V průmyslovém zpracování práškových materiálů je distribuce velikosti částic (PSD) jedním z nejdůležitějších ukazatelů kvality produktu. Přesná regulace PSD je nezbytná pro ultrajemné mletí katodových a anodových materiálů lithiových baterií, stejně jako nekovových minerálů. Stejně důležitá je i při suchém obohacování rostlinných proteinů a v aplikacích zpracování potravin. Úzká a rovnoměrná distribuce velikosti částic může výrazně zvýšit výkon, konzistenci a hodnotu konečného produktu. Mezi mnoha typy zařízení pro ultrajemné mletí je nejdůležitější mlýnek ACM (Vzduchový třídič Mill ) a kolíkový mlýn jsou dva hlavní často zmiňované a porovnávané modely. Který z těchto mlýnů je tedy lepší z hlediska kontroly distribuce velikosti částic?
Princip fungování: Jak se dosahuje drcení a kontroly materiálu?
Abychom pochopili rozdíly mezi těmito dvěma metodami, pokud jde o regulaci velikosti částic, musíme nejprve analyzovat jejich zásadní rozdíly v mechanismech drcení a třídění materiálu.
ACM mlýnek
An mlýn vzduchového třídiče (například řada MJW) je vysoce účinné drticí zařízení, které integruje mechanické drcení nárazem s vestavěnou odstředivou klasifikací vzduchu.
- Brusný mechanismus: Materiál je melený intenzivním nárazem, smykem a kolizí mezi vysokorychlostními rotujícími kladivy nebo noži a ozubeným věncem.
- Řídicí mechanismus: Dmychadlo nasává drcený materiál do vestavěného třídicího kola umístěného v horní části mlýna. Proud vzduchu poté přenáší kvalifikovaný jemný prášek třídicím kolem a transportuje ho do sběrného systému. Mezitím třídicí kolo odstraňuje nekvalifikované hrubé částice a vrací je do drticí zóny k dalšímu mletí.
Čepový mlýn
Kolíkový mlýn je mechanický mlýn, který se k dosažení nárazového drcení spoléhá výhradně na vysokorychlostní relativní pohyb.
- Brusný mechanismus: Obvykle se skládá ze dvou protiběžných kotoučů s čepy (jeden stacionární a jeden rotující, nebo oba rotující). Každý povrch kotouče je opatřen několika prstenci ocelových čepů uspořádaných v propleteném vzoru. Materiál je přiváděn do středu a pohybuje se směrem k obvodu působením odstředivé síly. Mezi vysokorychlostními propletenými ocelovými čepy dochází k intenzivnímu vysokofrekvenčnímu nárazu a smyku.
- Řídicí mechanismus: Kolíkový mlýn nemá zabudovaný systém dynamické klasifikace. Konečná velikost částic závisí především na rychlosti otáčení disků, hustotě kolíků, rychlosti posuvu a inherentní křehkosti materiálu. Kolem výtlačného otvoru je obvykle instalováno síto, které zachycuje hrubé částice, ale v tomto případě se jedná o pasivní metodu zachycení.
Hloubkové srovnání řízení distribuce velikosti částic (PSD)
Vzduchový třídič (ACM) má jasnou výhodu, pokud jde o řízení distribuce velikosti částic. Důvody, které to dělají, můžeme analyzovat z následujících klíčových hledisek:
Kontrola nadměrného mletí
- Bruska ACM: Díky vestavěnému vzduchovému třídicímu kolu je materiál po dosažení cílové jemnosti okamžitě unášen proudem vzduchu. Tím se zabrání „přemletí“. Výsledkem je velmi úzká a koncentrovaná křivka distribuce velikosti částic, s důkladným odstraněním velkých částic (D97 nebo D100) a nízkým podílem ultrajemného prášku.
- Kolíkový mlýn: Doba, kterou materiál stráví pohybem přes pole kolíků, je relativně pevná. I když nějaký materiál již dosáhl požadované jemnosti, může být před vypuštěním z mlýna dále drcen. To má za následek značné množství sekundárních ultrajemných částic (nadměrné mletí). V důsledku toho se konec křivky distribuce velikosti částic prodlužuje (zvýšený obsah ultrajemných částic).
Flexibilita a přesnost nastavení
- Bruska ACM: Nastavení velikosti částic je mimořádně pohodlné. Uživatelé nemusí stroj vypínat. Cílovou velikost částic mohou přesně nastavit pouhým nastavením rychlosti třídicího kola a proudění vzduchu v systému pomocí frekvenčního měniče. (Například přesné řízení D50 s přesností na několik mikrometrů.)
- Kolíkový mlýn: Pro změnu velikosti výstupních částic je obvykle nutné upravit rychlost otáčení celého jehlového disku. Pokud jsou nutné významné úpravy, může být dokonce nutné stroj vypnout a vyměnit jehlový disk za disk s jinou hustotou nebo uspořádáním jehlů. Alternativně může být nutné vyměnit periferní síto s jinou velikostí ok. Linearita a přesnost nastavení jsou mnohem horší než u ACM.
Vliv zvýšení teploty na velikost částic
- Bruska ACM: Mlecí komorou prochází proudění vzduchu s vysokým objemem, které odvádí většinu tepla vznikajícího během mletí. Provoz při nízkých teplotách nejen zachovává vlastnosti materiálu, jako je chemická a fyzikální stabilita.
Zabraňuje také kolísání velikosti částic. K těmto kolísáním může docházet, když materiál vlivem tepla změkne nebo se přilepí ke stěnám komory. - Kolíkový mlýn: Vzhledem ke kompaktní konstrukci a absenci velkého proudění vzduchu pro odvod tepla generuje vysokorychlostní tření a nárazy značné množství tepla. U materiálů citlivých na teplo, jako jsou termoplastické pryskyřice, cukr a materiály s vysokým obsahem tuku, může toto zvýšení teploty snadno vést ke spékání nebo tavení. Takové změny vážně ovlivňují stabilitu distribuce velikosti částic.
Scénáře aplikací a průvodce výběrem
Přestože vzduchové třídicí mlýny nabízejí vynikající kontrolu nad distribucí velikosti částic, neznamená to, že kolíkové mlýny nemají v tomto průmyslu své místo. V reálné výrobě závisí výběr zařízení na vlastnostech materiálu a technických specifikacích konečného produktu:
| Dimenze | Vzduchový třídič (ACM) | Čepový mlýn |
| Distribuce velikosti částic (PSD) | Velmi úzký, přesný ovladatelný, ostrý odříznutý horní okraj | Relativně široký, náchylný k tvorbě superjemných částic |
| Rozsah ryzosti | Až do D97 = 5 ~ 15 μm (ultrajemný rozsah) | Typicky D97 = 45 ~ 150 μm (středně jemný rozsah) |
| Typické aplikace | Katodové/anodové materiály pro lithiové baterie, vysoce kvalitní nekovové minerály (křemen, GCC), rostlinné proteiny (suchá frakcionace sójových/hrachových proteinů), chemické suroviny | Potraviny se středním obsahem tuku (kakao, chemické meziprodukty), léčiva, hrubé/střední mletí olejovitých nebo vláknitých materiálů |
| Složitost systému | Vysoká (vyžaduje nastavení třídiče, pulzní tryskový filtr s vakem, ventilátor) | Nízká (jednoduchá konstrukce, malý půdorys, snadná údržba) |
| Spotřeba energie | Vyšší měrná spotřeba energie na tunu, ale dodává vysoce hodnotné produkty | Nižší spotřeba energie na jednotku výkonu |
Závěr
Který mlýn nabízí lepší kontrolu nad distribucí velikosti částic?
Odpověď je nepochybně Vzduchový třídič Mill.
Jeho uzavřený dynamický řídicí mechanismus, který kombinuje mletí a třídění, účinně zabraňuje nadměrnému mletí. Eliminuje z produktu velké částice a umožňuje přesné online nastavení parametrů velikosti částic během výroby. Pokud má váš produkt (například nové materiály pro lithiové baterie nebo ultrajemné minerální prášky) extrémně přísné požadavky na specifikace D50 a D97, je vzduchový třídicí mlýn ideální volbou procesu.
Kolíkový mlýn je na druhou stranu vhodnější pro aplikace, kde jsou požadavky na distribuci velikosti částic méně přísné a samotný materiál je křehký. Je také vhodný pro konvenční mletí vyžadující vysokou nákladovou efektivitu a vysoký výkon.
„Děkuji za přečtení. Doufám, že vám můj článek pomůže. Zanechte prosím komentář níže. V případě dalších dotazů se můžete také obrátit na online zákaznického zástupce Zeldy.“
— Zveřejnil(a) Emily Chenová
