Il mulino a sfere planetario PM 300 è un modello da banco potente ed ergonomico con due stazioni di macinazione per giare di volume fino a 500 ml. Questa configurazione consente di elaborare fino a 2 x 220 ml di campione per lotto. Grazie alla velocità massima di 800 giri/min, le forze centrifughe estremamente elevate dei mulini a sfere planetari determinano un'energia di polverizzazione molto elevata e quindi tempi di macinazione brevi.
Il mulino planetario PM 300 è ideale per quasi tutti i settori industriali in cui il processo di controllo qualità richiede i massimi requisiti di purezza, velocità, finezza e riproducibilità. Grazie al suo enorme apporto energetico, fino a 64,4 volte l'accelerazione di gravità, questo mulino risulta la scelta perfetta per le attività di ricerca come la meccanochimica (meccano-sintesi, leghe meccaniche e meccano-catalisi) o per la macinazione colloidale ultra-fine su scala nanometrica.
Una maneggevolezza particolarmente ergonomica che permette di ottenere le stesse finezze fino alla gamma nanometrica.
Il funzionamento dei mulini a sfere planetari RETSCH è particolarmente sicuro. Sono dotati di un robusto cursore di sicurezza che assicura che il mulino possa essere avviato solo dopo che la giara di macinazione sia stata fissata saldamente con un dispositivo di bloccaggio. Il dispositivo di bloccaggio auto azionato assicura che la giara sia posizionata correttamente e in modo sicuro. Questo sistema meccanico e collaudato è meno soggetto a guasti rispetto alle soluzioni elettroniche, in quanto l'utente ha pieno accesso al campione in qualsiasi momento. Per esempio, quando il sistema elettronico si guasta, non è possibile sbloccare le giare. Una caratteristica di sicurezza unica del PM 300 è un segnale acustico e una notifica sul display quando l'unità di serraggio è stata fissata con la forza richiesta di 25 Nm. Questa peculiarità è particolarmente utile quando la macchina viene utilizzata nella gamma di velocità superiore tra 600 e 800 giri/min.
La macinazione ad umido viene utilizzata per ottenere particelle di dimensioni inferiori a 5 µm, poiché le particelle piccole tendono a caricarsi sulla superficie e ad agglomerarsi, rendendo difficile un'ulteriore macinazione a secco. Aggiungendo un liquido o un disperdente, le particelle possono essere tenute separate.
Per produrre particelle molto fini di 100 nm o minori (macinazione su scala nanometrica) mediante macinazione ad umido, è necessario l'attrito piuttosto che l'impatto. Ciò si ottiene utilizzando un gran numero di piccole sfere di macinazione che hanno un'ampia superficie e molti punti di attrito. Il livello ideale di riempimento della giara di macinazione dovrebbe essere costituito per il 60% da piccole sfere di macinazione.
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Il video mostra la macinazione ad umido nel Mulino Planetario PM 100.
Il grafico mostra il risultato della polverizzazione del biossido di titanio (TiO2) a 650 giri/min e 800 giri/min nel PM 300 e il tempo netto di lavorazione. Con l'apporto di energia più elevato a 800 giri/min, la dimensione delle particelle diminuisce più rapidamente. Tuttavia, occorre considerare anche i maggiori effetti di riscaldamento a 800 giri/min, i quali potrebbero rendere necessarie interruzioni più lunghe.
Tempo netto di lavorazione del biossido di titanio con sfere di macinazione da 0,1 mm in soluzione di fosfato di sodio
I mulini a sfere planetari RETSCH sono perfettamente adatti a processi come la legatura meccanica o la meccano-sintesi. Per la maggior parte dei metalli duttili, il rapporto di velocità di 1:-2 tra la giara e la ruota solare dei modelli PM 100 e PM 200 è del tutto adeguato, in quanto la carica di sfere produce un'energia d'impatto sufficiente a consentire la formazione di una lega. Tuttavia, per i materiali duri e fragili è necessaria un'energia maggiore. In questo caso è possibile utilizzare il modello PM 400 MA con un rapporto di velocità maggiorato di 1:-2,5 o 1:-3.
Il mulino planetario PM 300 lavora con un rapporto di velocità di 1:-2 ma, a differenza di altri modelli, raggiunge fino a 64,4 x l'accelerazione di gravità grazie alla velocità massima di 800 giri/min e alla grande ruota solare. Insieme alla possibilità di utilizzare quattro piccole giare di macinazione impilabili da 12 a 80 ml per operazioni su piccola scala, o due giare fino a 500 ml per operazioni di up-scaling, questo mulino a sfere planetario è molto adatto per le applicazioni di ricerca nel campo della meccanochimica.
Accelerazione ottenibile in diversi mulini a sfere planetari in funzione della velocità impostata
Le prestazioni e i risultati della preparazione dei campioni sono determinati anche dalla scelta della giara di macinazione e della sua carica di sfere. La gamma di giare EasyFit è stata appositamente progettata per condizioni di lavoro estreme, come prove a lungo termine, anche alla velocità massima di 800 giri/min, macinazioni a umido, carichi meccanici elevati e velocità massime, nonché per l'alligazione meccanica. Questa linea di giare di macinazione è adatta a tutti i mulini a sfere planetari RETSCH.
La nuova serie di giare per macinazione EasyFit presenta una struttura sul fondo delle giare da 50-500 ml chiamata Advanced Anti-Twist (AAT). Ciò garantisce che le giare siano fissate saldamente senza il rischio di torsione, anche ad alta velocità, e che l'usura venga drasticamente ridotta. Il bloccaggio sicuro delle giare è molto più semplice: per trovare la posizione di bloccaggio corretta, è necessaria una torsione massima di 60°.
La geometria delle giare EasyFit nei formati da 50 ml e 250 ml è stata ingrandita in diametro e ridotta in altezza rispetto ai precedenti modelli "comfort". Ciò offre due vantaggi: migliori risultati di macinazione e coperchi intercambiabili, poiché le dimensioni del diametro sono solo tre per l'intera gamma delle giare.
Categorie di diametro
Grazie a uno speciale adattatore, lo screening dei co-cristalli può essere effettuato in un mulino a sfere planetario, utilizzando fiale monouso come le fiale in vetro GC da 1,5 ml. L'adattatore è dotato di 24 posizioni disposte in un anello esterno con 16 posizioni e un anello interno con 8 posizioni. L'anello esterno accetta fino a 16 fiale, consentendo di analizzare fino a 64 campioni contemporaneamente quando si usa il mulino a sfere planetario PM 400. Le 8 posizioni dell'anello interno sono adatte per eseguire prove con diversi input di energia, ad esempio per la ricerca sulla meccanosintesi.
Sia il coperchio di aerazione che il GrindControl possono ora essere dotati di inserti di materiali diversi. In questo modo, il coperchio può essere utilizzato, ad esempio, per una giara in acciaio e una in ossido di zirconio, semplicemente sostituendo l'inserto.
Per ottenere risultati di macinazione ottimali, la dimensione della giara deve essere adattata alla quantità di campione da lavorare. Le sfere di macinazione sono idealmente 3 volte più grandi del campione più grande. Seguendo questa regola empirica, il numero di sfere di macinazione per ogni dimensione delle sfere e volume della giara è indicato nella tabella seguente. Per polverizzare, ad esempio, 200 ml di un campione composto da particelle di 7 mm, si consiglia di utilizzare una giara da 500 ml e sfere di macinazione di dimensioni pari o superiori a 20 mm. Secondo la tabella, sono necessarie 25 sfere di macinazione.
| Giara di macinazione volume nominale |
Quantità del campione | Dimensione massima della pezzatura in entrata | Riempimento consigliato di sfere (pezzi) | ||||||
| Ø 5 mm | Ø 7 mm | Ø 10 mm | Ø 15 mm | Ø 20 mm | Ø 30 mm | ||||
| 12 ml | fino a ≤5 ml | <1 mm | 50 | 15 | 5 | - | - | - | |
| 25 ml | fino a ≤10 ml | <1 mm | 95 – 100 | 25 – 30 | 10 | - | - | - | |
| 50 ml | 5 – 20 ml | <3 mm | 200 | 50 – 70 | 20 | 7 | 3 – 4 | - | |
| 80 ml | 10 – 35 ml | <4 mm | 250 – 330 | 70 – 120 | 30 - 40 | 12 | 5 | - | |
| 125 ml | 15 – 50 ml | <4 mm | 500 | 110 – 180 | 50 – 60 | 18 | 7 | - | |
| 250 ml | 25 – 120 ml | <6 mm | 1100 – 1200 | 220 – 350 | 100 – 120 | 35 – 45 | 15 | 5 | |
| 500 ml | 75 – 220 ml | <10 mm | 2000 | 440 – 700 | 200 – 230 | 70 | 25 | 8 | |
Il successo di un processo di polverizzazione in un mulino a sfere planetario dipende dalle impostazioni della macchina, ma anche dal livello di riempimento della giara di macinazione. Il volume utilizzabile delle giare dipende dal tipo di materiale del campione. Il numero di sfere di macinazione indicato nella tabella riflette la quantità minima per giara. Un risultato ancor più performante si ottiene con un numero maggiore di sfere adatte, se indicato. In casi eccezionali, il numero di sfere può essere ridotto di non oltre il 15%; tuttavia, ciò comporterà un aumento dell'usura degli accessori di macinazione.
I mulini a sfere planetari RETSCH sono perfettamente adatti per la riduzione granulometrica di innumerevoli materiali, ad esempio, leghe, bentonite, ossa, fibre di carbonio, catalizzatori, cellulosa, clinker di cemento, ceramica, carbone, prodotti chimici, minerali argillosi, carbone, coke, compost, cemento, rottami elettronici, fibre, vetro, gesso, capelli, idrossiapatite, minerale di ferro, caolino, calcare, ossidi metallici, minerali, vernici e lacche, carta, pigmenti, materiali vegetali, polimeri, quarzo, semi, pietre semipreziose, fanghi di depurazione, scorie, terreni, tessuti, tabacco, campioni di rifiuti, legno, e molti altri ancora!
11 g di campione
Giare di macinazione da 50 ml in carburo di tungsteno
4 sfere di macinazione da 20 mm in carburo di tungsteno
4 min a 400 rpm
85 g di campione
Giare di macinazione da 125 ml in ossido di zirconio
7 sfere in ossido di zirconio da 20 mm
12 min a 500 rpm
100 g di campione + 190 ml di soluzione di fosfato di sodio
Giare per la macinazione dell'ossido di zirconio da 500 ml
1 kg di sfere di macinazione da 2 mm in ossido di zirconio
3:30 min di macinazione netta a 650 giri/min
Le interruzioni di macinazione aiutano a mantenere la temperatura più bassa
125 g di campione
Giare di macinazione in ossido di zirconio da 500 ml
8 sfere in ossido di zirconio da 30 mm
3 min a 350 rpm
| Applicazioni | pulverizing, mixing, homogenizing, colloidal milling, mechanical alloying, mechanochemistry, co-crystal screening |
| Campo di applicazione | Agricoltura, ambientale / riciclo, biologia, chimica, engineering / elettronica, geologia / metallurgia, materiali da costruzione, medicina / farmaceutica, vetro / ceramica |
| Materiale in ingresso | morbido, duro, fragile, fibroso - asciutto o bagnato |
| Principio di macinazione | impatto, frizione |
| Pezzatura materiale in ingresso | < 10 mm |
| Finezza finale* | < 1 micron; in caso di macinazione colloidale < 0.1 micron |
| Dimensione lotto/ Quantità in ingresso*: | max. 2 x 220 ml |
| Numero stazioni di macinazione | 2 |
| Rapporto velocità | 1 : -2 |
| Velocità ruota rotante | 50 - 800 min-1 |
| Diametro effettivo della ruota rotante | 180 mm |
| G-force | 64 g |
| Tipologie giare di macinazione | Coperchi di areazione opzionali, dispositivi di chiusura di sicurezza |
| Materiale degli accessori di macinazione | acciaio inox temprato, carburo di tungsteno, agata, ossido di alluminio sinterizzato, ossido di zirconio |
| Dimensione delle giare di macinazione | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml / 125 ml / 250 ml / 500 ml |
| Giare di macinazione impilabili | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml |
| Adapter for single-use glas vials | 24 x 1.5 ml / 7 x 20 ml |
| Regolazione del tempo di macinazione | digitale, da 00:00:01 a 99:59:59 |
| Intervalli di rotazione | si, con direzione reversibile |
| Tempo di intervallo | 00:00:01 a 99:59:59 |
| Tempo di pausa | 00:00:01 a 99:59:59 |
| Programmi memorizzabili | 12 |
| Programmi a ciclo memorizzabile | 4 |
| MIsurazione dell'energia in ingresso | si |
| Interfaccia | USB, RASPI |
| Guida | motore trifase asincrono con convertitore di frequenza |
| Unità di potenza | 2,5 kW |
| Dati alimentazione elettrica | 200-240 V, 50/60 Hz |
| Potenza connessione | Monofase |
| Codice di protezione | IP 20 |
| Consumo energetico | ~ 3335 VA |
| L x A x P aperto | 745 x 525 x 580 mm |
| Peso netto | ~ 118 kg |
| Standard | CE |
| Brevetto | si |
Le giare di macinazione sono disposte in modo eccentrico sulla ruota solare del mulino planetario. La direzione di movimento della ruota è opposta a quella delle giare di macinazione nel rapporto 1:-2. Le sfere di macinazione collocate nelle giare di macinazione sono soggette a movimenti di rotazione sovrapposti, le cosiddette forze di Coriolis. La differenza di velocità tra le sfere e le giare di macinazione produce un'interazione tra forze d'attrito e d'impatto, che sprigiona elevate energie dinamiche. L'interazione tra queste forze produce l'elevato ed efficace grado di riduzione granulometrica del mulino a sfere planetario.
