As aplicações laboratoriais modernas exigem controle máximo, altíssima reprodutibilidade e transparência total do processo. A última geração do GrindControl oferece uma solução que atende consistentemente a esses requisitos — potente, inteligente e de operação intuitiva.
O GrindControl é utilizado em processos de moinhos de bolas e registra continuamente a pressão e a temperatura dentro do vaso de moagem. O sistema consiste em uma unidade de medição de hardware e um software de análise dedicado, permitindo a visualização e avaliação em tempo real dos principais parâmetros do processo: pressão e temperatura.
Isso torna a preparação de amostras mais eficiente, protege materiais sensíveis à temperatura e garante condições estáveis mesmo em aplicações exigentes — por exemplo, em sínteses mecanoquímicas. O GrindControl traz transparência ao processo de moagem de bolas e estabelece a base para resultados confiáveis e reprodutíveis.
O monitoramento de temperatura e pressão oferece vantagens significativas para projetar e controlar de forma ideal os processos de moinhos de bolas para redução do tamanho de partículas, preparação de amostras e aplicações de pesquisa.
Ajuda a melhorar:
Qualidade: Monitoramento de pressão e temperatura para resultados confiáveis e reprodutíveis.
Efficiência: O monitoramento em tempo real permite o controle preciso das condições do processo. Parâmetros de processo como resfriamento, frequência, duração e intervalos de pausa na moagem podem ser ajustados conforme necessário.
Segurança: Mudanças críticas de pressão e temperatura podem ser detectadas em um estágio inicial, evitando erros de processo e riscos de segurança.
Pesquisa & desenvolvimento: Insights mais profundos sobre as reações mecanoquímicas podem ser obtidos. A relação entre os resultados e as variáveis de estado relevantes pode ser analisada.
O sistema GrindControl está disponível para os Moinhos de Bolas Planetários, os Moinhos Misturadores MM 500 nano/control e o Emax. Ele inclui hardware para medição de pressão e temperatura, além de software de análise.
O software GrindControl é um programa pequeno e intuitivo, que pode ser facilmente instalado no computador. O software registra e armazena os dados transmitidos de pressão e temperatura. Os dados são monitorados em tempo real durante uma medição e podem ser exportados em formato .pdf ou .csv após a medição.
Mais recursos do software:
O GrindControl suporta uma ampla gama de aplicações, oferecendo maior segurança e regulação precisa da temperatura para uma moagem de bolas controlada e reprodutível.
Durante a moagem de bolas, os perfis de temperatura e pressão podem se desenvolver de forma diferente dependendo do nível de preenchimento do vaso de moagem, do material do vaso e dos parâmetros do processo.
Enquanto a temperatura e a pressão aumentam gradualmente durante a moagem a úmido de corindo em um vaso de moagem de 250 ml em um moinho planetário de bolas (diagrama à esquerda), observa-se um aumento significativamente mais forte na mesma velocidade de rotação em um vaso de moagem de 500 ml com bolas de aço de maior diâmetro (diagrama à direita).
Ao monitorar continuamente essas variáveis de estado com o GrindControl, o processo pode ser controlado de forma específica e a segurança operacional geral pode ser aprimorada. Vasos de moagem com temperaturas elevadas devem ser manuseados apenas com luvas de proteção. Vasos de moagem pressurizados só podem ser abertos com extrema cautela.
Além disso, o GrindControl permite a seleção ideal dos tempos de moagem e de pausa, particularmente para processos de moagem de longo prazo.
Ao moer materiais sensíveis à temperatura, o controle térmico desempenha um papel crucial. Para tais amostras, resfriamento direcionado ou pausas na moagem são frequentemente aplicados para proteger substâncias sensíveis de danos térmicos. Isso é particularmente vantajoso ao processar produtos alimentícios, amostras orgânicas ou durante a ruptura celular, pois evita a perda ou desnaturação de componentes sensíveis à temperatura.
Neste exemplo, o sistema é operado com o MM 500 control, que está conectado a um chiller externo. Usando o GrindControl, os parâmetros do processo dentro da câmara de moagem são monitorados continuamente. Como ilustrado, a câmara de moagem é pré-resfriada a menos de 10 °C e permanece abaixo da temperatura ambiente durante todo o processo.
O monitoramento contínuo da temperatura com o GrindControl permite um controle preciso do processo, garante resultados reprodutíveis e, simultaneamente, protege materiais sensíveis.
O monitoramento da pressão e da temperatura fornece informações valiosas sobre o que acontece no interior do jarro de moagem. O sistema GrindControl é amplamente utilizado para investigar sínteses de materiais, como a liga mecânica e outras reações mecanquímicas.
Uma síntese mecanquímica foi realizada em um MM 500 nano utilizando um jarro de aço inoxidável de 125 ml com GrindControl. Os reagentes e 32 esferas de 10 mm foram moídos a 20 Hz sob atmosfera de ar. Após cerca de 20 segundos de moagem, ocorreu um evento de ignição, levando a um aumento de pressão para aproximadamente 730 mbar e a uma elevação da temperatura. O GrindControl registrou com precisão o ponto de ignição, que é o parâmetro-chave dessa reação de síntese mecanquímica auto‑propagante (MSR). [8]
Na pesquisa sobre cimento sustentável, o sistema GrindControl auxilia na análise da ativação mecanoquímica de minerais argilosos. Nesse processo, a reatividade pozolânica pode ser aumentada significativamente em comparação com amostras não tratadas ou calcinadas (veja a figura à esquerda). As argilas ativadas servem como Materiais Cimentícios Suplementares (SCMs) e permitem uma redução nas emissões de CO₂ ao substituir parcialmente o clínquer.
O processamento é realizado em um moinho planetário de bolas PM 100 a 500 rpm, utilizando um vaso de moagem de 500 ml com doze bolas de aço inoxidável de 20 mm (proporção bola-pó de 25:1). Ao vincular os dados de pressão e temperatura com as medições de reatividade, o processo de ativação pode ser monitorado e controlado de forma específica. [9]
Ao processar materiais sensíveis à temperatura, a temperatura deve ser monitorada com precisão. Com o GrindControl, o cumprimento dos limites de temperatura especificados pode ser garantido de forma confiável.
Durante os processos de moagem a úmido, longos tempos de moagem e alto aporte de energia podem levar a aumentos significativos de temperatura e acúmulo de pressão.
O GrindControl aumenta a segurança operacional durante o manuseio e permite a otimização dos intervalos de moagem e de pausa.
Na mecanoquímica, condições específicas de temperatura e pressão são cruciais.
Com o GrindControl, esses parâmetros podem ser monitorados com precisão e correlacionados sistematicamente com os respectivos resultados da reação.
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Os vídeos a seguir fornecem uma visão geral concisa das versões disponíveis, da estrutura do sistema e dos procedimentos adequados de limpeza.
Este vídeo apresenta as diferentes versões disponíveis do GrindControl e explica os respectivos componentes de hardware. Também fornece uma visão geral da compatibilidade com vários tipos de moinhos e materiais.
Este vídeo demonstra como utilizar o software e explica sua estrutura. Também ilustra claramente a aquisição e visualização dos dados medidos.
Este vídeo demonstra o procedimento de limpeza adequado para o sistema GrindControl após o uso. Ele fornece instruções importantes sobre o manuseio seguro e a preservação dos componentes para garantir uma operação confiável e de longo prazo.
A pressão e a temperatura são transmitidas em tempo real via Bluetooth da eletrônica do GrindControl para um PC. O software registra cinco medições por segundo, gerando um log detalhado dos perfis de pressão e temperatura.
Os sensores são integrados à tampa do vaso de moagem, capturando as condições físicas de forma que reflita com maior precisão o ambiente dentro do vaso.
Filtros sinterizados protegem os sensores de forma confiável contra o contato com o material sólido da amostra. Ao mesmo tempo, eles evitam que o material escape do vaso de moagem quando as entradas de gás são utilizadas.
O software está disponível gratuitamente e é compatível a partir do Windows 11.
| Aplicação | pressure and temperature measuring for Planetary Ball Mills, Emax and Mixer Mills MM 500 nano/control |
| Campo de aplicação | Agricultura, Biologia, Cerâmica / Vidro, Geologia / Metalurgia, Materiais de construção, Mecânica / Eletrotécnica, Medicina / Farmácia, Química / Plásticos, alimentos, ambiente / reciclagem, síntese material |
| Faixas de medição | gas pressure: 0 - 500 kPa (5 bar) temperature: -20°C - +100 °C |
| Moagem a seco | Sim |
| Trituração a úmido | Sim |
| Moagem criogênica | yes min. -20 °C |
| Tipo de vaso de moagem | Screw-Lock (MM) and EasyFit jars (PM) |
| Material das ferramentas de moagem | aço inoxidável endurecido, óxido de zircônio |
| Volumes de vasos de moagem | 125 ml (MM); 50 - 500 ml (PM) |
| Transmission frequency | 5 /s |
| Interface | |
| Dados de conexão elétrica | battery (up to 80 h operation time) |
| Acessórios | opening aid, cleaning tools, o-ring, Software download, sintered filter, (lid insert not included) |
| Peso líquido | lid with sensor unit 360 g (MM) 1780 g / 1140 g (PM) |
| Normas e padrões | CE |
| Requerimentos técnicos | PC with Windows 11 and Bluetooth 5.0 or higher |
| Software | monitoramento ao vivo dos dados de medição, protocolo de medição completo, modelos armazenáveis, lista de medições realizadas, exportação de dados em .pdf e .csv |
Sujeito a alterações técnicas e erros
[8] Esquema de reação e desempenho dos experimentos: Dr. Matej Balaz, Instituto de Geotécnica, Academia Eslovaca de Ciências (SAS).
[9]: Department of Architecture & Civil Engineering, Centre for Climate Adaptation & Environment Research, University of Bath
