Comment obtenir une taille de particules et une dispersion constantes avec votre broyeur ou broyeur

Angelo DePalma est un écrivain indépendant vivant à Newton, New Jersey. Vous pouvez le joindre à [email protected].

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La cohérence est la pierre angulaire du travail de laboratoire. Un processus ou une opération cohérente est prévisible, bien contrôlée et se prête au dépannage lorsque les choses tournent mal. Plus de produits que l'on peut réaliser dépendent de la pulvérisation, de la micronisation ou de la réduction de la taille des particules des matières premières, suivies de leur dispersion uniforme dans la matrice du produit.

Selon Andreas Stummer, responsable de la ligne commerciale pour la dispersion chez BYK-Gardner (Columbia, MD), la viscosité de l'échantillon est l'un des principaux facteurs influençant la cohérence de la réduction de la taille des particules et de la dispersion. "La façon dont le matériau se déplace dans le broyeur, et finalement la facilité avec laquelle il se disperse dans le produit formulé, est essentielle pour obtenir des résultats de broyage cohérents. D'autres facteurs incluent la taille des billes de broyage, le taux de remplissage des billes, le matériau des billes, le type de broyeur à billes et le temps de séjour. au sein du moulin. » L'activité principale de BYK couvre une multitude d'applications de broyage et de dispersion, avec une spécialisation dans les peintures, les pigments et les encres. L'entreprise vend des broyeurs à billes horizontaux et verticaux, des broyeurs à paniers, ainsi que des instruments de mesure de la température, de la couleur et d'autres caractéristiques des matières premières et des produits finis. BYK dispose également d'un laboratoire de test à la pointe de la technologie à Wallingford, CT, où il propose des démonstrations et des essais pour les clients potentiels.

La température influe sur la qualité du produit en raison de l'énergie mécanique importante appliquée à toutes les étapes du broyage. Conformément à la notion de consistance, le broyage doit avoir lieu à une température uniforme compatible avec une réduction efficace de la taille des particules et qui n'endommagera pas le produit. Les échantillons biologiques, en particulier les tissus animaux, peuvent être sensibles aux dommages causés par la chaleur. "Nous utilisons plusieurs façons de contrôler la température", explique Stummer. "Nos broyeurs à paniers, par exemple, sont à double paroi pour permettre le refroidissement par eau."

Le temps de broyage est un autre facteur. Les utilisateurs doivent prendre soin de chronométrer chaque étape impliquant un contact avec l'échantillon. Le fraisage ou le meulage implique généralement plusieurs étapes. Les pigments existent généralement sous forme d'agglomérats, constitués de particules hétérogènes maintenues ensemble par des forces d'attraction chimiques, mécaniques et faibles. Ceux-ci sont d'abord mouillés, puis décomposés en agrégats plus simples, par de simples forces de cisaillement (par exemple un disque de broyage), avant qu'une réduction sérieuse de la taille des particules puisse se produire. Le broyage les réduit en particules primaires - le produit - qui sont elles-mêmes susceptibles de s'agréger. Une fois les particules primaires formées, des additifs sont nécessaires pour les maintenir en suspension. "Il est important de se rappeler que l'objectif est la réduction de la taille des particules, pas la destruction des particules", déclare Stummer.

D'autres facteurs à considérer lors de l'étape de prédispersion initiale sont les géométries de la lame et du récipient de broyage. La taille de l'échantillon doit également être adaptée au volume du navire. Les opérateurs disposent de plusieurs solutions de contournement pour les combinaisons sous-optimales de ce qui précède ; par exemple, la possibilité d'utiliser des additifs pour améliorer le mouillage et la dispersion, et pour inhiber la floculation.

De nombreuses options existent pour le broyage d'échantillons chimiques ou biologiques de haute pureté pour l'extraction. Michael Steinert, responsable du marketing produit pour les biosciences chez Cole-Parmer (Vernon Hills, IL), conseille aux acheteurs de confirmer que les échantillons sont compatibles avec l'usine que vous envisagez. "Pour les petits échantillons, un simple broyeur de paillasse fera l'affaire ou même une petite solution manuelle. Pour une plus grande capacité de matériau, un broyeur à bocaux fournira généralement la solution la plus efficace." Parmi ses nombreuses offres, Cole-Parmer vend des broyeurs à bocaux, qui utilisent des supports durs pour pulvériser les échantillons. Lorsque le pot tourne, les particules sont réduites en poudre fine.

"Il ne devrait pas être difficile de trouver un broyeur à bocaux compatible avec vos échantillons, mais vous devez vous assurer que les milieux de broyage et le bocal sont compatibles", ajoute Steinert. "Si vous utilisez des boules en acier inoxydable, vous devez utiliser des bocaux en acier inoxydable, qui existent dans un grand nombre de tailles. Le broyeur à bocaux fonctionne non seulement pour de grandes quantités, mais aussi pour de plus petits lots, car le bocal n'a pas besoin d'être rempli pour capacité de fonctionner. »

Pour des tailles de particules uniformes, Steinert suggère d'utiliser une tamiseuse avec des tailles de tamis appropriées. "Cela garantit la plus grande cohérence et également que vous n'utilisez que les particules requises dans votre application. Cependant, quelle que soit l'option que vous choisissez, assurez-vous qu'elle répond aux critères en termes de taille de particule, de précision, de compatibilité chimique/dureté et de lot taille."

"De nombreuses options existent pour obtenir une réduction constante de la taille des particules", déclare Stummer. "Il est bien sûr possible que les choses tournent mal, mais bon nombre de ces options mèneront au succès."