Die Partikelgröße hat einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz und die Ergebnisse von Kugelmahlverfahren.
Die Wahl der Perlengröße beim Kugelmahlen ist entscheidend.
Sie hat einen direkten Einfluss auf die Aufprallenergie, die Häufigkeit des Kontakts zwischen Perlen und Partikeln und den Raum zwischen den Perlen.
All diese Faktoren bestimmen die endgültige Partikelgröße und die Geschwindigkeit der Verarbeitung.
Aufprallenergie und Perlengröße
Die Aufprallenergie beim Kugelmahlen wird durch die Größe der Kugeln, die Drehzahl des Rotors und die Masse der in der Mühle geladenen Kugeln bestimmt.
Größere Kugeln (über 0,5 mm) eignen sich für die Zerkleinerung von Partikeln im Mikrometerbereich in Submikrometergrößen.
Sie liefern die erforderliche Aufprallenergie für größere Partikel.
Umgekehrt sind kleinere Perlen (0,3 mm oder feiner) effektiver für das Mahlen oder Dispergieren von Partikeln im Submikron- oder Nanometerbereich.
Sie benötigen aufgrund ihrer geringeren Größe weniger Aufprallenergie.
Häufigkeit des Aufpralls
Die Häufigkeit des Auftreffens von Perlen und Partikeln ist ein weiterer kritischer Faktor.
Kleinere Perlen erhöhen die Häufigkeit des Kontakts, wodurch sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht.
Dies ist besonders wichtig bei Dispergierprozessen, bei denen ein hoher Aufprall nicht erforderlich ist.
Auch die Rotordrehzahl spielt hier eine Rolle.
Höhere Drehzahlen können die Häufigkeit der Aufschläge erhöhen und damit den Mahlprozess beschleunigen.
Perlenzwischenraum
Der Perlenzwischenraum, d. h. der Raum zwischen den dicht gepackten Perlen, beeinflusst die Endgröße der Partikel nach dem Mahlen.
Kleinere Perlen führen zu einem geringeren Abstand zwischen den Perlen.
Dies ermöglicht einen häufigeren Kontakt mit feineren Partikeln.
Dadurch wird eine effizientere Zerkleinerung und Dispersion dieser kleineren Partikel ermöglicht.
Geschwindigkeit und Partikelgrößenreduzierung
Die Drehzahl der Kugelmühle ist ein weiterer kritischer Parameter.
Bei niedrigen Geschwindigkeiten können die Kugeln übereinander gleiten oder rollen, ohne dass eine nennenswerte Zerkleinerung stattfindet.
Bei hohen Drehzahlen können die Kugeln aufgrund der Zentrifugalkraft gegen die Zylinderwand geschleudert werden, was ebenfalls nicht zu einer Zerkleinerung führt.
Die optimale Geschwindigkeit, bei der die Kugeln zum oberen Ende der Mühle befördert werden und dann kaskadenförmig herabfallen, sorgt für die maximale Zerkleinerung.
Vorteile des Kugelmahlens
Das Kugelmahlen ist vorteilhaft für die Herstellung sehr feiner Pulver.
Sie ist sowohl für Nass- als auch für Trockenmahlverfahren geeignet.
Sie kann die Sterilität aufrechterhalten, was sie für pharmazeutische Anwendungen nützlich macht.
Es ist auch für den kontinuierlichen Betrieb und das Mahlen von abrasiven Materialien geeignet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Größe der zu zerkleinernden Partikel und das gewünschte Ergebnis des Mahlprozesses die Wahl der Perlengröße und der Betriebsparameter beim Kugelmahlen bestimmen.
Die richtige Auswahl dieser Faktoren gewährleistet eine effiziente und effektive Zerkleinerung und Dispersion der Partikel.
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