Mulino a sfere planetario con circolazione da laboratorio, raffreddamento ad acqua ad alta energia

1. Concetto fondamentale: un meccanismo ibrido di "agitazione planetaria".

Il termine "agitazione planetaria" si riferisce probabilmente a uno dei due principi di agitazione avanzati:

Opzione A: Movimento planetario degli agitatori:

Invece di un unico agitatore centrale, più bracci di agitazione sono montati su una piastra rotante (come i pianeti attorno al sole). Ogni agitatore ruota anche sul proprio asse. Ciò crea uno schema di flusso incredibilmente complesso e uniforme all'interno della camera di macinazione, garantendo che non vi siano zone stagnanti e che ogni particella sia sottoposta alla stessa lavorazione.

Opzione B: Taglio planetario ad alta velocità:

Il sistema genera un flusso "planetario" dei mezzi di macinazione e dei liquami, un movimento caotico simile a un vortice, attraverso un design dell'agitatore ad altissima velocità, imitando l'impatto ad alta energia di un mulino planetario a sfere ma all'interno di una camera stazionaria.

Risultato:Questo meccanismo offreapporto energetico e uniformità molto maggioririspetto ad un semplice agitatore verticale, consentendo una riduzione delle dimensioni e una miscelazione più efficienti.

2. Caratteristiche principali del sistema

A) Sistema di circolazione del laboratorio

Funzione:L'impasto liquido viene continuamente pompato fuori dalla camera di macinazione, fatto passare attraverso uno scambiatore di calore (per il raffreddamento) e restituito alla camera. Ciò crea un processo continuo e a circuito chiuso.

Vantaggi:

• Estrema uniformità:La circolazione continua garantisce che ogni parte del liquame passi più volte attraverso la zona ad alto taglio, ottenendo adistribuzione granulometrica ristretta.
• Campionamento preciso:È possibile prelevare campioni dalla linea di circolazione per monitorare l'avanzamento della macinazione in tempo reale senza interrompere il processo.
• Scalabilità:La fresatura a circolazione è altamente scalabile dal laboratorio ai volumi di produzione.

B) Giacca raffreddata ad acqua ad alta energia

Funzione:La camera di macinazione è circondata da una camicia attraverso la quale circola acqua (o liquido refrigerante) a temperatura controllata.

Necessità:Il processo di macinazione "ad alta energia" genera un notevole calore a causa dell'attrito e dell'impatto. Questo calore può degradare i materiali sensibili al calore (ad esempio, prodotti farmaceutici, polimeri, alcuni prodotti chimici) e causare agglomerazioni indesiderate di particelle fini.

Vantaggi:

• Controllo della temperatura:Mantiene una temperatura costante e bassa durante l'intero processo.
• Protegge l'integrità del campione:Essenziale per campioni biologici, composti sensibili alla temperatura e per prevenire l'evaporazione dei solventi.
• Consente tempi di macinazione più lunghi:Consente cicli di fresatura estesi necessari per ottenere finezza su scala nanometrica senza danni termici.

C) Agitatore Verticale per Macinazione e Miscelazione

Funzione:Un albero agitatore per carichi pesanti montato centralmente con dischi o perni specializzati si estende nella camera di macinazione. È responsabile della fluidificazione dei mezzi di macinazione (ad esempio, sfere di zirconio da 0,1-1,0 mm) e del campione.

Vantaggi:

• Macinazione e miscelazione simultanee:Non solo riduce la dimensione delle particelle, ma omogeneizza perfettamente i diversi componenti in un unico passaggio.
• Elevata efficienza di taglio:Il design verticale e la geometria dell'agitatore sono ottimizzati per creare le massime forze di taglio e impatto tra le sfere di macinazione.

3. Flusso di lavoro tecnico

1. Caricamento:I mezzi di macinazione, il campione e il solvente (per la macinazione a umido) vengono caricati nella camera.
2. Sigillatura e circolazione:Il sistema è sigillato e la pompa di circolazione viene avviata.
3. Raffreddamento:Il sistema di raffreddamento ad acqua viene attivato per impostare la temperatura desiderata.
4. Elaborazione:Il meccanismo di agitazione planetaria è innestato ad alta velocità. Il liquame circola continuamente attraverso la zona ad alto taglio e il circuito di raffreddamento.
5. Monitoraggio e completamento:Il processo continua fino al raggiungimento della dimensione delle particelle target, che può essere monitorata campionando la linea di circolazione. Infine il prodotto viene scaricato, spesso attraverso un setaccio che separa i corpi macinanti.

4. Riepilogo dei vantaggi

• Finezza e uniformità senza pari:In grado di ottenere vere particelle su scala nanometrica (<100 nm) con una distribuzione dimensionale molto stretta.
• Controllo del processo superiore:Controllo preciso sulla temperatura, la forza di taglio e il tempo di permanenza garantisce un'eccezionale riproducibilità batch-to-batch.
• Ideale per materiali sensibili al calore:Il sistema di raffreddamento ad acqua è fondamentale per applicazioni avanzate in prodotti farmaceutici e biotecnologie.
• Alta efficienza:La combinazione di agitazione e circolazione ad alta energia porta a tempi di elaborazione significativamente più brevi rispetto ai metodi convenzionali.

5. Applicazioni tipiche

Questo sistema è progettato per le attività di produzione di R&S e su piccola scala più esigenti:

• Nano-collegamenti e pigmenti:Producendo dispersioni di nano-picmento stabili e ad alte prestazioni per elettronica e rivestimenti.
• Slani avanzati della batteria:Macinazione e miscelazione di materiali per elettrodi (catodi/anodi) per ottenere rivestimenti perfettamente omogenei e ultraini.
• Nanosuscioni farmaceutiche:Produzione di formulazioni di farmaci iniettabili o orali in cui la dimensione e la stabilità delle particelle sono fondamentali per l'efficacia.
• Ceramica di fascia alta:Preparazione di polveri ceramiche ultra-fine e prive di agglomerato per la ceramica tecnica.
• Cosmetici:Creazione di nano-emulsioni e dispersioni super liscia per lozioni e creme.