Kas yra laboratorinis malūnėlis

Mokslinio tyrimo srityje,

kruopštus mėginių paruošimas - tai pagrindas, kuriuo grindžiami nesuskaičiuojami atradimai. Svarbiausias šio paruošiamojo proceso instrumentas yra laboratorinis malūnėlis - darbinis arklys, skirtas kietosioms medžiagoms mažinti. Šiame straipsnyje, įkvėptame išsamaus "Mašinų žinyno" (Machinery's Handbook) požiūrio, gilinamasi į laboratorinių malūnėlių pasaulį, nagrinėjant jų veikimo principus, funkcijas ir taikymą.

1. Įvadas

Įvairiose mokslo srityse dažnai iškyla poreikis analizuoti kietųjų medžiagų savybes. Nesvarbu, ar tiriama mineralų sudėtis, ar analizuojami farmacijos preparatai, ar apibūdinami polimerai, svarbiausia gauti reprezentatyvų smulkiai suskaidytą mėginį. Štai čia į pagalbą ateina laboratorinis smulkintuvas.

Šiose kompaktiškose, tačiau galingose mašinose naudojami įvairūs smulkinimo mechanizmai, kurie stambias medžiagas paverčia smulkiais milteliais. Tiksliai kontroliuodami malimo procesą mokslininkai gali pasiekti norimą dalelių dydžio pasiskirstymą, leidžiantį taikyti daugybę analizės metodų.

2. Laboratorinių šlifuoklių klasifikacija

Įvairialypė laboratorinių šlifavimo mašinų įvairovė apima įvairias technologijas, kurių kiekviena turi savų privalumų ir trūkumų. Čia pateikiamas kai kurių svarbiausių tipų suskirstymas:

Plaktukiniai malūnai:  Šiuose darbiniuose malūnuose naudojami dideliu greičiu besisukantys plaktukai, kurie smūgiuodami susmulkina medžiagą. Jie puikiai tinka trapioms medžiagoms, pavyzdžiui, grūdams, sėkloms ir vaistams, apdoroti.

Diskiniai malūnai:  Šie malūnai naudoja vieną arba du besisukančius diskus, todėl jie atlieka kirpimo ir malimo veiksmus. Jie tinka įvairioms medžiagoms, įskaitant minkštas ir pluoštines, malti, o šiluma išsiskiria minimaliai.

Pjovimo frezos:  Pjovimo malūnai, turintys aštrius peilius, kurie sukasi dideliu greičiu, puikiai tinka elastingoms ar pluoštinėms medžiagoms, tokioms kaip plastikas, guma ir maisto produktai, malti.

Rutuliniai malūnai:  Šiuose miniatiūriniuose pramoniniuose malūnuose naudojama besisukanti cilindro formos kamera, pripildyta malimo terpės (paprastai rutuliukų), kad smūgiuojant ir trinant būtų sumažintas dydis. Jie puikiai tinka kietoms ir trapioms medžiagoms malti iki labai smulkių miltelių.

Skiedinys ir grūstuvė:  Klasikinis skiedinys ir plaktuvas, nors ir nėra mašina, išlieka vertingas įrankis nedidelės apimties smulkinimui, ypač švietimo įstaigose arba labai mažiems mėginiams ruošti.

3. Veiklos principai

Nepaisant to, kad skirtingų tipų laboratorinės šlifavimo mašinos naudoja skirtingus mechanizmus, jų veikimą lemia tam tikri pagrindiniai principai:

Pašarų medžiaga:  Į malūno padavimo bunkerį tiekiama malama medžiaga. Padavimo greitis, kuris gali būti rankinis arba reguliuojamas automatiškai, daro didelę įtaką malimo procesui ir galutiniam dalelių dydžiui.

Malimo mechanizmas:  Smulkinimo mechanizmas: Priklausomai nuo malūno tipo, medžiagą veikia įvairios jėgos: plaktukų smūgiai, diskų kirpimas, peilių pjovimas arba smulkinimo priemonių smūgiai ir dilimas. Šios jėgos palaipsniui mažina dalelių dydį.

Dalelių dydžio kontrolė:  Galutiniam dalelių dydžiui įtakos turi keletas veiksnių, įskaitant malūno tipą, malimo terpę (rutuliniuose malūnuose), sukimosi greitį ir malimo trukmę. Laboratoriniuose malūnėliuose dažnai būna reguliuojami šių parametrų nustatymai, todėl galima tiksliai kontroliuoti produkto dydžio pasiskirstymą.

Išleidimas:  Sumalta medžiaga iš malūno išeina per išleidimo angą ir paprastai surenkama į talpyklą tolesnei analizei.

4. Pagrindiniai dizaino aspektai

Efektyviai laboratorinių malūnėlių konstrukcijai pirmenybė teikiama keliems esminiams veiksniams:

Universalumas:  Idealiu atveju laboratorinis malūnėlis turėtų būti pritaikytas apdoroti įvairias skirtingo kietumo ir trapumo medžiagas. Tai gali būti susiję su tokiomis savybėmis kaip reguliuojami šlifavimo mechanizmai arba keičiamos šlifavimo kameros.

Dalelių dydžio kontrolė:  Tiksli galutinio dalelių dydžio pasiskirstymo kontrolė yra labai svarbi daugeliui analizės metodų. Galimybė reguliuoti malimo parametrus, pavyzdžiui, sukimosi greitį ar malimo laiką, yra labai svarbi.

Pakartojamumas:  Laboratoriniai šlifavimo įrenginiai turėtų duoti nuoseklius rezultatus, užtikrinančius eksperimentų atkuriamumą. Šį tikslą padeda pasiekti patikimos valdymo sistemos ir optimizuoti malimo mechanizmai.

Lengvas valdymas:  Patogios sąsajos, intuityvus valdymas ir paprastos valymo procedūros pagerina bendrą naudotojo patirtį ir padidina darbo našumą.

Sauga:  Saugos funkcijos, tokios kaip blokavimo įtaisai ir dulkių surinkimo sistemos, yra labai svarbios, kad būtų išvengta nelaimingų atsitikimų ir naudotojai būtų apsaugoti nuo ore esančių dalelių poveikio.

5. Laboratorinių šlifuoklių pritaikymas

Laboratoriniai šlifuokliai atlieka svarbų vaidmenį ruošiant mėginius įvairiose mokslo srityse:

Cheminė analizė: Šlifavimas dažnai reikalingas kietųjų medžiagų cheminei sudėčiai analizuoti tokiais metodais kaip rentgeno spindulių difrakcija (XRD) arba elementinė analizė. Vaistų kūrimas: Farmacijos produktų sudėties kūrimas ir kokybės kontrolė priklauso nuo smulkiai sumaltų mėginių, skirtų veikliųjų ir pagalbinių medžiagų analizei. Medžiagų mokslas: Medžiagų savybių apibūdinimui dažnai reikalingi smulkiai sumalti mėginiai tokiems metodams kaip skenuojanti elektroninė mikroskopija (SEM) arba dalelių dydžio analizė. Maisto mokslas: Maisto produktų cheminei sudėčiai ir fizinėms savybėms analizuoti dažnai prieš analizę reikia sumalti mėginius. Aplinkos mokslas: Dirvožemio, nuosėdų sudėties tyrimas