Murskausperiaatteet

Käytetty mylly määrää paitsi jauhatusperiaatteen myös saavutettavan hiukkasmuodon, lopullisen hienouden ja läpimenon. Huono myllyvalinta voi johtaa liialliseen kulumiseen, lämmöntuotantoon tai riittämättömään homogenisaatioon. Tärymyllyt yhdistävät isku- ja kitkavoimat ja sopivat pienille näytteille sekä kuiva-, märkä- tai kryogeeniseen jauhatukseen. Kryogeenisessä myllyssä materiaalia jäähdytetään jatkuvasti nestemäisellä typellä, mikä tekee siitä haurasta ja säilyttää haihtuvat komponentit. Leikkausmyllyt sopivat ihanteellisesti kuitu- tai elastisille materiaaleille ja tuottavat määriteltyjä hiukkaskokoja, kun taas leukamurskaimet tai keskipakomurskaimet soveltuvat suurten, kovien kokkareiden esimurskaamiseen. Useiden myllytyyppien harkittu yhdistelmä varmistaa, että materiaali käsitellään tehokkaasti ja hellävaraisesti ja että myöhemmät analyysi- tai tuotantovaiheet antavat luotettavia tuloksia.

Puristusjännitys on yksi vanhimmista murskausperiaatteista. Materiaalia puristetaan kahden kiinteän tai liikkuvan pinnan välissä, kunnes se ylittää sisäisen lujuutensa ja murtuu. Tyypilliset koneet, kuten leukamurskaimet tai valssimurskaimet, toimivat tällä periaatteella: Näytteet syötetään kapeaan rakoon ja murskataan mekaanisella paineella. Tämä menetelmä on erityisen tehokas koville ja hauraille näytteille, kuten malmeille tai kiville, jotka murtuvat suhteellisen spontaanisti paineen alaisena. Esimurskaimissa, kuten karamurskaimissa, epäkeskisesti asennettu murskauskartio varmistaa tasaisen jännityksen ja suuren läpimenon. Puristusperiaate sopii vähemmän sitkeille ja elastisille materiaaleille, koska ne yleensä muotoutuvat murskaamisen sijaan. Tätä menetelmää käytettäessä on tärkeää varmistaa, että materiaali syötetään tasaisesti, jotta vältetään siltautuminen ja epätasainen hiukkaskokojakauma.

Iskujauhatuksessa näyte saatetaan kosketuksiin kiinteän pinnan kanssa suurella nopeudella. Kiihdytetyt hiukkaset osuvat iskupintoihin tai hiomatyökaluihin ja rikkoutuvat syntyvien iskuvoimien vuoksi. Kuulamyllyn, vasaramyllyn ja suihkumyllyn käyttö perustuu tähän periaatteeseen, jossa syntyy lukuisia iskuja nopeiden kiertojen tai ilmavirtausten avulla. Se soveltuu erityisesti koville, hauraille ja kiteisille materiaaleille, jotka hajoavat iskun vaikutuksesta hienommiksi hiukkasiksi. Tärymyllyissä tämä periaate yhdistetään kitkaan pienten näytteiden tehokkaaseen homogenisointiin; ne soveltuvat jopa kuiva-, märkä- ja kryogeeniseen jauhamiseen. Lopullinen hienous riippuu iskunopeudesta, jauhatustyökalujen geometriasta ja jauhatusprosessista. Iskujauhatus voi tuottaa lämpöä, joten riittävä jäähdytys on suositeltavaa lämpötilaherkille näytteille tai haihtuvia komponentteja sisältäville materiaaleille.

Kitkajauhatus perustuu jauhatustyökalun pinnan liikkeeseen näytteeseen nähden, mikä synnyttää kitkavoimia näiden kahden välille. Kiinteät hiukkaset olennaisesti hiotaan; puristus- ja leikkausvoimat vaikuttavat samanaikaisesti. Levymyllyt ja jauhatuslevyt hyödyntävät tätä liukuvaa kitkaa pehmeiden ja keskikovien materiaalien jauhamiseen tai homogenisointiin. Lämmöntuotto on tyypillisesti suurempaa kuin puristus- tai leikkaavassa jauhatuksessa, koska energiaa muuttuu jatkuvasti lämmöksi liukumisliikkeen aikana. Siksi näytteet, joilla on alhainen sulamispiste tai lämpöherkät komponentit, tulisi joko jauhaa hitaasti tai esijäähdyttää. Kitkajauhatus sopii hyvin silloin, kun tarvitaan tasainen hiukkaskokojakauma ja erittäin hieno lopullinen hiukkaskoko, esimerkiksi analyyttisten määritysten jauheiden valmistuksessa. Monissa myllyissä kitkaa käytetään yhdessä isku- tai leikkausvoimien kanssa tehokkaamman jauhatustuloksen saavuttamiseksi.

Leikkaus tapahtuu, kun kaksi pintaa siirtyy toisiinsa nähden ja niiden välinen materiaali leikataan tai jauhetaan leikkausliikkeellä. Tämä periaate soveltuu erityisesti kuitumaisille, sitkeille ja elastisille materiaaleille, kuten muoveille, vihanneksille, puulle tai paperille, joita on vaikea jauhaa pelkästään puristusvoimilla. Roottori-iskumyllyissä ja ristiiskumyllyissä on vastakkaisiin suuntiin pyörivät työkalut, jotka leikkaavat näytettä; tuloksena oleva hiukkaskoko voidaan määrittää seulojen ja leikkausnopeuden avulla. Keskeinen etu on alhainen lämmöntuotto, joka suojaa lämpöherkkiä näytteitä. Leikkaus tuottaa suhteellisen puhtaat leikkausreunat ja kapean hiukkaskokojakauman. Esijauhatus voi olla hyödyllistä suuremmille näytteille tai kuituisille materiaaleille. Erittäin elastisille tuotteille käytetään usein leikkauksen ja leikkauksen yhdistelmää.

Leikkausperiaatteessa terävät leikkuureunat erottavat näytemateriaalin leikkaamalla tai pilkkomalla. Leikkausmyllyissä, silppureissa ja pyöröleikkureissa on terät tai veitset, jotka leikkaavat näytteen määritellyiksi hiukkasiksi pyörivällä liikkeellä. Tämä menetelmä sopii pehmeille, elastisille, kuituisille ja koville materiaaleille, kuten kasveille, tekstiileille, muoveille tai kalvoille. Terävä leikkaus tuottaa vain vähän kitkaa ja siten vähän lämpöä, mikä estää näytteen värjäytymisen tai lämpömuutokset. Nykyaikaiset leikkuumyllyt, kuten SM-sarja, mahdollistavat vaihtelevat leikkausnopeudet ja seulavälikkeet, mikä mahdollistaa haluttujen hiukkaskokojen toistettavan asettamisen. Toisin kuin puhtaissa puristus- tai iskuprosesseissa, hiukkasten muoto pysyy tässä usein pitkänomaisena tai suomumaisena. Leikkaus ei sovellu erittäin koville ja hauraille materiaaleille; näille materiaaleille suositellaan puristus- tai iskupohjaisia ​​myllyjä.