So erreichen Sie mit Ihrer Mühle oder Mühle eine konstante Partikelgröße und -dispersion

Angelo DePalma ist ein freiberuflicher Autor und lebt in Newton, New Jersey. Sie erreichen ihn unter [email protected].

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Konsistenz ist das Lebenselixier der Laborarbeit. Ein konsistenter Prozess oder Betrieb ist vorhersehbar, gut kontrolliert und für die Fehlerbehebung geeignet, wenn etwas schief geht. Mehr Produkte, als man sich vorstellen kann, hängen von der konsequenten Pulverisierung, Mikronisierung oder Partikelgrößenreduzierung der Rohstoffe ab, gefolgt von ihrer gleichmäßigen Verteilung in der Produktmatrix.

Laut Andreas Stummer, Business Line Manager für Dispersion bei BYK-Gardner (Columbia, MD), ist die Probenviskosität einer der Hauptfaktoren, die die Konsistenz bei der Partikelgrößenreduzierung und -dispersion beeinflussen. „Wie sich das Material durch die Mühle bewegt und wie leicht es sich letztendlich im formulierten Produkt verteilt, ist entscheidend für die Erzielung konsistenter Mahlergebnisse. Weitere Faktoren sind die Mahlperlengröße, das Perlenfüllverhältnis, das Perlenmaterial, die Art der Perlenmühle und die Verweilzeit innerhalb der Mühle. Das Kerngeschäft von BYK umfasst eine Vielzahl von Mahl- und Dispergieranwendungen mit Spezialisierung auf Farben, Pigmente und Tinten. Das Unternehmen vertreibt horizontale und vertikale Perlmühlen, Korbmühlen sowie Instrumente zur Messung von Temperatur, Farbe und anderen Eigenschaften von Rohstoffen und Endprodukten. BYK unterhält außerdem ein hochmodernes Testlabor in Wallingford, CT, wo es potenziellen Kunden Vorführungen und Probeläufe bietet.

Die Temperatur beeinflusst die Produktqualität aufgrund der erheblichen mechanischen Energie, die in allen Phasen des Mahlens aufgebracht wird. Im Einklang mit dem Gedanken der Konsistenz sollte das Mahlen bei einer gleichmäßigen Temperatur erfolgen, die eine effiziente Partikelgrößenreduzierung gewährleistet und das Produkt nicht beeinträchtigt. Biologische Proben, insbesondere tierische Gewebe, können anfällig für Hitzeschäden sein. „Wir nutzen verschiedene Methoden zur Temperaturkontrolle“, sagt Stummer. „Unsere Korbmühlen zum Beispiel sind doppelwandig ummantelt, um eine Wasserkühlung zu ermöglichen.“

Die Mahlzeit ist ein weiterer Faktor. Benutzer sollten darauf achten, jeden Schritt mit Probenkontakt zeitlich zu planen. Das Fräsen oder Schleifen umfasst typischerweise mehrere Schritte. Pigmente liegen typischerweise als Agglomerate vor, die aus heterogenen Partikeln bestehen, die durch chemische, mechanische und schwache Anziehungskräfte zusammengehalten werden. Diese werden zunächst benetzt und dann durch einfache Scherkräfte (z. B. eine Mahlscheibe) in einfachere Aggregate zerlegt, bevor es zu einer starken Partikelgrößenreduzierung kommen kann. Beim Mahlen werden diese zu Primärpartikeln – dem Produkt – reduziert, die ihrerseits zur Aggregation neigen. Sobald sich Primärpartikel bilden, sind Zusätze erforderlich, um sie in der Schwebe zu halten. „Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Ziel die Reduzierung der Partikelgröße und nicht die Partikelzerstörung ist“, sagt Stummer.

Weitere Faktoren, die beim ersten Vordispergierungsschritt zu berücksichtigen sind, sind die Geometrien der Schaufel und des Mahlbehälters. Die Probengröße sollte auch für das Gefäßvolumen geeignet sein. Betreiber haben mehrere Workarounds für suboptimale Kombinationen der oben genannten; zum Beispiel die Möglichkeit, Additive zur Verbesserung der Benetzung und Dispergierung sowie zur Hemmung der Ausflockung einzusetzen.

Es gibt viele Möglichkeiten, hochreine chemische oder biologische Proben für die Extraktion zu mahlen. Michael Steinert, Produktmarketingmanager für Biowissenschaften bei Cole-Parmer (Vernon Hills, IL), empfiehlt Käufern, sich zu vergewissern, dass die Proben mit der von Ihnen in Betracht gezogenen Mühle kompatibel sind. „Für kleinere Proben reicht eine einfache Tischmühle oder sogar eine kleine handbetriebene Lösung aus. Für eine größere Materialkapazität ist eine Glasmühle normalerweise die effizienteste Lösung.“ Cole-Parmer bietet unter anderem Gefäßmühlen an, die harte Medien zum Pulverisieren von Proben verwenden. Während sich das Gefäß dreht, werden die Partikel zu feinem Pulver zerkleinert.

„Es sollte nicht schwierig sein, eine mit Ihren Proben kompatible Gefäßmühle zu finden, aber Sie müssen sicherstellen, dass die Mahlkörper und das Gefäß kompatibel sind“, fügt Steinert hinzu. „Wenn Sie Edelstahlkugeln verwenden, sollten Sie Edelstahlgläser verwenden, die es in vielen Größen gibt. Die Glasmühle eignet sich nicht nur für große Mengen, sondern auch für kleinere Chargen, da das Glas nicht gefüllt werden muss.“ Handlungsfähigkeit.“

Für gleichmäßige Partikelgrößen empfiehlt Steinert den Einsatz einer Siebmaschine mit entsprechenden Siebgrößen. „Dadurch wird die größtmögliche Konsistenz gewährleistet und auch, dass Sie nur die Partikel verwenden, die für Ihre Anwendung erforderlich sind. Stellen Sie jedoch bei der von Ihnen gewählten Option sicher, dass sie die Kriterien hinsichtlich Partikelgröße, Genauigkeit, Chemikalien-/Härtekompatibilität und Charge erfüllt.“ Größe."

„Es gibt viele Möglichkeiten, eine konsequente Partikelgrößenreduzierung zu erreichen“, sagt Stummer. „Es ist natürlich möglich, dass etwas schiefgeht, aber viele dieser Optionen führen zum Erfolg.“