Cómo lograr un tamaño de partícula y una dispersión consistentes con su molino o trituradora

Angelo DePalma es un escritor independiente que vive en Newton, Nueva Jersey. Puede comunicarse con él en [email protected].

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La consistencia es el alma del trabajo de laboratorio. Un proceso u operación coherente es predecible, está bien controlado y se presta a la resolución de problemas cuando las cosas salen mal. Más productos de los que uno puede realizar dependen de la pulverización, micronización o reducción constante del tamaño de partícula de las materias primas, seguido de su dispersión uniforme en la matriz del producto.

Según Andreas Stummer, gerente de la línea de negocios de dispersión en BYK-Gardner (Columbia, MD), la viscosidad de la muestra es uno de los principales factores que influyen en la consistencia en la reducción y dispersión del tamaño de las partículas. "La forma en que el material se mueve a través del molino y, en última instancia, la facilidad con que se dispersa dentro del producto formulado, es fundamental para obtener resultados de molienda uniformes. Otros factores incluyen el tamaño de las perlas de molienda, la proporción de llenado de las perlas, el material de las perlas, el tipo de molino de perlas y el tiempo de permanencia. dentro del molino". El negocio principal de BYK cubre una multitud de aplicaciones de molienda y dispersión, con especialización en pinturas, pigmentos y tintas. La empresa vende molinos de bolas horizontales y verticales, molinos de canasta, además de instrumentos para medir la temperatura, el color y otras características tanto de las materias primas como de los productos finales. BYK también mantiene un laboratorio de pruebas de última generación en Wallingford, CT, donde ofrece demostraciones y pruebas para clientes potenciales.

La temperatura influye en la calidad del producto debido a la importante energía mecánica aplicada durante todas las etapas de la molienda. De acuerdo con la noción de consistencia, la molienda debe ocurrir a una temperatura uniforme consistente con una reducción eficiente del tamaño de las partículas y que no dañe el producto. Las muestras biológicas, en particular los tejidos animales, pueden ser susceptibles al daño por calor. "Usamos varias formas de controlar la temperatura", dice Stummer. "Nuestros molinos de canasta, por ejemplo, tienen una camisa de doble pared para permitir el enfriamiento con agua".

El tiempo de molienda es otro factor. Los usuarios deben tener cuidado de cronometrar cada paso que involucre el contacto con la muestra. La molienda o molienda normalmente implica varios pasos. Los pigmentos suelen existir como aglomerados, que consisten en partículas heterogéneas que se mantienen unidas mediante fuerzas de atracción químicas, mecánicas y débiles. Estos se humedecen primero, luego se descomponen en agregados más simples, a través de simples fuerzas de corte (por ejemplo, un disco de molienda), antes de que pueda ocurrir una reducción importante del tamaño de las partículas. La molienda los reduce a partículas primarias, el producto, que en sí mismas son susceptibles de agregación. Una vez que se forman las partículas primarias, se requieren aditivos para mantenerlas suspendidas. "Es importante recordar que el objetivo es la reducción del tamaño de las partículas, no la destrucción de las partículas", dice Stummer.

Otros factores a considerar durante el paso inicial de predispersión son las geometrías de la cuchilla y del recipiente de molienda. El tamaño de la muestra también debe ser apropiado para el volumen del recipiente. Los operadores tienen varias soluciones alternativas para las combinaciones subóptimas de lo anterior; por ejemplo, la capacidad de usar aditivos para mejorar la humectación y la dispersión, y para inhibir la floculación.

Existen muchas opciones para moler muestras químicas o biológicas de alta pureza para su extracción. Michael Steinert, gerente de marketing de productos para biociencias en Cole-Parmer (Vernon Hills, IL), aconseja a los compradores que confirmen que las muestras son compatibles con cualquier molino que estén considerando. "Para muestras más pequeñas, un simple molino de sobremesa hará el truco o incluso una pequeña solución manual. Para una mayor capacidad de material, un molino de vaso generalmente proporcionará la solución más eficiente". Entre sus muchas ofertas, Cole-Parmer vende molinos de jarras, que emplean medios duros para pulverizar muestras. A medida que gira la jarra, las partículas se reducen a polvo fino.

"No debería ser difícil encontrar un molino de vaso compatible con sus muestras, pero debe asegurarse de que los medios de molienda y el vaso sean compatibles", agrega Steinert. "Si usa bolas de acero inoxidable, debe usar frascos de acero inoxidable, que vienen en una gran cantidad de tamaños. El molino de frascos no solo funciona para grandes cantidades, sino también para lotes más pequeños, ya que no es necesario llenar el frasco para capacidad de operar”.

Para tamaños de partículas uniformes, Steinert sugiere usar un tamiz vibrador con tamaños de tamiz apropiados. "Esto asegura la mayor consistencia y también que solo usa las partículas requeridas en su aplicación. Sin embargo, con cualquier opción que elija, asegúrese de que cumpla con los criterios en términos de tamaño de partícula, precisión, compatibilidad química/dureza y lote". tamaño."

"Existen muchas opciones para lograr una reducción consistente del tamaño de las partículas", dice Stummer. "Por supuesto, es posible que las cosas salgan mal, pero muchas de esas opciones conducirán al éxito".