Perlový mlyn je typ zariadenia, ktoré sa používa na veľmi jemné mletie a rozptyľovanie častíc. Funguje na princípe nárazu a trenia: mlynské médiá (perličky) vyrobené zo skla, keramiky alebo ocele sú miešané vo vnútri nádoby alebo komory rotujúcim hriadeľom s obežnými kolesami, čo spôsobuje rozbitie častíc na menšie veľkosti v dôsledku nárazových a strihových síl.
Perlové mlyny sa široko používajú v priemyselných odvetviach, ako sú farby, atramenty, farmaceutické výrobky, kozmetika a agrochemikálie, na prípravu vysokokvalitných disperzií, emulzií a suspenzií. Medzi hlavné výhody perličkových mlynov patrí ich schopnosť dosiahnuť veľmi jemnú veľkosť častíc (často submikrónovú), lepšiu stabilitu produktu a rovnomernú distribúciu častíc. Existujú rôzne typy perličkových mlynov vrátane horizontálnych a vertikálnych konfigurácií, z ktorých každá je navrhnutá pre špecifické aplikácie a požiadavky na kapacitu.
Aký je rozdiel medzi perlovým a atritovým mlynom?
Perlové a atritové mlyny sa používajú na mletie a rozptyľovanie materiálov až na jemné častice. Perlové mlyny fungujú tak, že zmes mletého materiálu a mlecieho média (perliček) sa mieša pomocou rotujúceho miešadla. To spôsobuje, že perly narážajú na častice vstupného materiálu a rozbíjajú ich na jemnejšie častice. Tento proces je známy aj ako perlové mletie a dôraz sa kladie na chaotický pohyb, ktorý je poháňaný pohybom korálikov. Mlyny s miešadlom, známe aj ako guľové mlyny s miešadlom, fungujú na základe otáčania hriadeľa s ramenami alebo diskami, ktoré miešajú médium a vstupnú surovinu vo vertikálnej alebo horizontálnej nádrži. Toto miešanie spôsobuje nepretržitú cirkuláciu vstupného materiálu a médií, pričom vznikajú intenzívne strihové a nárazové sily, ktoré materiál rozomelú.
- Mechanizmus účinku: Perlové mlyny sa viac spoliehajú na energiu generovanú pohybom perliček v mlyne, zatiaľ čo atritorové mlyny sa spoliehajú na činnosť rotujúceho hriadeľa s pripojenými ramenami alebo diskami, ktoré miešajú médium a vzorku.
- Veľkosť mlecieho média: Perlové mlyny vo všeobecnosti používajú menšie mlecie médiá v porovnaní s atritorovými mlynmi, čo umožňuje jemnejšiu redukciu veľkosti častíc.
- Veľkosť mlecieho média: Hoci obidva mlyny môžu dosiahnuť disperziu a mletie, perlové mlyny sa častejšie spájajú s disperznými aplikáciami pre nanočastice a jemné chemikálie, zatiaľ čo atritorové mlyny sa často používajú na širší rozsah mletia.
Aké sú rozdiely medzi planetovými guľôčkovými mlynmi a perlovými mlynmi?
Perlové mlyny a planové guľové mlyny sa široko používajú na zmenšovanie veľkosti častíc a dispergáciu materiálov v rôznych priemyselných odvetviach, ale majú odlišné aplikácie založené na princípoch ich fungovania a výsledkoch, ktoré dosahujú.
- Perlové mlyny sa používajú najmä na veľmi jemné mletie a dispergáciu častíc na nano a submikrónovú úroveň. Vynikajú pri spracovaní kvapalných alebo pastovitých materiálov. Planetové guľové mlyny sa používajú na miešanie, homogenizáciu a mletie v širokom rozsahu aplikácií, od mäkkých až po extrémne tvrdé materiály. Sú vhodné pre častice s veľkosťou od niekoľkých mikrometrov až po nanorozmery.
- Perlové mlyny sú obzvlášť účinné pri materiáloch, ktoré sa ťažko melú, vrátane pigmentov, nanočastíc a farmaceutických zlúčenín. Planetárne guľové mlyny sú univerzálne, umožňujú suché, mokré a dokonca aj kryogénne mletie. Používajú sa v oblastiach, ako je materiálová veda, metalurgia, farmaceutický priemysel a chémia, na prípravu vzoriek a výskum.
- Materiálové podmienky: Perlové mlyny sú vhodnejšie pre kvapalné alebo polotekuté materiály, vďaka čomu sú vhodné na mokré mletie. Na druhej strane, planetové guľové mlyny sú univerzálne, zvládajú suché, mokré alebo dokonca kryogénne materiály.
Planetové guľové mlyny, oscilačné mlyny MM 500 nano a MM 500 control, ako aj vysoko výkonný guľový mlyn Emax ponúkajú v porovnaní s perlovými mlynmi väčšiu všestrannosť. Všetky tieto mlyny sú vhodné na suché aj mokré mletie. Na rozdiel od perlových mlynov môžu guľôvé mlyny RETSCH spracúvať aj väčšie kusy vzoriek pomocou väčších mlecích guliek. Namiesto miešania zmesi kvapaliny a perličok zabezpečuje pohyb mlecích nádob v týchto mlynoch vynikajúcu cirkuláciu perličok, čo vedie k mimoriadne jemným výsledkom mletia. Planetové guľôvé mlyny RETSCH, MM 500 nano a MM 500 control a Emax možno preto považovať za alternatívu k tradičným perlovým mlynom.
Narušenie buniek a biologické vzorky
naše riešenia pre vašu aplikáciu
Oscilačný mlyn MM 400 - narušenie kvasinkových buniek*
*Video ukazuje predchádzajúci model s identickým funkčným princípom.
Čo je to perlové mletie?
Tým, že oscilačný mlyn MM 500 vario akceptuje až päťdesiat 2 ml jednorazových fľaštičiek, účinne zvyšuje priepustnosť vzoriek.
Bunky Phaeodactylum tricornutum pred (vľavo) a po narušenie buniek (vpravo) pomocou oscilačného mlynčeka MM 400 v kombinácii s adaptérom Falcon tube.
Čo je to perlové mletie? PRÍSLUŠENSTVO PRE MM 400
Mlecie nádoby zo 7 rôznych materiálov
- Menovitý objem skrutkovacích nádob na mletie sa pohybuje od 1,5 ml do 50 ml.
- K dispozícii sú materiály ako kalená oceľ, nehrdzavejúca oceľ, achát, karbid volfrámu, oxid zirkónia a PTFE, ktoré zabezpečujú prípravu vzoriek bez kontaminácie.
- Transparentné mlecie nádoby z PMMA sa používajú na in-situ spektroskopiu RAMAN, ale umožňujú aj aplikácie s fotochemickými reakciami. Okrem toho sú odolné voči rôznym chemikáliám.
- Nádoby je možné používať s predchodcom modelu MM 400, rovnako ako sú staršie modely nádob kompatibilné s najnovším modelom oscilačného mlyna.
ADAPTÉRY PRE JEDNORÁZOVÉ AMPULKY
- V MM 400 možno použiť adaptéry pre jednorazové fľaštičky s objemom 0,5/1,5/2/5 ml.
- Pre väčšie množstvá vzoriek, napr. na extrakciu proteínov, sú k dispozícii adaptéry pre 50 ml kónické centrifugačné skúmavky alebo 30 ml fľaše so širokým hrdlom.
Adaptéry na zvýšenie priepustnosti vzoriek
- MM 400 môže byť vybavený adaptérmi, do ktorých sa zmestia štyri 5 ml mlecie nádoby z nehrdzavejúcej ocele, čo umožňuje súčasné rozprašovanie maximálne 8 vzoriek.
- Táto zvýšená priepustnosť je výhodná najmä pre mechanochemické aplikácie.
Regulácia teploty v perlových mlynoch
Vysoko účinný chladiaci systém v modeli Emax
Vývoj vysokovýkonného guľového mlyna predstavuje významnú výzvu v oblasti regulácie teploty, pretože intenzívna energia potrebná na zmenšenie veľkosti vytvára v mlecej nádobe značné množstvo tepla. Spoločnosť RETSCH tento problém vyriešila pomocou nového systému vodného chladenia integrovaného do mlyna. Vďaka tomu mlyn Emax zvyčajne nevyžaduje chladiace prestávky, ktoré sú bežné pri dlhodobých procesoch využívajúcich tradičné guľové mlyny, a to ani pri znížených otáčkach. V mlynoch Emax chladiaci systém účinne znižuje teplotu mlecích nádob prostredníctvom držiakov nádob. Táto metóda je vysoko účinná, pretože voda odvádza teplo ľahšie ako vzduch. Používatelia majú možnosť vybrať si z troch režimov chladenia: okrem zabudovaného chladenia možno mlyn pripojiť k chladiacemu zariadeniu alebo priamo k vodovodnému kohútiku, aby sa teplota ešte viac znížila. Chladiace zariadenie nastavené na 4 °C je najlepšou voľbou na zabezpečenie okolitej teploty počas mokrého mletia, keď sa mlyn Emax používa ako perlový mlyn.
Inovatívny systém chladenia v MM 500 control
MM 500 control je laboratórný guľový mlyn s veľkou energiou, ktorý možno použiť na suché, mokré a kryogénne mletie s frekvenciou až 30 Hz. Jedná sa o prvý oscilačná mlyn na trhu, ktorý umožňuje sledovať a riadiť teplotu procesu mletia.
Možnosť pokryť teplotný rozsah od -100 do 100°C umožňuje maximálnu flexibilitu. Mlyn je možné prevádzkovať s rôznymi tepelnými kvapalinami, čo umožňuje použitie rôznych temperovacích zariadení pre chladenie alebo zahrievanie. Ak je pre chladenie zvolený kvapalný dusík, musia byť mlyn vybavený voliteľne dostupným prídavným zariadením cryoPad. Inovatívna technológia cryoPad umožňuje zvoliť a riadiť konkrétne teplotu chladenia v rozmedzí od - 100 do 0°C pre proces mletia.
Pri mletí s perlami a mokrom mletí sa odporúča použiť externé chladiace zariadenie nastavené na 4 °C, aby sa účinne ochladili bunkové suspenzie a účinne odvádzalo teplo z mokrého mletia.
Regulácia teploty na základe tepelných dosiek
Chladenie a zahrievanie materiálu vzorky je realizované pomocou patentovaného konceptu tepelných dosiek, vďaka čomu je chladenie vzorky vykonávané napr. otvorenými kúpeľmi s kvapalným dusíkom alebo zastaralo pomocou suchého ľadu. Pre temperovanie sa mlecej nádoby jednoducho umiestni na tepelnú dosku. Keď sa mlecie nádoby dostanú do kontaktu s tepelnými doskami, teplo sa efektívne prenáša z nádob alebo do nádob cez temperovacie zariadenie. Patentovaný hermeticky uzavretý design kvapaliny umožňuje prevádzkovať mlyn s rôznymi tepelnými kvapalinami, čo zaisťuje flexibilné a bezpečnú reguláciu teploty a vyžaduje pre užívateľov len minimálne úsilie. V závislosti na vytvorenom prevádzkovom nastavení je možné teplotu tepelných dosiek nastaviť v rozmedzí od -100 do +100°C.
Viackomorové nádoby a adaptér v mlyne MM 500 control (perlový mlyn)
Súčasné spracovanie niekoľkých malých vzoriek je možné pomocou viacdutinových nádob a adaptéra pre reakčné liekovky. To je typická požiadavka napríklad pre farmaceutické, chemické a biochemické aplikácie. Nádoby s malými dutinami poskytujú nové príležitosti pre aktivity mechanochemického výskumu zahŕňajúce malé množstvo chemikálií.
Dutiny v nádobách majú oválny tvar, ktorý zaisťuje efektívne miešanie. Nalievacie pomôcky umožňujú bezpečnú manipuláciu so vzorkami. Nádoby s viacerými dutinami sú vyrobené z nerezovej ocele, čím zaisťujú efektívny prenos tepla do alebo zo vzorky.
Adaptér pojme až 18 jednorazových reakčných liekoviek s objemom 1,5 alebo 2,0 ml (napr. fľaštičky Eppendorf) alebo deväť oceľových skúmaviek s objemom 2,0 ml. Oscilačný mlyn MM 500 Control teraz môže so svojimi dvoma mlecími stanicami spracovať až 36 vzoriek v jednom pracovnom cykle. Pokiaľ je potrebné vzorky zmraziť alebo zahriať, je potrebné použiť 2,0 ml oceľovej skúmavky, pretože polymérne reakčné nádoby nemôžu odolať mechanickému zaťaženiu pri extrémnych teplotách. Adaptér je vyrobený z hliníka, takže teplo je účinne prenášané do a z reakčných trubíc.
Viacdutinové nádoby 4 x 10 ml a 2 x 25 ml, vyrobené z nerezovej ocele, vr. pomôcky na nalievanie PTFE.
Adaptér pro 18 x 2 ml bezpečnostných fľaštičiek alebo 9 x 2 ml ocelových zkumakov, vyrobený z hliníka
Prístroje RETSCH sú používané vo vede a priemysle na prípravu vzoriek pre širokú škálu rôznych analytických metód, taktiež pre meranie veľkosti častíc pri výrobnom procese a kontrole kvality.
Súčasťou výkonného výskumu a vývoja je vždy snaha o nájdenie riešení vhodných pre zákazníkov aj pre príslušný segment trhu a systematická implementácia nových riešení do výrobkov a služieb, založená na citáte Aristotela:
Kontaktujte nás pre bezplatnú konzultáciu
Produkty a služby spoločnosti RETSCH sú dostupné prostredníctvom globálnej siete dcérskych spoločností a plne vyškolených distribútorov. Naši pracovníci vám radi pomôžu s akýmkoľvek dopytom, ktorý by ste mohli mať.
Bead Mill - FAQ
Môžu sa guľové mlyny RETSCH považovať za perlové mlyny?
Áno, keďže rôzne guľôčkové mlyny pracujú tak, že v kvapaline miešajú malé perličky, aby sa minimalizovala veľkosť častíc vzorky alebo aby sa narušili bunky, mlyny RETSCH možno považovať za perlové mlyny. Pre oscilačné mlyny ponúka spoločnosť RETSCH špeciálne adaptéry určené na perlové mletie a rozrušovanie buniek.
Je pre perlové mlyny dôležité chladenie?
Áno, chladenie je pre perlové mlyny rozhodujúce, aby sa zabezpečila dobrá viskozita a teplota okolia, aby sa látky citlivé na teplotu neodparovali alebo nedegradovali.