เครื่องบด ACM เทียบกับเครื่องบดแบบพิน: เครื่องไหนให้การควบคุมขนาดอนุภาค (PSD) ที่ดีกว่า?

ในกระบวนการแปรรูปผงในระดับอุตสาหกรรม การกระจายขนาดอนุภาค (PSD) เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุด การควบคุม PSD ที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบดละเอียดพิเศษของวัสดุแคโทดและแอโนดของแบตเตอรี่ลิเธียม รวมถึงแร่ธาตุที่ไม่ใช่โลหะ นอกจากนี้ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเพิ่มความเข้มข้นแบบแห้งของโปรตีนจากพืชและการแปรรูปอาหาร การกระจายขนาดอนุภาคที่แคบและสม่ำเสมอสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ ความสม่ำเสมอ และมูลค่าของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างมาก ในบรรดาอุปกรณ์บดละเอียดพิเศษหลายประเภท เครื่องบด ACM (โรงลักษณนามอากาศ เครื่องบดแบบลูกกลิ้ง (Pin Mill) และเครื่องบดแบบเข็ม (Pin Mill) เป็นสองรุ่นหลักที่มักถูกกล่าวถึงและเปรียบเทียบกัน ดังนั้น เครื่องบดแบบใดเหนือกว่าในแง่ของการควบคุมการกระจายขนาดอนุภาค?

หลักการทำงาน: การบดและการควบคุมวัสดุทำได้อย่างไร?

เพื่อให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างทั้งสองในแง่ของการควบคุมขนาดอนุภาค เราต้องวิเคราะห์ความแตกต่างพื้นฐานในกลไกการบดและการคัดกรองวัสดุของทั้งสองก่อน

เครื่องบด ACM

หนึ่ง โรงงานลักษณนามอากาศ (เช่น ซีรี่ส์ MJW) เป็นอุปกรณ์บดที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งผสานการบดกระแทกเชิงกลเข้ากับการคัดแยกด้วยแรงเหวี่ยงอากาศในตัว

• กลไกการบด: วัสดุจะถูกบดด้วยแรงกระแทก แรงเฉือน และการชนกันอย่างรุนแรงระหว่างค้อนหรือใบมีดที่หมุนด้วยความเร็วสูงกับวงแหวนฟันเฟือง
• กลไกควบคุม: พัดลมจะดูดวัสดุที่บดแล้วเข้าไปในล้อคัดแยกขนาดอนุภาคด้วยลมที่ติดตั้งอยู่ด้านบนของเครื่องบด กระแสลมจะพัดพาผงละเอียดที่ได้มาตรฐานผ่านล้อคัดแยกขนาดอนุภาคและส่งไปยังระบบเก็บรวบรวม ในขณะเดียวกัน ล้อคัดแยกขนาดอนุภาคจะคัดแยกอนุภาคหยาบที่ไม่ได้มาตรฐานและส่งกลับไปยังโซนบดเพื่อบดละเอียดต่อไป

พินมิลล์

เครื่องบดแบบพินเป็นเครื่องบดเชิงกลที่อาศัยการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ความเร็วสูงเพียงอย่างเดียวเพื่อให้เกิดการบดกระแทก

• กลไกการบด: โดยทั่วไปแล้ว เครื่องจักรนี้ประกอบด้วยแผ่นดิสก์แบบมีหมุดหมุนสองแผ่นที่หมุนสวนทางกัน (แผ่นหนึ่งอยู่กับที่และอีกแผ่นหนึ่งหมุน หรือทั้งสองแผ่นหมุน) พื้นผิวของแต่ละแผ่นดิสก์จะมีวงแหวนหมุดเหล็กหลายวงเรียงตัวกันเป็นแบบสลับซับซ้อน วัสดุจะถูกป้อนเข้าไปตรงกลางและเคลื่อนที่ไปยังขอบด้านนอกภายใต้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง วัสดุจะได้รับการกระแทกและเฉือนอย่างรุนแรงและบ่อยครั้งระหว่างหมุดเหล็กที่หมุนด้วยความเร็วสูงและสลับซับซ้อน
• กลไกควบคุม: เครื่องบดแบบพินไม่มีระบบคัดขนาดอนุภาคแบบไดนามิกในตัว ขนาดอนุภาคสุดท้ายขึ้นอยู่กับความเร็วรอบของจาน ความหนาแน่นของพิน อัตราการป้อน และความเปราะบางโดยธรรมชาติของวัสดุเป็นหลัก โดยปกติจะมีการติดตั้งตะแกรงไว้รอบๆ ช่องปล่อยเพื่อดักจับอนุภาคขนาดใหญ่ แต่เป็นวิธีการดักจับแบบเชิงรับ

การเปรียบเทียบเชิงลึกของการควบคุมการกระจายขนาดอนุภาค (PSD)

เครื่องบดแบบแยกขนาดอนุภาคด้วยอากาศ (Air Classifier Mill หรือ ACM) มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในด้านการควบคุมการกระจายขนาดอนุภาค เราสามารถวิเคราะห์เหตุผลเบื้องหลังเรื่องนี้ได้จากมุมมองหลักดังต่อไปนี้:

การควบคุมการบดมากเกินไป

• เครื่องบด ACM: ด้วยล้อคัดแยกขนาดอนุภาคด้วยลมที่ติดตั้งมาในตัว วัสดุจะถูกพัดพาออกไปทันทีด้วยกระแสลมเมื่อได้ความละเอียดตามที่ต้องการ ซึ่งช่วยป้องกันการบดละเอียดเกินไป ส่งผลให้เส้นโค้งการกระจายขนาดอนุภาคแคบและเข้มข้นมาก โดยอนุภาคขนาดใหญ่ (D97 หรือ D100) ถูกตัดออกไปอย่างหมดจด และมีสัดส่วนของผงละเอียดพิเศษต่ำ
• พินมิลล์: ระยะเวลาที่วัสดุเคลื่อนที่ออกไปด้านนอกผ่านชุดพินนั้นค่อนข้างคงที่ แม้ว่าวัสดุบางส่วนจะมีความละเอียดตามที่ต้องการแล้ว ก็อาจยังคงถูกบดอัดต่อไปก่อนที่จะถูกปล่อยออกจากเครื่องบด ส่งผลให้เกิดอนุภาคละเอียดพิเศษทุติยภูมิจำนวนมาก (การบดละเอียดเกินไป) ดังนั้น ส่วนท้ายของกราฟการกระจายขนาดอนุภาคจึงยาวขึ้น (ปริมาณอนุภาคละเอียดพิเศษเพิ่มขึ้น)

ความยืดหยุ่นและความแม่นยำในการปรับแต่ง

• เครื่องบด ACM : การปรับขนาดอนุภาคทำได้สะดวกมาก ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องปิดเครื่อง พวกเขาสามารถตั้งค่าขนาดอนุภาคเป้าหมายได้อย่างแม่นยำเพียงแค่ปรับความเร็วของล้อคัดแยกและปริมาณลมในระบบผ่านตัวขับความถี่แปรผัน (ตัวอย่างเช่น การควบคุม D50 ให้แม่นยำภายในไม่กี่ไมโครเมตร)
• พินมิลล์: ในการเปลี่ยนขนาดอนุภาคที่ได้ มักจำเป็นต้องปรับความเร็วรอบของแผ่นจานพินทั้งหมด หากต้องปรับแต่งอย่างมาก อาจจำเป็นต้องปิดเครื่องเพื่อเปลี่ยนแผ่นจานพินด้วยแผ่นที่มีความหนาแน่นหรือการจัดเรียงพินแตกต่างกัน หรืออาจต้องเปลี่ยนตะแกรงรอบนอกที่มีขนาดตาข่ายแตกต่างกัน ความแม่นยำและความเป็นเส้นตรงของการปรับแต่งนั้นด้อยกว่าเครื่อง ACM มาก

ผลกระทบของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่อขนาดอนุภาค

• เครื่องบด ACM : กระแสลมปริมาณมากไหลผ่านห้องบด ช่วยระบายความร้อนส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นระหว่างการบด การทำงานที่อุณหภูมิต่ำไม่เพียงแต่ช่วยรักษาสมบัติของวัสดุ เช่น ความเสถียรทางเคมีและทางกายภาพเท่านั้น
  นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันการเปลี่ยนแปลงขนาดของอนุภาค ซึ่งอาจเกิดขึ้นเมื่อวัสดุอ่อนตัวลงหรือเกาะติดกับผนังห้องเนื่องจากความร้อน
• พินมิลล์: เนื่องจากดีไซน์ที่กะทัดรัดและการขาดการไหลเวียนของอากาศปริมาณมากเพื่อระบายความร้อน แรงเสียดทานและการกระแทกที่ความเร็วสูงจึงก่อให้เกิดความร้อนสูง สำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน เช่น เรซินเทอร์โมพลาสติก น้ำตาล และวัสดุที่มีไขมันสูง การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมินี้อาจทำให้เกิดการจับตัวเป็นก้อนหรือละลายได้ง่าย การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความเสถียรของการกระจายขนาดอนุภาค

ตัวอย่างการใช้งานและคู่มือการคัดเลือก

แม้ว่าเครื่องบดแบบแยกขนาดด้วยลมจะให้การควบคุมการกระจายขนาดอนุภาคที่ดีกว่า แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าเครื่องบดแบบพินจะไม่มีบทบาทในอุตสาหกรรม ในการผลิตจริง การเลือกอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุและข้อกำหนดทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย:

บทสรุป

เครื่องบดแบบใดให้การควบคุมการกระจายขนาดอนุภาคได้ดีกว่า?

คำตอบคืออย่างไม่ต้องสงสัยเลย โรงลักษณนามอากาศ.
กลไกควบคุมแบบไดนามิกวงปิด ซึ่งผสานการบดและการคัดแยก ช่วยป้องกันการบดมากเกินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยกำจัดอนุภาคขนาดใหญ่จากผลิตภัณฑ์ และช่วยให้สามารถปรับพารามิเตอร์ขนาดอนุภาคได้อย่างแม่นยำแบบออนไลน์ระหว่างการผลิต หากผลิตภัณฑ์ของคุณ (เช่น วัสดุใหม่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม หรือผงแร่ละเอียดพิเศษ) มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับมาตรฐาน D50 และ D97 เครื่องบดคัดแยกด้วยลม (Air Classifier Mill) คือตัวเลือกกระบวนการที่เหมาะสมที่สุด
ในทางกลับกัน เครื่องบดแบบพินมิลล์เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความสม่ำเสมอของขนาดอนุภาคไม่เข้มงวดมากนัก และวัสดุมีความเปราะ นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับงานบดแบบดั้งเดิมที่ต้องการความคุ้มค่าสูงและปริมาณงานสูงอีกด้วย

ขอบคุณที่อ่านนะคะ หวังว่าบทความของฉันจะเป็นประโยชน์นะคะ แสดงความคิดเห็นไว้ด้านล่างได้เลยค่ะ หรือหากมีข้อสงสัยเพิ่มเติม สามารถติดต่อตัวแทนฝ่ายบริการลูกค้าออนไลน์ของ Zelda ได้ค่ะ

— โพสต์โดย เอมิลี่ เฉิน