Nowoczesne zastosowania laboratoryjne wymagają maksymalnej kontroli, najwyższej powtarzalności oraz pełnej transparentności procesu. Najnowsza generacja GrindControl oferuje rozwiązanie, które konsekwentnie spełnia te wymagania — jest wydajne, inteligentne i intuicyjne w obsłudze. GrindControl jest stosowany w procesach prowadzonych w młynach kulowych i umożliwia ciągłą rejestrację ciśnienia oraz temperatury wewnątrz naczynia mielącego. System składa się z jednostki pomiarowej (hardware) oraz dedykowanego oprogramowania analitycznego, co pozwala na wizualizację i analizę kluczowych parametrów procesu, takich jak ciśnienie i temperatura, w czasie rzeczywistym. Dzięki temu przygotowanie próbek staje się bardziej efektywne, materiały wrażliwe na temperaturę są lepiej chronione, a stabilne warunki procesu są utrzymywane nawet w wymagających zastosowaniach — na przykład w syntezach mechanochemicznych. GrindControl zapewnia pełną transparentność procesu w młynie kulowym i stanowi podstawę uzyskiwania wiarygodnych oraz powtarzalnych wyników.
Monitorowanie temperatury i ciśnienia zapewnia istotne korzyści w zakresie optymalnego projektowania i kontroli procesów zachodzących w młynach kulowych, stosowanych do rozdrabniania cząstek, przygotowania próbek oraz w zastosowaniach badawczych.
Pomaga poprawić:
Jakość : Monitorowanie ciśnienia i temperatury zapewniające wiarygodne i powtarzalne wyniki.
Wydajność : Monitorowanie w czasie rzeczywistym umożliwia precyzyjną kontrolę warunków procesu. Parametry procesu, takie jak chłodzenie, częstotliwość, czas trwania oraz przerwy w mieleniu, mogą być dostosowywane w zależności od potrzeb.
Bezpieczeństwo : Krytyczne zmiany ciśnienia i temperatury mogą być wykrywane na wczesnym etapie, co pozwala zapobiegać błędom procesowym oraz zagrożeniom dla bezpieczeństwa.
Badania i rozwój : Możliwe jest uzyskanie głębszego wglądu w reakcje mechanochemiczne. Można analizować zależności między wynikami a odpowiednimi parametrami.
System GrindControl jest dostępny dla planetarnych młynów kulowych, młynów miksujących MM 500 nano/control oraz Emax. Obejmuje on sprzęt do pomiaru ciśnienia i temperatury oraz oprogramowanie analityczne.
Oprogramowanie GrindControl to niewielki i intuicyjny program, który można łatwo zainstalować na komputerze. Oprogramowanie rejestruje i przechowuje przesyłane dane dotyczące ciśnienia i temperatury. Dane są monitorowane w czasie rzeczywistym podczas pomiaru i mogą być eksportowane w formacie .pdf lub .csv po zakończeniu pomiaru. Więcej funkcji oprogramowania:
GrindControl wspiera szeroki zakres zastosowań, zapewniając zwiększone bezpieczeństwo oraz precyzyjną regulację temperatury, co umożliwia kontrolowane i powtarzalne procesy w młynie kulowym.
Podczas mielenia kulowego przebieg temperatury i ciśnienia może się różnić w zależności od stopnia wypełnienia naczynia mielącego, materiału naczynia oraz parametrów procesu. Podczas gdy w trakcie mielenia na mokro korundu w naczyniu mielącym o pojemności 250 ml w planetarnym młynie kulowym temperatura i ciśnienie rosną stopniowo (wykres po lewej), przy tej samej prędkości obrotowej w naczyniu mielącym o pojemności 500 ml z kulami stalowymi o większej średnicy obserwuje się znacznie silniejszy wzrost tych parametrów (wykres po prawej). Dzięki ciągłemu monitorowaniu tych parametrów za pomocą systemu GrindControl proces może być precyzyjnie kontrolowany, a ogólne bezpieczeństwo pracy znacząco zwiększone. Naczynia mielące o podwyższonej temperaturze należy obsługiwać wyłącznie w rękawicach ochronnych, a te znajdujące się pod ciśnieniem mogą być otwierane wyłącznie z zachowaniem szczególnej ostrożności. Ponadto GrindControl umożliwia optymalny dobór czasu mielenia i przerw, szczególnie w przypadku długotrwałych procesów mielenia.
Podczas rozdrabniania materiałów wrażliwych na temperaturę kluczową rolę odgrywa kontrola temperatury. W przypadku takich próbek często stosuje się ukierunkowane chłodzenie lub przerwy w mieleniu, aby chronić wrażliwe substancje przed uszkodzeniami termicznymi. Jest to szczególnie korzystne podczas przetwarzania produktów spożywczych, próbek organicznych lub w trakcie dezintegracji komórek, ponieważ zapobiega utracie lub denaturacji składników wrażliwych na temperaturę. W tym przykładzie system pracuje z młynem MM 500 control, który jest podłączony do zewnętrznego układu chłodzenia. Dzięki zastosowaniu GrindControl parametry procesu wewnątrz komory mielącej są monitorowane w sposób ciągły. Jak pokazano, komora mieląca jest wstępnie schładzana do temperatury poniżej 10°C i przez cały czas trwania procesu pozostaje poniżej temperatury otoczenia. Ciągłe monitorowanie temperatury za pomocą GrindControl umożliwia precyzyjną kontrolę procesu, zapewnia powtarzalne wyniki oraz jednocześnie chroni materiały wrażliwe.
Monitorowanie ciśnienia i temperatury zapewnia cenne informacje na temat tego, co dzieje się wewnątrz naczynia mielącego. GrindControl jest szeroko stosowany do badania syntez materiałów, takich jak stopowanie mechaniczne i inne reakcje mechanochemiczne.
Syntezę mechanochemiczną przeprowadzono w młynie MM 500 nano, z wykorzystaniem stalowego naczynia o pojemności 125 ml, wyposażonego w system GrindControl. Reaktanty oraz 32 kule o średnicy 10 mm mielono z częstotliwością 20 Hz w atmosferze powietrza. Po około 20 sekundach mielenia nastąpił zapłon, prowadzący do wzrostu ciśnienia do około 730 mbar oraz wzrostu temperatury. System GrindControl precyzyjnie zarejestrował moment zapłonu – kluczowy parametr dla tej samopodtrzymującej się reakcji syntezy mechanochemicznej (MSR). [8]
W badaniach nad zrównoważonym cementem system GrindControl wspiera analizę mechanochemicznej aktywacji minerałów ilastych. W tym procesie reaktywność pucolanowa może zostać znacząco zwiększona w porównaniu z próbkami nieprzetworzonymi lub kalcynowanymi (zob. wykres po lewej). Aktywowane gliny pełnią funkcję dodatków mineralnych do cementu (SCM) i umożliwiają redukcję emisji CO₂ poprzez częściowe zastąpienie klinkieru. Proces prowadzony jest w planetarnym młynie kulowym PM 100 przy prędkości 500 obr./min, z wykorzystaniem naczynia mielącego o pojemności 500 ml oraz dwunastu kul ze stali nierdzewnej o średnicy 20 mm (stosunek masy kul do proszku 25:1). Dzięki powiązaniu danych dotyczących ciśnienia i temperatury z pomiarami reaktywności możliwe jest precyzyjne monitorowanie i kontrolowanie procesu aktywacji. [9]
Podczas przetwarzania materiałów wrażliwych na temperaturę konieczne jest precyzyjne monitorowanie temperatury. Dzięki GrindControl można niezawodnie zapewnić dotrzymanie określonych limitów temperatury.
Podczas procesów mielenia na mokro długi czas mielenia oraz wysoki nakład energii mogą prowadzić do znacznego wzrostu temperatury i narastania ciśnienia.
GrindControl zwiększa bezpieczeństwo pracy podczas obsługi oraz umożliwia optymalizację czasów mielenia i przerw.
W mechanochemii kluczowe znaczenie mają określone warunki temperatury i ciśnienia.
Dzięki GrindControl parametry te mogą być precyzyjnie monitorowane oraz systematycznie powiązane z uzyskiwanymi wynikami reakcji.
Aby znaleźć najlepsze rozwiązanie dla swojego zadania analitycznego, odwiedź naszą bazę danych o aplikacjach
Poniższe filmy przedstawiają zwięzły przegląd dostępnych wersji, budowy systemu oraz prawidłowych procedur czyszczenia.
Ten film przedstawia dostępne wersje GrindControl oraz objaśnia odpowiadające im komponenty sprzętowe. Zawiera również przegląd kompatybilności z różnymi typami młynów i materiałami akcesoriów.
Ten film przedstawia sposób korzystania z oprogramowania oraz wyjaśnia jego strukturę. Pokazuje również w przejrzysty sposób rejestrację i wizualizację danych pomiarowych.
Ten film przedstawia prawidłową procedurę czyszczenia systemu GrindControl po użyciu. Zawiera istotne wskazówki dotyczące bezpiecznej obsługi oraz utrzymania komponentów w dobrym stanie, aby zapewnić długotrwałą i niezawodną pracę.
Ciśnienie i temperatura są przesyłane w czasie rzeczywistym przez Bluetooth z elektroniki GrindControl do komputera PC. Oprogramowanie rejestruje pięć pomiarów na sekundę, tworząc szczegółowy zapis przebiegu zmian ciśnienia i temperatury. Czujniki są zintegrowane z pokrywą naczynia mielącego, co umożliwia rejestrowanie warunków fizycznych w sposób możliwie najwierniej odzwierciedlający środowisko wewnątrz naczynia. Filtry skutecznie chronią czujniki przed kontaktem z materiałem próbki stałej. Jednocześnie zapobiegają wydostawaniu się materiału z naczynia mielącego podczas korzystania z przyłączy gazowych. Oprogramowanie jest dostępne bezpłatnie i obsługiwane przez system Windows 11 i nowsze wersje.
| Aplikacje | pressure and temperature measuring for Planetary Ball Mills, Emax and Mixer Mills MM 500 nano/control |
| Pola zastosowań | biologia, chemia / tworzywa sztuczne, geologia / metalurgia, inżynieria / elektronika, material synthesis, materiały dla budownictwa, medycyna/farmacja, rolnictwo, szkło / ceramika, środowisko / recykling, żywność |
| Zakres pomiarowy | gas pressure: 0 - 500 kPa (5 bar) temperature: -20°C - +100 °C |
| Mielenie suche | Tak |
| Mielenie mokre | Tak |
| Mielenie kriogeniczne | yes min. -20 °C |
| Rodzaje naczyń mielących | Screw-Lock (MM) and EasyFit jars (PM) |
| Wykonanie materiałowe elementów rozdrabniających | utwardzana stal nierdzewna, tlenek cyrkonu |
| Wielkości naczyń mielących | 125 ml (MM); 50 - 500 ml (PM) |
| Transmission frequency | 5 /s |
| Interfejs | |
| Dane elektryczne | battery (up to 80 h operation time) |
| Akcesoria | opening aid, cleaning tools, o-ring, Software download, sintered filter, (lid insert not included) |
| Waga netto | lid with sensor unit 360 g (MM) 1780 g / 1140 g (PM) |
| Normy / Standardy | CE |
| Wymagania techniczne | PC with Windows 11 and Bluetooth 5.0 or higher |
| Oprogramowanie | monitorowanie danych pomiarowych na żywo, pełny protokół pomiarowy, szablony do przechowywania, lista wykonanych pomiarów, eksport danych w formacie .pdf i .csv |
Z zastrzeżeniem zmian technicznych i błędów
[8] Schemat reakcji oraz wyniki przeprowadzonych eksperymentów: dr Matej Balaz, Instytut Geotechniki, Słowacka Akademia Nauk (SAS).
[9]: Department of Architecture & Civil Engineering, Centre for Climate Adaptation & Environment Research, University of Bath
