Planetový kulový mlýn PM 300 je výkonný a ergonomický stolní model se dvěma mlecími stanicemi pro mletí nádobek o objemu až 500 ml. Tato sestava umožňuje zpracovat až 2 x 220 ml vzorku materiálu na dávku. Díky vysokým maximálním otáčkám 800 otáček za minutu vedou extrémně vysoké odstředivé síly k velmi vysoké energii rozmělnění a následně ke krátkým časům zpracování.
PM 300 je ideální pro prakticky všechna průmyslová odvětví, kde proces kontroly kvality klade nejvyšší nároky na čistotu, rychlost, jemnost a reprodukovatelnost. Díky enormnímu příkonu energie až 64,4násobku gravitačního zrychlení je tento mlýn dokonalou volbou pro úkoly ve výzkumu, jako je mechanochemie (třídění směsných krystalů, mechanosyntéza, mechanické legování a mechanokatalýza) nebo pro ultrajemné koloidní mletí v nano měřítku.
Využijte mimořádně ergonomickou manipulaci a zároveň dosáhněte stejné jemnosti až do rozsahu nanometrů.
Provoz planetových kulových mlýnů RETSCH je obzvláště bezpečný. Jsou vybaveny robustním bezpečnostním jezdcem, který zajišťuje, že mlýn lze spustit až po bezpečném upevnění mlecí nádoby pomocí upínacího zařízení. Samočinný zámek zajišťuje správné a bezpečné usazení nádoby. Tento osvědčený pevný mechanický systém je méně náchylný k poruchám než elektronická řešení - uživatel má kdykoli plný přístup ke vzorku. Při poruše elektronického systému není možné nádoby například odemknout. Jedinečným bezpečnostním prvkem PM 300 je akustický signál a upozornění na displeji, když je upínací jednotka zafixována požadovanou silou 25 Nm. Společnost RETSCH nabízí praktickou pomůcku pro upínání, která tento proces usnadňuje. Ta je obzvláště užitečná, když je stroj provozován v horním rozsahu otáček mezi 600 a 800 ot/min.
Mokré mletí se používá k získání částic o velikosti pod 5 µm, protože malé částice mají tendenci se na povrchu nabíjet a aglomerovat, což znesnadňuje další mletí za sucha. Přidáním kapaliny nebo dispergátoru lze částice udržet oddělené.
K výrobě velmi jemných částic o velikosti 100 nm nebo méně (mletí v nanorozměrech) mokrým způsobem mletí je zapotřebí spíše tření než náraz. Toho se dosáhne použitím velkého počtu malých mlecích kuliček, které mají velký povrch a mnoho třecích bodů. Ideální náplň mlecí nádoby by měla obsahovat 60 % malých mlecích kuliček.
Další podrobnosti o plnění nádob, mokrém mletí a zpětném získávání vzorků naleznete zde.
Video ukazuje mokré mletí v planetovém kulovém mlýně PM 100.
Graf ukazuje výsledek rozprašování oxidu titaničitého (TiO2) při 650 otáčkách za minutu a 800 otáčkách za minutu v PM 300 a čistou dobu zpracování. Při vyšším příkonu energie při 800 ot/min se velikost částic zmenšuje rychleji. Je však třeba vzít v úvahu i zvýšené zahřívací účinky při 800 otáčkách za minutu, které mohou způsobit nutnost delších přestávek.
Čistá doba zpracování oxidu titaničitého s 0,1 mm mlecími kuličkami v roztoku fosforečnanu sodného
Planetové kulové mlýny RETSCH se dokonale hodí pro procesy, jako je mechanické legování nebo mechanosyntéza. Pro většinu reakcí je poměr otáček nádoby a slunečního kola 1:-2 u modelů PM 100 a PM 200 plně dostačující, protože kuličková náplň vytváří dostatečnou energii nárazu. Pro některé reakce je však zapotřebí větší energie. Zde lze použít model PM 400 MA se zvýšeným poměrem otáček 1:-2,5 nebo 1:-3,0.
Model PM 300 pracuje s rychlostním poměrem 1:-2, ale na rozdíl od ostatních modelů dosahuje díky maximální rychlosti 800 otáček za minutu a velkému slunečnímu kolu až 64,4násobku tíhového zrychlení. Společně s možností použití čtyř malých, na sebe naskládaných mlecích nádob o velikosti 12 až 80 ml pro operace v malém měřítku nebo dvou nádob o velikosti až 500 ml pro účely zvětšení, je tento planetový kulový mlýn velmi vhodný pro výzkumné aplikace v mechanochemii.
Dosažitelné zrychlení v různých planetových kulových mlýnech v závislosti na nastavení otáček
O výkonu a výsledku přípravy vzorku rozhoduje také volba mlecí nádoby a její kuličkové náplně. Řada mlecích nádob EasyFit byla speciálně navržena pro extrémní pracovní podmínky, jako jsou dlouhodobé zkoušky i při maximální rychlosti 800 ot./min., mokré mletí, vysoké mechanické zatížení a maximální otáčky a také pro mechanické legování. Tato řada nádob je vhodná pro všechny planetové kulové mlýny RETSCH.
Nová řada mlecích nádob EasyFit se vyznačuje strukturou na dně nádob o objemu 50–500 ml s názvem Advanced Anti-Twist (AAT). To zajišťuje, že nádoby jsou pevně uchyceny bez rizika zkroucení, a to i při vysoké rychlosti, a že se výrazně sníží opotřebení. Bezpečné upnutí nádob je mnohem snazší: pro nalezení správné polohy upnutí je zapotřebí maximální otočení o 60°.
Geometrie dóz EasyFit ve velikostech 50 ml a 250 ml byla oproti předchozím „komfortním“ modelům zvětšena v průměru a snížena na výšku. To nabízí dvě výhody: lepší výsledky mletí a výměnná víčka, protože pro celou řadu mlecích nádob jsou k dispozici pouze tři rozměry průměru.
Průměrové kategorie
Se speciálním adaptérem lze screening směsných krystalů provádět v planetovém kulovém mlýnu s použitím jednorázových lahviček, jako jsou 1,5 ml skleněné lahvičky GC. Adaptér má 24 pozic uspořádaných do vnějšího kroužku s 16 pozicemi a vnitřního kroužku s 8 pozicemi. Vnější kroužek pojme až 16 lahviček, což umožňuje screening až 64 vzorků současně při použití planetového kulového mlýnu PM 400. 8 pozic vnitřního kroužku je vhodných pro provádění zkoušek s různým energetickým vstupem, např. pro výzkum mechanosyntézy.
Jak aerační víčko, tak GrindControl lze nyní vybavit vložkami z různých materiálů. Víko tak lze použít např. pro nádobu z oceli a oxidu zirkoničitého pouhou výměnou vložky.
Pro dosažení optimálních výsledků mletí by měla být velikost nádoby přizpůsobena množství zpracovávaného vzorku. Velikost mlecích kuliček je v ideálním případě třikrát větší než největší kus vzorku. Podle tohoto pravidla je v následující tabulce uveden počet mlecích koulí pro každou velikost koulí a objem nádoby. Pro rozmělnění například 200 ml vzorku sestávajícího z částic o velikosti 7 mm se doporučuje nádoba o objemu 500 ml a mlecí kuličky o velikosti nejméně 20 mm nebo větší. Podle tabulky je zapotřebí 25 mlecích koulí.
| Mlecí nádoba nominální objem |
Množství vzorků | Max. vstupní velikost | Doporučené plnění kuličkami (v kusech) | ||||||
| Ø 5 mm | Ø 7 mm | Ø 10 mm | Ø 15 mm | Ø 20 mm | Ø 30 mm | ||||
| 12 ml | až ≤5 ml | <1 mm | 50 | 15 | 5 | - | - | - | |
| 25 ml | až ≤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 | |
Úspěšnost procesu rozmělňování v planetovém kulovém mlýně závisí na nastavení stroje, ale také na úrovni naplnění mlecí nádoby. Využitelný objem nádob závisí na typu materiálu vzorku. Počet mlecích kuliček uvedený v tabulce odráží minimální množství na jednu nádobku. Lepšího výsledku se dosáhne s větším počtem vhodných kuliček, je-li uveden. Ve výjimečných případech lze počet kuliček snížit nejvýše o 15 %; to však bude mít za následek zvýšené opotřebení mlecích nástrojů.
Planetové kulové mlýny RETSCH se dokonale hodí ke zmenšování velikosti například slitin, bentonitu, kostí, uhlíkových vláken, katalyzátorů, celulózy, cementového slínku, keramiky, dřevěného uhlí, chemických produktů, jílových minerálů, uhlí, koksu, kompostu, betonu, elektronického šrotu, vlákna, sklo, sádra, vlasy, hydroxyapatit, železná ruda, kaolin, vápenec, oxidy kovů, minerály, rudy, barvy a laky, papír, pigmenty, rostlinné materiály, polymery, křemen, semena, polodrahokamy, kaly z čistíren odpadních vod, struska, půda, tkáně, tabák, vzorky odpadu, dřevo atd.
11 g vzorku
50 ml mlecí nádobky z karbidu wolframu
4 x 20 mm mlecí koule z karbidu wolframu
4 minuty při 400 ot/min
85 g vzorku
125 ml mlecí nádoby z oxidu zirkoničitého
7 x 20 mm mlecí koule z oxidu zirkoničitého
12 min při 500 ot/min
100 g vzorku + 190 ml roztoku fosforečnanu sodného
500 ml mlecí nádoby z oxidu zirkoničitého
1 kg mlecích kuliček z oxidu zirkoničitého o průměru 2 mm
3:30 min mletí při 650 otáčkách za minutu
Přestávky v mletí pomáhají udržovat nižší teplotu
125 g vzorku
500 ml mlecí nádoby z oxidu zirkoničitého
8 x 30 mm mlecí koule z oxidu zirkoničitého
3 min při 350 ot/min
| Aplikace | pulverizing, mixing, homogenizing, colloidal milling, mechanical alloying, mechanochemistry, co-crystal screening |
| Oblast použití | biologie, chemie, geologie / metalurgie, medicína / farmaceutika, sklo / keramika, stavební materiály, strojírenství / electronika, zemědělství, životní prostředí / recyklace |
| Vstupní materiál | měkký, tvrdý, křehký, vláknitý - suchý nebo mokrý |
| Princip redukce velikosti zrna | náraz, tření |
| Vstupní velikost materiálu* | < 10 mm |
| Konečná jemnost* | < 1 µm, pro koloidní mletí < 0.1 µm |
| Velikost dávky / vstupní množství* | max. 2 x 220 ml |
| Počet mlecích stanic | 2 |
| Koeficient rychlosti | 1 : -2 |
| Rychlost slunečního disku | 50 - 800 min-1 |
| Efektivní průměr slunečního disku | 180 mm |
| Zrychlení | 64 g |
| Druhy mlecích nádobek | volitelné areační víčka, bezpečnostní uzávěry |
| Materiál mlecích nástrojů | kalená ocel, nerezová ocel, karbid wolframu, achát, slínek oxid hlinitého, oxid zirkoničitý |
| Velikosti mlecích nádob | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml / 125 ml / 250 ml / 500 ml |
| Stackable grinding jars | 12 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml |
| Adapter for single-use glas vials | 24 x 1.5 ml / 7 x 20 ml |
| Nastavení doby mletí | digitální, 00:00:01 do 99:59:59 |
| Intervalový provoz | ano, se zpětným chodem |
| Doba intervalu | 00:00:01 do 99:59:59 |
| Čas zastavení | 00:00:01 do 99:59:59 |
| Uložitelné programy | 12 |
| Uložitelné cyklistické programy | 4 |
| Možnost měření vstupní energie | ano |
| Rozhraní | USB, RASPI |
| Pohon | 3-fázový asynchronní motor s frekvenčním měničem |
| Síla pohonu | 2,5 kW |
| Elektrické napájení | 200-240 V, 50/60 Hz |
| Připojení k elektrické síti | 1-fázové |
| Kód ochrany | IP 20 |
| Spotřeba energie | ~ 3335 VA |
| Š x V x H zavřený | 745 x 525 x 580 mm |
| Váha netto | ~ 118 kg |
| Normy | CE |
| Patent / Užitkový patent | ano |
Mlecí nádoby jsou umístěny excentricky na slunečním kole planetového kulového mlýna. Směr pohybu slunečního kola je opačný než směr pohybu mlecích nádob v poměru 1:-2. Na mlecí kuličky v mlecích nádobách působí superponované rotační pohyby, takzvané Coriolisovy síly.
Rozdíl rychlostí mezi kuličkami a mlecími nádobami způsobuje interakci mezi třecími a nárazovými silami, při níž se uvolňují vysoké dynamické energie. Vzájemné působení těchto sil způsobuje vysoký a velmi účinný stupeň zmenšování velikosti v planetárním kulovém mlýně.
