У галіне сучаснай апрацоўкі ультратонкіх парашкоў шырока выкарыстоўваюцца паветраны класіфікатарны млын ACM і струменевы млын. Нягледзячы на тое, што абодва адносяцца да катэгорыі тэхналогіі сухога ультратонкага памолу, яны істотна адрозніваюцца па прынцыпах працы, канструкцыі, характарыстыках эксплуатацыі, спажыванні энергіі і выдатках, а таксама па прыдатных сцэнарыях.
Сёння такія галіны прамысловасці, як хімічная, фармацэўтычная, харчовая, вытворчасць новых матэрыялаў і неметалічных карысных выкапняў, прад'яўляюць усё больш высокія патрабаванні да тонкасці парашка, чысціні і размеркавання памераў часціц. Разуменне асноўных адрозненняў паміж гэтымі двума тыпамі абсталявання можа дапамагчы кампаніям зрабіць правільны выбар, павысіць эфектыўнасць вытворчасці і кантраляваць вытворчыя выдаткі. У гэтым артыкуле будзе параўнана... Млын ACM і падрабязна апісаны струменевы млын з чатырох бакоў: прынцып, прадукцыйнасць, прымяненне і выбар, што забяспечвае практычны даведнік для прамысловасці па перапрацоўцы парашка.
Асноўныя прынцыпы працы: класіфікацыя механічнага ўздзеяння супраць аэрадынамічнага самашліфавання
ACM MillІнтэграванае механічнае драбненне і ўнутраная класіфікацыя
Млын ACM, скарочана ад Air Classification Mill (паветраны класіфікацыйны млын), — гэта інтэграваная прылада, якая спалучае ў сабе хуткасны механічны ўдарны памол з дынамічнай паветранай класіфікацыяй. Яе асноўны прынцып — «адначасовы памол і класіфікацыя». Працэс складаецца з трох этапаў:
Першы：Матэрыял паступае ў камеру для памолу праз дазаваную сістэму падачы. Высокахуткасны круцільны ротар, малаткі або шліфавальныя дыскі ствараюць магутныя сілы ўдару, зруху і трэння, разбіваючы матэрыял на дробныя часціцы.
Другое: Здробнены матэрыял падымаецца ў зону класіфікацыі пад уздзеяннем паветранага патоку з адмоўным ціскам, які ствараецца вентылятарам з індукаванай цягай. Класіфікацыйнае кола з рэгуляванай частатой круціцца з высокай хуткасцю. Баланс паміж цэнтрабежнай сілай і супраціўленнем паветранага патоку дазваляе дакладна аддзяліць буйныя і дробныя часціцы.
Нарэшце: Дробны парашок патрэбнай дробнасці праходзіць праз класіфікацыйнае кола і збіраецца цыклонным сепаратарам і пылазборнікам. Буйныя часціцы вяртаюцца ў камеру драбнення для другаснага драбнення, утвараючы замкнёную сістэму драбнення.
Дзякуючы такой канструкцыі млын ACM пераадольвае недахопы традыцыйных механічных млыноў, якія выкарыстоўваюць працэс «спачатку здрабніць, потым класіфікаваць», тым самым прадухіляючы празмернае здрабненне. Акрамя таго, тонкасць памолу гатовага прадукту можна гнутка кантраляваць, рэгулюючы хуткасць класіфікацыйнага кола і паток паветра вентылятара. Дадатковае класіфікацыйнае абсталяванне не патрабуецца, што прыводзіць да кампактнай канструкцыі і аптымізацыі працэсу.
Паветраструменевы млын: самасутыкненне часціц з дапамогай звышгукавога патоку паветра
Паветраструменевы млын, таксама вядомы як паветрана-струменевы пульверызатар, — гэта чыста паветрана-струменевая прылада для драбнення, якая працуе ад сціснутага паветра або перагрэтай пары. Яе асноўны прынцып — «самадробка матэрыялу».
Прынцып працы наступны:
Ачышчанае і высушанае сціснутае паветра паскараецца да звышгукавой хуткасці 300-500 м/с праз сопла Лаваля і ўпырскваецца ў камеру для здрабнення, флюідызуючы матэрыял. У зоне збліжэння хуткаснага паветранага патоку паскораныя часціцы матэрыялу сутыкаюцца, труцца і зрушваюцца адна аб адну, дасягаючы звышдробнага здрабнення. Затым здрабнены матэрыял разам з паветраным патокам трапляе ў зону класіфікацыі. Класіфікацыйнае кола аддзяляе і збірае кваліфікаваны дробны парашок. Буйныя часціцы вяртаюцца ў зону здрабнення для далейшага здрабнення.
Асноўная перавага паветрана-струменевага млына — адсутнасць кантакту з механічнымі малольнымі целамі. Працэс драбнення заснаваны на ўласных сутыкненнях часціц, а не на сіле механічных кампанентаў. Гэта забяспечвае максімальную чысціню парашка, што робіць яго асабліва прыдатным для апрацоўкі матэрыялаў, якія патрабуюць высокай цвёрдасці і высокай чысціні. Ён можа дасягнуць субмікроннага або нават нанамаштабнага ультратонкага драбнення.
ACM і параўнанне ключавых параметраў прадукцыйнасці струменевага млына
Параметры прадукцыйнасці служаць інтуітыўна зразумелымі індыкатарамі для адрознення млыноў ACM ад паветрана-струменевых млыноў. Гэтыя два тыпы млыноў істотна адрозніваюцца дыяпазонам тонкасці памолу, спажываннем энергіі, эфектыўнасцю вытворчасці, кантролем памеру часціц і адаптацыяй матэрыялу. Гэтыя адрозненні непасрэдна вызначаюць межы прымянення абсталявання.
Тонкасць памолу і размеркаванне памераў часціц
Млын ACM:
Дыяпазон дробнасці сканцэнтраваны ў межах D97 = 5–75 мкм, прычым асноўны дыяпазон прымянення складае 10–45 мкм. Гэта адносіцца да катэгорыі апрацоўкі ультратонкіх і дробных парашкоў і можа задаволіць патрэбы большасці задач апрацоўкі парашкоў нізкага і сярэдняга ўзроўню. Убудаванае класіфікацыйнае кола забяспечвае высокую дакладнасць, што прыводзіць да вузкага размеркавання памераў часціц. Марфалогія часціц аднастайная, без прыкметнай агламерацыі дробных часціц. Яно падыходзіць для сцэнарыяў, якія патрабуюць высокай аднастайнасці памераў часціц.
Паветраструменевы млын：
Ён прапануе больш шырокі дыяпазон тонкасці з D97 ад 1 да 10 мкм. Для некаторых матэрыялаў можна дасягнуць субмікроннага ўзроўню (0,5–1 мкм), што робіць яго абсталяваннем выбару для апрацоўкі нана- і ультратонкіх парашкоў. Ён забяспечвае больш вузкае размеркаванне памераў часціц з гладкімі паверхнямі часціц, высокую рэакцыйную здольнасць і выдатную дыспергаванасць. Ён адпавядае экстрэмальным патрабаванням да тонкасці высакаякасных матэрыялаў.
Спажыванне энергіі і эксплуатацыйныя выдаткі
Спажыванне энергіі — адно з найбольш істотных адрозненняў паміж гэтымі двума тыпамі абсталявання. Яно непасрэдна ўплывае на вытворчыя выдаткі кампаніі:
Млын ACM:
Прыводзіцца ў рух у асноўным механічнай кінетычнай энергіяй, са спажываннем энергіі ад 7,5 да 355 кВт/т. Ён мае нізкае спажыванне энергіі, не залежыць ад невялікіх ваганняў цвёрдасці матэрыялу і мае нізкія эксплуатацыйныя выдаткі. Ён падыходзіць для буйной бесперапыннай вытворчасці.
Паветраструменевы млын:
Прыводзіцца ў рух кінетычнай энергіяй паветранага патоку высокага ціску і патрабуе дапаможнага абсталявання, такога як паветраныя кампрэсары і сушылкі. Спажыванне энергіі вагаецца ад 75 да 1200 кВтг/т. Спажыванне энергіі павялічваецца ў геаметрычнай прагрэсіі па меры павелічэння цвёрдасці матэрыялу і памяншэння памеру часціц, што прыводзіць да павелічэння эксплуатацыйных выдаткаў.
Сумяшчальнасць матэрыялаў
Падыходзіць для далікатных, малаабразіўных матэрыялаў з цвёрдасцю па Моосу 7 або ніжэй, такіх як карбанат кальцыя, тальк, каолін, крухмал, смалы, пігменты, пестыцыды і харчовыя дабаўкі. Для ліпкіх або адчувальных да цяпла матэрыялаў адаптацыя магчымая з дапамогай сістэмы халоднага паветра. Аднак ён не падыходзіць для высокацвёрдых, высокаабразіўных матэрыялаў (такіх як корунд або карбід крэмнію), бо яны могуць выклікаць знос механічных кампанентаў.
Паветраструменевы млын:
Надзвычай універсальны ў сумяшчальнасці з матэрыяламі, здольны апрацоўваць матэрыялы з цвёрдасцю па Моосу ад 1 да 9. Ён можа апрацоўваць усё: ад мяккіх матэрыялаў (графіт, сажа) да матэрыялаў звышвысокай цвёрдасці (карбід крэмнію, цырконій, алмазны мікрапарашок). Ён асабліва падыходзіць для матэрыялаў, якія патрабуюць высокай чысціні і адсутнасці забруджвання металам (фармацэўтычная сыравіна, матэрыялы для акумулятараў, электронная кераміка). Паколькі няма механічнага кантакту, знос мінімальны.
Кантроль тэмпературы і рызыкі забруджвання
Млын ACM:
Механічнае драбненне генеруе невялікую колькасць цяпла ад трэння, якое хутка рассейваецца вялікім патокам паветра. Тэмпература ў драбнільнай камеры падтрымліваецца ніжэй за 60°C, што робіць яе прыдатнай для звычайных цеплаадчувальных матэрыялаў. Аднак знос механічных кампанентаў можа прывесці да забруджвання слядамі металу. Таму для звышчыстых матэрыялаў патрабуецца керамічная футроўка.
Паветраструменевы млын:
Пашырэнне паветранага патоку паглынае цяпло, падтрымліваючы тэмпературу ў камеры для памолу ніжэй за 50°C. Гэты нізкатэмпературны працэс памолу ідэальна захоўвае крышталічную структуру і актыўнасць адчувальных да цяпла матэрыялаў (такіх як араматызатары, вітаміны і біяфармацэўтычныя прэпараты). Пры адсутнасці механічнага кантакту з памолам забруджванне металам можа кантралявацца ніжэй за 50 праміле, што адпавядае патрабаванням да матэрыялаў высокай чысціні.
Структурнае праектаванне і абслугоўванне: простыя і кампактныя супраць складаных сістэм
ACM млын：
Кампактная канструкцыя з невялікімі памерамі. Складаецца з шліфавальнага блока, класіфікацыйнага кола, сістэмы падачы, цыклоннага сепаратара, пылазборніка і вентылятара з індукаванай цягай. Не патрабуе дапаможнага абсталявання высокага ціску, што спрашчае ўстаноўку і ўвод у эксплуатацыю. Механічныя кампаненты (ротар, малаткі, класіфікацыйнае кола) з'яўляюцца зношваемымі дэталямі, якія лёгка замяніць, што прыводзіць да нізкіх выдаткаў на абслугоўванне. Рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне ўключае толькі перыядычныя праверкі зносу кампанентаў і выдаленне пылу, з нізкім парогам эксплуатацыі, прыдатным для звычайных аператараў.
Паветраструменевы млын：
Сістэма складаная. Акрамя драбнільнага блока, сістэмы класіфікацыі і сістэмы збору, яна павінна быць абсталявана паветраным кампрэсарам, паветраным рэсіверам і абсталяваннем для сушкі. Схема трубаправодаў складаная, займае вялікую плошчу, а мантаж і ўвод у эксплуатацыю патрабуюць прафесійнага персаналу. Механічных дэталяў, якія падвяргаюцца зносу, няма, а знос асноўнага блока мінімальны. Аднак дапаможнае абсталяванне (паветраны кампрэсар, фарсункі) патрабуе рэгулярнага тэхнічнага абслугоўвання. Выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і тэхнічныя патрабаванні адносна высокія, і эксплуатацыйная каманда павінна валодаць пэўным узроўнем прафесійнай падрыхтоўкі.
Прымяненне ў прамысловасці ACM і струменевых млыноў: дакладнае задавальненне разнастайных патрэб
Асноўныя сферы прымянення млыноў ACM
- Апрацоўка неметалічных карысных выкапняў: Звычайныя ультратонкія парашкі, такія як цяжкі карбанат кальцыю, лёгкі карбанат кальцыю, тальк, каолін і валастоніт. Патрабаванні да тонкасці вар'іруюцца ад 325 да 2500 меш, з акцэнтам на недарагую, буйную вытворчасць.
- Хімічная прамысловасць: Пігменты, фарбавальнікі, антыпірэны, смалы, актыўныя фармацэўтычныя інгрэдыенты (АФІ) і гумовыя дабаўкі. Гэтыя прымянення патрабуюць высокай аднастайнасці памеру часціц, але не патрабуюць надзвычайнай дробнасці.
- Харчовыя і фармацэўтычныя прэпараты: Цукровая пудра, крухмал, традыцыйныя кітайскія травы, харчовыя дабаўкі, фармацэўтычныя дапаможныя рэчывы і г.д. Гэта матэрыялы з сярэдняй і нізкай цвёрдасцю і адчувальнасцю да цяпла, якія патрабуюць балансу паміж вытворчай магутнасцю і коштам.
- Новыя матэрыялы: Парашковыя пакрыцці, пластыкавыя напаўняльнікі, папярэднікі матэрыялаў для акумулятараў і г.д. Гэта тычыцца апрацоўкі парашкоў сярэдняга ўзроўню, дзе эканамічная эфектыўнасць з'яўляецца прыярытэтам.
Асноўныя сцэнарыі прымянення паветрана-струменевых млыноў
- Новыя высакаякасныя матэрыялы: катодныя і анодныя матэрыялы для літыевых батарэй, электронная кераміка, люмінафоры, вугляродныя нанатрубкі, графен і г.д. Для іх патрэбныя звышдробныя часціцы, высокая чысціня і высокая дысперсія.
- Фармацэўтычныя прэпараты і прадукты харчавання: высакаякасныя актыўныя фармацэўтычныя інгрэдыенты (АФІ), антыбіётыкі, біяфармацэўтычныя прэпараты, рэдкія спецыі і інгрэдыенты харчовых дабавак. Яны патрабуюць строгага выканання стандартаў нулявога забруджвання металамі і нізкатэмпературнай апрацоўкі.
- Абразівы высокай цвёрдасці: Карбід крэмнію, корунд, цырконій, мікрапарашок алмаза і г.д. З цвёрдасцю па Моосу 7 або вышэй гэтыя матэрыялы нельга апрацоўваць звычайным механічным шліфаваннем.
- Высокачыстыя мінералы: Высокачысты кварц, высокачысты аксід алюмінію, нанакарбанат кальцыю і г.д. Яны патрабуюць самых строгіх стандартаў адносна ўтрымання прымешак і марфалогіі часціц.
Асноўныя прынцыпы выбару абсталявання: выбірайце ў залежнасці ад патрэб, захоўваючы баланс паміж прадукцыйнасцю і коштам
Пры выбары абсталявання кампаніі не павінны сляпа імкнуцца да высакаякасных мадэляў. Замест гэтага яны павінны старанна падбіраць абсталяванне ў адпаведнасці са сваімі патрэбамі, улічваючы пяць асноўных фактараў: характарыстыкі матэрыялу, патрабаванні да тонкасці памолу, вытворчыя магутнасці, бюджэтныя выдаткі і стандарты чысціні:
Сітуацыі, калі Млыны ACM з'яўляюцца пераважным выбарам:
Цвёрдасць матэрыялу па шкале Мооса < 7; тонкасць гатовай прадукцыі D97 ≥ 10 мкм. Высокія патрабаванні да вытворчай магутнасці (> 1 т/г); абмежаваны бюджэт. Умераныя патрабаванні да забруджвання металам (прымяненне не для звышчыстых матэрыялаў); перавага аддаецца абсталяванню, якое лёгка абслугоўваць і эксплуатаваць.
Сітуацыі, калі перавага аддаецца паветрана-струменеваму млыну:
Цвёрдасць матэрыялу па шкале Мооса > 7; тонкасць канчатковага прадукту D97 < 10 мкм (субмікронны ўзровень). Патрабаванні да нулявога забруджвання металам і нізкатэмпературнага драбнення. Дробнасерыйная вытворчасць з высокай дабаўленай вартасцю; апрацоўка высакаякасных матэрыялаў, фармацэўтычных прэпаратаў і электронных парашкоў.
ЗаключэннеДапаўняльнасць, а не замена — аптымальныя рашэнні заключаюцца ў правільным супастаўленні
Млын ACM і паветрана-струменевы млын не з'яўляюцца заменнікамі адзін аднаго. Хутчэй, яны з'яўляюцца дапаўняльнымі адзінкамі абсталявання ў галіне апрацоўкі ультратонкіх парашкоў. Млын ACM, з яго асноўнымі перавагамі нізкага спажывання энергіі, высокай прадукцыйнасці, простай канструкцыі і нізкай кошту, дамінуе на рынку апрацоўкі сярэдняга і высокага ўзроўню дробных і ультратонкіх парашкоў. Паветрана-струменевы млын, з яго асноўнымі канкурэнтаздольнымі ў галіне надзвычайнай тонкасці, высокай чысціні, нізкатэмпературнага драбнення і высокай адаптацыі да матэрыялаў, лідзіруе ў галіне апрацоўкі ультратонкіх, высокачыстых і высокацвёрдых парашкоў.
На фоне пастаяннага ўдасканалення тэхналогій апрацоўкі парашка, абодва тыпы абсталявання пастаянна аптымізуюцца. Млыны ACM павышаюць чысціню і тонкасць памолу дзякуючы керамічнай футроўцы і высокадакладным класіфікацыйным колам. Паветраструменевыя млыны зніжаюць спажыванне энергіі дзякуючы энергазберагальным соплам і інтэлектуальным сістэмам кіравання. Выразна вызначаючы свае вытворчыя патрэбы і ўлічваючы характарыстыкі матэрыялаў і бюджэты выдаткаў, кампаніі могуць выбраць найбольш прыдатнае абсталяванне для памолу.
Такі падыход максімізуе эфектыўнасць вытворчасці, якасць прадукцыі і эканамічныя выгады.
У будучыні, з хуткім развіццём такіх галін прамысловасці, як новая энергетыка, біямедыцына і электронная інфармацыя, патрабаванні да парашкоў стануць усё больш жорсткімі. Млын ACM і паветрана-струменевы млын будуць выкарыстоўваць свае адпаведныя перавагі для пастаяннага ўдасканалення тэхналогіі апрацоўкі ультратонкіх парашкоў у бок павышэння эфектыўнасці, большай дакладнасці і больш экалагічна чыстых практык, стаўшы асноўнай падтрымкай развіцця парашковай прамысловасці.
«Дзякуй за чытанне. Спадзяюся, мой артыкул будзе карысным. Калі ласка, пакіньце каментар ніжэй. Вы таксама можаце звязацца з прадстаўніком службы падтрымкі кліентаў Zelda онлайн, калі ў вас ёсць дадатковыя пытанні».
— Апублікавана Эмілі Чэн
“
