प्रयोगशाला परिसंचरण के साथ ग्रहणीय मिश्रण बॉल मिल, उच्च-ऊर्जा जल-शीतन

1. मूल अवधारणा: एक हाइब्रिड "ग्रहों का मिश्रण" तंत्र

"ग्रहों का मिश्रण" शब्द संभवतः दो उन्नत उत्तेजना सिद्धांतों में से एक को संदर्भित करता है:

विकल्प ए: स्टिरर की ग्रहों की गति:

एकल केंद्रीय स्टिरर के बजाय, कई मिश्रण भुजाएँ एक घूर्णन प्लेट पर लगाई जाती हैं (जैसे सूर्य के चारों ओर ग्रह)। प्रत्येक स्टिरर भी अपनी धुरी पर घूमता है। यह पीसने वाले कक्ष के अंदर एक अविश्वसनीय रूप से जटिल और समान प्रवाह पैटर्न बनाता है, जिससे कोई स्थिर क्षेत्र नहीं बनता है और प्रत्येक कण समान प्रसंस्करण के अधीन होता है।

विकल्प बी: उच्च गति वाले ग्रहों की कतरनी:

यह प्रणाली पीसने वाले माध्यम और घोल का एक "ग्रहों का" प्रवाह उत्पन्न करती है - एक अराजक, भंवर जैसी गति - एक अत्यंत उच्च गति वाले एजिटेटर डिज़ाइन के माध्यम से, एक स्थिर कक्ष के भीतर एक ग्रहों की बॉल मिल के उच्च-ऊर्जा प्रभाव की नकल करती है।

परिणाम: यह तंत्र कहीं अधिक ऊर्जा इनपुट और एकरूपता एक साधारण ऊर्ध्वाधर स्टिरर की तुलना में, जिससे अधिक कुशल आकार में कमी और मिश्रण होता है।

2. मुख्य सिस्टम विशेषताएं

ए) प्रयोगशाला परिसंचरण प्रणाली

कार्य: घोल को लगातार पीसने वाले कक्ष से बाहर पंप किया जाता है, एक हीट एक्सचेंजर (ठंडा करने के लिए) से गुजारा जाता है, और कक्ष में वापस कर दिया जाता है। यह एक बंद-लूप, निरंतर प्रक्रिया बनाता है।

लाभ:

• अत्यधिक एकरूपता: निरंतर परिसंचरण यह सुनिश्चित करता है कि घोल का हर हिस्सा उच्च-कतरनी क्षेत्र से कई बार गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप संकीर्ण कण आकार वितरण होता है।
• सटीक नमूनाकरण: पीसने की प्रगति की वास्तविक समय में निगरानी के लिए परिसंचरण लाइन से नमूने लिए जा सकते हैं, बिना प्रक्रिया को रोके।
• स्केलेबिलिटी: परिसंचरण मिलिंग प्रयोगशाला से उत्पादन मात्रा तक अत्यधिक स्केलेबल है।

बी) उच्च-ऊर्जा जल-शीतित जैकेट

कार्य: पीसने वाले कक्ष को एक जैकेट से घेर लिया जाता है जिसके माध्यम से तापमान-नियंत्रित पानी (या शीतलक) प्रसारित होता है।

आवश्यकता: "उच्च-ऊर्जा" पीसने की प्रक्रिया घर्षण और प्रभाव के कारण महत्वपूर्ण गर्मी उत्पन्न करती है। यह गर्मी गर्मी के प्रति संवेदनशील सामग्रियों (जैसे, फार्मास्यूटिकल्स, पॉलिमर, कुछ रसायन) को खराब कर सकती है और महीन कणों के अवांछित जमाव का कारण बन सकती है।

लाभ:

• तापमान नियंत्रण: पूरी प्रक्रिया के दौरान एक स्थिर, कम तापमान बनाए रखता है।
• नमूना अखंडता की रक्षा करता है: जैविक नमूनों, तापमान-संवेदनशील यौगिकों के लिए आवश्यक है, और विलायक वाष्पीकरण को रोकने के लिए।
• लंबे समय तक पीसने के समय को सक्षम बनाता है: थर्मल क्षति के बिना नैनो-स्केल बारीकी प्राप्त करने के लिए आवश्यक विस्तारित मिलिंग चक्रों की अनुमति देता है।

सी) पीसने और मिश्रण के लिए ऊर्ध्वाधर एजिटेटर

कार्य: एक केंद्रीय रूप से लगाया गया, भारी-भरकम एजिटेटर शाफ्ट विशेष डिस्क या पिन के साथ पीसने वाले कक्ष में विस्तारित होता है। यह पीसने वाले माध्यम (जैसे, 0.1-1.0 मिमी ज़िरकोनिया मोती) और नमूने को द्रवीभूत करने के लिए जिम्मेदार है।

लाभ:

• एक साथ पीसना और मिश्रण: यह न केवल कण आकार को कम करता है बल्कि एक ही चरण में विभिन्न घटकों को पूरी तरह से समरूप भी बनाता है।
• उच्च कतरनी दक्षता: ऊर्ध्वाधर डिजाइन और एजिटेटर ज्यामिति पीसने वाले मोतियों के बीच अधिकतम कतरनी और प्रभाव बलों को बनाने के लिए अनुकूलित हैं।

3. तकनीकी कार्यप्रवाह

1. लोडिंग: पीसने वाले माध्यम, नमूना और विलायक (गीली पीसने के लिए) कक्ष में लोड किए जाते हैं।
2. सीलिंग और परिसंचरण: सिस्टम को सील कर दिया जाता है, और परिसंचरण पंप शुरू हो जाता है।
3. शीतलन: वांछित तापमान सेट करने के लिए जल-शीतलन प्रणाली सक्रिय हो जाती है।
4. प्रसंस्करण: ग्रहों के मिश्रण तंत्र को उच्च गति पर लगाया जाता है। घोल लगातार उच्च-कतरनी क्षेत्र और शीतलन लूप से गुजरता है।
5. निगरानी और समापन: प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि लक्ष्य कण आकार प्राप्त नहीं हो जाता, जिसकी निगरानी परिसंचरण लाइन का नमूना लेकर की जा सकती है। अंत में, उत्पाद को छुट्टी दे दी जाती है, अक्सर एक छलनी के माध्यम से जो पीसने वाले माध्यम को अलग करता है।

4. लाभ सारांश

• अद्वितीय बारीकी और एकरूपता: बहुत संकीर्ण आकार वितरण के साथ वास्तविक नैनो-स्केल कणों (<100 एनएम) को प्राप्त करने में सक्षम।
• बेहतर प्रक्रिया नियंत्रण: तापमान, कतरनी बल और निवास समय पर सटीक नियंत्रण असाधारण बैच-से-बैच प्रजनन क्षमता सुनिश्चित करता है।
• गर्मी के प्रति संवेदनशील सामग्रियों के लिए आदर्श: जल-शीतलन प्रणाली फार्मास्यूटिकल्स और जैव प्रौद्योगिकी में उन्नत अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
• उच्च दक्षता: उच्च-ऊर्जा मिश्रण और परिसंचरण का संयोजन पारंपरिक तरीकों की तुलना में प्रसंस्करण समय को काफी कम करता है।

5. विशिष्ट अनुप्रयोग

यह प्रणाली सबसे अधिक मांग वाले आर एंड डी और छोटे पैमाने के उत्पादन कार्यों के लिए डिज़ाइन की गई है:

• नैनो-स्याही और वर्णक: इलेक्ट्रॉनिक्स और कोटिंग्स के लिए स्थिर, उच्च-प्रदर्शन नैनो-वर्णक फैलाव का उत्पादन।
• उन्नत बैटरी घोल: इलेक्ट्रोड सामग्री (कैथोड/एनोड) को पीसना और मिलाना पूरी तरह से सजातीय, अल्ट्रा-फाइन कोटिंग्स प्राप्त करने के लिए।
• फार्मास्युटिकल नैनोसस्पेंशन: इंजेक्शन योग्य या मौखिक दवा योगों का निर्माण जहां कण आकार और स्थिरता प्रभावकारिता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
• उच्च-अंत सिरेमिक: तकनीकी सिरेमिक के लिए अल्ट्रा-फाइन, एगलोमरेट-मुक्त सिरेमिक पाउडर तैयार करना।
• सौंदर्य प्रसाधन: लोशन और क्रीम के लिए सुपर-स्मूथ, स्थिर नैनो-इमल्शन और फैलाव बनाना।