Планетарный перемешивающий шаровой мельницы с лабораторной циркуляции, высокоэнергетического охлаждения воды

1. Основная концепция: гибридный механизм "планетарного перемешивания"

Термин "планетарное перемешивание", вероятно, относится к одному из двух передовых принципов перемешивания:

Вариант А: Планетарное движение мешалок:

Вместо одной центральной мешалки несколько перемешивающих рычагов монтируются на вращающейся пластине (как планеты вокруг солнца). Каждый перемешиватель также вращается вокруг своей оси. Это создает невероятно сложный и равномерный поток внутри камеры измельчения, обеспечивая отсутствие застойных зон и подвергая каждую частицу одинаковой обработке.

Вариант Б: Высокоскоростной планетарный сдвиг:

Система генерирует "планетарный" поток измельчающей среды и суспензии — хаотичное, вихреобразное движение — посредством конструкции высокоскоростного перемешивающего устройства, имитирующего высокоэнергетическое воздействие планетарной шаровой мельницы, но внутри неподвижной камеры.

Результат: Этот механизм обеспечивает гораздо большую подачу энергии и однородность по сравнению с простой вертикальной мешалкой, что приводит к более эффективному уменьшению размера частиц и смешиванию.

2. Основные особенности системы

A) Лабораторная циркуляционная система

Функция: Суспензия непрерывно выкачивается из камеры измельчения, проходит через теплообменник (для охлаждения) и возвращается в камеру. Это создает замкнутый непрерывный процесс.

Преимущества:

• Экстремальная однородность: Непрерывная циркуляция гарантирует, что каждая часть суспензии проходит через зону высокого сдвига несколько раз, что приводит к узкому распределению частиц по размерам.
• Точный отбор проб: Пробы можно брать из циркуляционной линии для мониторинга процесса измельчения в режиме реального времени, не останавливая процесс.
• Масштабируемость: Циркуляционное измельчение хорошо масштабируется от лабораторных до производственных объемов.

B) Высокоэнергетическая рубашка с водяным охлаждением

Функция: Камера измельчения окружена рубашкой, через которую циркулирует вода (или хладагент) с регулируемой температурой.

Необходимость: Процесс измельчения с "высокой энергией" генерирует значительное количество тепла из-за трения и ударов. Это тепло может ухудшить качество термочувствительных материалов (например, фармацевтических препаратов, полимеров, некоторых химикатов) и вызвать нежелательную агломерацию мелких частиц.

Преимущества:

• Контроль температуры: Поддерживает постоянную низкую температуру в течение всего процесса.
• Защищает целостность образца: Необходим для биологических образцов, термочувствительных соединений и для предотвращения испарения растворителя.
• Обеспечивает более длительное время измельчения: Позволяет проводить расширенные циклы измельчения, необходимые для достижения наноразмерной тонкости без термического повреждения.

C) Вертикальный смеситель для измельчения и смешивания

Функция: Центрально установленный сверхмощный вал мешалки со специализированными дисками или штифтами входит в камеру измельчения. Он отвечает за разжижение измельчающей среды (например, шариков из диоксида циркония размером 0,1–1,0 мм) и образца.

Преимущества:

• Одновременное измельчение и смешивание: Он не только уменьшает размер частиц, но и идеально гомогенизирует различные компоненты за один шаг.
• Высокая эффективность сдвига: Вертикальная конструкция и геометрия мешалки оптимизированы для создания максимальных сил сдвига и удара между измельчающими шариками.

3. Технологический процесс

1. Загрузка: Измельчающая среда, образец и растворитель (для мокрого измельчения) загружаются в камеру.
2. Герметизация и циркуляция: Система герметизируется, и запускается циркуляционный насос.
3. Охлаждение: Активируется система водяного охлаждения для установки желаемой температуры.
4. Обработка: Механизм планетарного перемешивания включается на высокой скорости. Суспензия непрерывно циркулирует через зону высокого сдвига и контур охлаждения.
5. Мониторинг и завершение: Процесс продолжается до достижения целевого размера частиц, который можно контролировать путем отбора проб из циркуляционной линии. Наконец, продукт выгружается, часто через сито, которое отделяет измельчающую среду.

4. Краткое описание преимуществ

• Непревзойденная тонкость и однородность: Способен достигать истинных наноразмерных частиц (<100 нм) с очень узким распределением по размерам.
• Превосходный контроль процесса: Точный контроль температуры, силы сдвига и времени пребывания обеспечивает исключительную воспроизводимость от партии к партии.
• Идеально подходит для термочувствительных материалов: Система водяного охлаждения имеет решающее значение для передовых применений в фармацевтике и биотехнологии.
• Высокая эффективность: Сочетание высокоэнергетического перемешивания и циркуляции приводит к значительно более короткому времени обработки по сравнению с обычными методами.

5. Типичные области применения

Эта система предназначена для самых требовательных задач НИОКР и мелкосерийного производства:

• Наночернила и пигменты: Производство стабильных, высокоэффективных нанодисперсий пигментов для электроники и покрытий.
• Передовые суспензии для аккумуляторов: Измельчение и смешивание материалов электродов (катодов/анодов) для получения идеально однородных ультратонких покрытий.
• Фармацевтические наносуспензии: Производство инъекционных или пероральных лекарственных форм, где размер частиц и стабильность имеют решающее значение для эффективности.
• Высококачественная керамика: Приготовление ультратонких порошков керамики, не содержащих агломератов, для технической керамики.
• Косметика: Создание сверхгладких, стабильных наноэмульсий и дисперсий для лосьонов и кремов.