밀 또는 그라인더를 사용하여 일관된 입자 크기 및 분산을 달성하는 방법

Angelo DePalma는 뉴저지 뉴턴에 거주하는 프리랜서 작가입니다. [email protected]으로 연락하실 수 있습니다.

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일관성은 실험실 작업의 생명선입니다. 일관된 프로세스 또는 작업은 예측 가능하고, 잘 제어되며, 문제가 발생했을 때 문제를 해결할 수 있습니다. 실현할 수 있는 것보다 더 많은 제품은 원료의 일관된 분쇄, 미분화 또는 입자 크기 감소와 그에 따른 제품 매트릭스로의 균일한 분산에 달려 있습니다.

BYK-Gardner(콜롬비아, MD)의 분산 비즈니스 라인 관리자인 Andreas Stummer에 따르면 시료 점도는 입자 크기 감소 및 분산의 일관성에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. "재료가 밀을 통해 어떻게 이동하는지, 궁극적으로 제형화된 제품 내에서 얼마나 쉽게 분산되는지는 일관된 밀링 결과를 얻는 데 중요합니다. 다른 요인으로는 밀링 비드 크기, 비드 충전 비율, 비드 재료, 비드 밀 유형, 체류 시간 등이 있습니다. 공장 안에서요." BYK의 핵심 사업은 페인트, 안료, 잉크를 전문으로 하는 다양한 분쇄 및 분산 응용 분야를 포괄합니다. 이 회사는 수평 및 수직 비드 밀, 바스켓 밀, 온도, 색상 및 원자재와 최종 제품의 기타 특성을 측정하는 장비를 판매합니다. BYK는 또한 코네티컷 주 월링포드에 최첨단 테스트 연구소를 운영하여 잠재 고객을 위한 시연 및 시험 운영을 제공하고 있습니다.

밀링의 모든 단계에서 적용되는 상당한 기계적 에너지로 인해 온도는 제품 품질에 영향을 미칩니다. 일관성 개념을 유지하기 위해 밀링은 효율적인 입자 크기 감소와 일치하는 균일한 온도에서 이루어져야 하며 이는 제품에 해를 끼치지 않습니다. 생물학적 샘플, 특히 동물 조직은 열 손상에 취약할 수 있습니다. "우리는 온도를 제어하기 위해 여러 가지 방법을 사용합니다"라고 Stummer는 말합니다. "예를 들어 우리의 바스켓 밀은 수냉이 가능하도록 이중벽 재킷으로 되어 있습니다."

밀링 시간은 또 다른 요소입니다. 사용자는 샘플 접촉과 관련된 각 단계의 시간을 잘 확인해야 합니다. 밀링 또는 연삭에는 일반적으로 여러 단계가 포함됩니다. 안료는 일반적으로 화학적, 기계적 및 약한 인력을 통해 서로 결합된 이질적인 입자로 구성된 덩어리로 존재합니다. 이들은 먼저 습윤된 다음 간단한 전단력(예: 밀링 디스크)을 통해 더 단순한 집합체로 분해된 후 심각한 입자 크기 감소가 발생합니다. 밀링은 이를 1차 입자(제품)로 줄여서 그 자체로 응집되기 쉽습니다. 일단 1차 입자가 형성되면 이를 부유 ​​상태로 유지하기 위해 첨가제가 필요합니다. "목표는 입자 파괴가 아니라 입자 크기 감소라는 점을 기억하는 것이 중요합니다"라고 Stummer는 말합니다.

초기 사전 분산 단계에서 고려해야 할 다른 요소는 블레이드 및 밀링 용기 형상입니다. 시료 크기도 용기 용량에 적합해야 합니다. 운영자는 위의 차선책 조합에 대한 몇 가지 해결 방법을 가지고 있습니다. 예를 들어, 습윤 및 분산을 개선하고 응집을 억제하기 위해 첨가제를 사용하는 능력이 있습니다.

추출을 위해 고순도 화학 또는 생물학적 샘플을 분쇄하는 데는 다양한 옵션이 있습니다. Cole-Parmer(일리노이주 버논 힐스)의 생명과학 제품 마케팅 관리자인 Michael Steinert는 구매자에게 샘플이 고려 중인 공장과 호환되는지 확인하라고 조언합니다. "더 작은 샘플의 경우 간단한 벤치톱 분쇄기가 트릭을 수행하거나 작은 수동 솔루션도 가능합니다. 더 큰 용량의 재료의 경우 일반적으로 자밀이 가장 효율적인 솔루션을 제공합니다." Cole-Parmer는 다양한 제품 중에서 단단한 매체를 사용하여 샘플을 분쇄하는 자밀(jar mill)을 판매합니다. 항아리가 회전함에 따라 입자가 미세한 분말로 감소됩니다.

Steinert는 "샘플과 호환되는 분쇄기를 찾는 것은 어렵지 않지만 분쇄 매체와 용기가 호환되는지 확인해야 합니다"라고 덧붙입니다. "스테인리스 스틸 볼을 사용하는 경우 다양한 크기로 제공되는 스테인레스 스틸 용기를 사용해야 합니다. 자 밀은 대량 작업뿐만 아니라 작은 배치에도 작동합니다. 운용능력."