een zesde tot een derde monster + vloeistof
2. Twee derde Slijpen kogels


Hoe kies je de juiste Slijpende kogelgrootte

Om ervoor te zorgen dat de maalkogels het monster snel verpulveren, moeten ze minstens drie keer de grootte van het grootste monsterstuk hebben.

Typisch kan een factor van ongeveer 1000 worden toegepast om de geschikte kogelgrootte voor de beoogde uiteindelijke fijnheid te bepalen. Als een maalgrootte van 30 μm (D90) het doel is, zijn kogeldiameters tussen 20 mm en 30 mm het meest geschikt. Als kleinere deeltjes nodig zijn, is een tweede processtap met kleinere kogels vereist.

Omdat grotere kogels kleinere kogels kunnen verpletteren, is het niet raadzaam om verschillende kogelgroottes in één enkel freesproces te combineren.

Tips & Tricks for jar filling & handling of accessories

Tips & Tricks for jar filling & handling of accessories



Nat en Nanoscale Slijpen in mixermolens

Nanotechnologie behandelt deeltjes in een bereik van 1 tot 100 nm. Deze deeltjes bezitten speciale eigenschappen vanwege hun grootte, omdat hun oppervlak sterk wordt vergroot in verhouding tot hun volume (zogenaamde “size-induced functionaliteiten”). Ultrafijne deeltjes zijn bijvoorbeeld harder en breukvaster dan grotere deeltjes.

Kleine deeltjes hebben de neiging om geladen te raken op hun oppervlakken en te agglomereren tijdens droog Slijpen, wat een beperkende factor is voor groottevermindering. Voor nanoschaal Slijpen wordt vloeistof of dispergeermiddel gebruikt om de deeltjes gescheiden te houden en zoutoplossingen helpen om de oppervlakteladingen te neutraliseren. Langeketenmoleculen in de vloeistof kunnen de deeltjes gescheiden houden dankzij sterische belemmering.  

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.

Working with aeration lids

Mixer Mills - FAQ

Wat is een Kogeltrilmolen?

Mixermolens behoren tot de familie van Kogelmolens en worden gekenmerkt door hun kleine footprint, snelle verwerkingstijden en grote Veelzijdigheid.

Ze worden gebruikt voor het mengen, verpulveren en homogeniseren van harde, mediumharde, breekbare, zachte, elastische en vezelige monstermaterialen.

Groottereductie wordt gerealiseerd door impact en wrijving. Mixermolens van Retsch zijn verkrijgbaar met een, twee of zes Slijp stations.

Voor welke toepassingen is een Kogeltrilmolen nodig?

Mixermolens worden gebruikt voor droge, natte en cryogene verpulvering van kleine monstervolumes binnen enkele seconden. Ze genereren de benodigde energie-input voor Slijpen op nanoschaal.

Een typisch toepassingsgebied is celverstoring door kloppen met kralen voor DNA / RNA en eiwitextractie.

Mixermolens worden ook vaak gebruikt op het gebied van mechanochemie, met name die modellen die koel- en verwarmingsopties bieden. 

Hoe werkt een Kogeltrilmolen?

Monstermateriaal en Slijpende kogels worden gevuld in de pot die in de molen wordt geklemd. De radiale oscillaties die de molen uitvoert, leiden tot de verpulvering door impact en wrijving van de kogels. Het monster wordt ook grondig gemengd door de bewegingen van pot en kogels.