Como obter tamanho de partícula e dispersão consistentes com seu moinho ou moedor

Angelo DePalma é um escritor freelance que mora em Newton, Nova Jersey. Você pode contatá-lo em [email protected].

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Consistência é a força vital do trabalho de laboratório. Um processo ou operação consistente é previsível, bem controlado e passível de solução de problemas quando as coisas dão errado. Mais produtos do que se pode imaginar dependem da consistente pulverização, micronização ou redução do tamanho das partículas das matérias-primas, seguidas por sua dispersão uniforme na matriz do produto.

De acordo com Andreas Stummer, gerente da linha de negócios para dispersão da BYK-Gardner (Columbia, MD), a viscosidade da amostra é um dos principais fatores que influenciam a consistência na redução do tamanho da partícula e na dispersão. "Como o material se move através do moinho e, finalmente, com que facilidade ele se dispersa dentro do produto formulado, é fundamental para obter resultados de moagem consistentes. Outros fatores incluem tamanho do grânulo de moagem, taxa de preenchimento do grânulo, material do grânulo, tipo de moinho de grânulo e tempo de permanência dentro da fábrica." O negócio principal da BYK cobre uma grande variedade de aplicações de moagem e dispersão, com especialização em tintas, pigmentos e tintas. A empresa vende moinhos de esferas horizontais e verticais, moinhos de cestos, além de instrumentos para medir temperatura, cor e outras características de matérias-primas e produtos finais. A BYK também mantém um laboratório de testes de última geração em Wallingford, CT, onde oferece demonstrações e testes para clientes em potencial.

A temperatura influencia na qualidade do produto devido à significativa energia mecânica aplicada durante todos os estágios de moagem. Seguindo a noção de consistência, a moagem deve ocorrer em temperatura uniforme, compatível com redução granulométrica eficiente e que não prejudique o produto. Amostras biológicas, particularmente tecidos animais, podem ser suscetíveis a danos causados ​​pelo calor. "Usamos várias maneiras de controlar a temperatura", diz Stummer. "Nossos moinhos de cestos, por exemplo, são revestidos com parede dupla para permitir o resfriamento a água."

O tempo de moagem é outro fator. Os usuários devem ter o cuidado de cronometrar cada etapa envolvendo o contato da amostra. A fresagem ou moagem normalmente envolve várias etapas. Os pigmentos normalmente existem como aglomerados, que consistem em partículas heterogêneas mantidas juntas por meio de forças atrativas químicas, mecânicas e fracas. Estes são primeiro umedecidos e, em seguida, quebrados em agregados mais simples, por meio de forças de cisalhamento simples (por exemplo, um disco de moagem), antes que possa ocorrer uma redução séria do tamanho das partículas. A moagem os reduz a partículas primárias - o produto - que são suscetíveis à agregação. Uma vez formadas as partículas primárias, são necessários aditivos para mantê-las suspensas. "É importante lembrar que o objetivo é a redução do tamanho das partículas, não a destruição das partículas", diz Stummer.

Outros fatores a serem considerados durante a etapa inicial de pré-dispersão são as geometrias da lâmina e do vaso de moagem. O tamanho da amostra também deve ser apropriado para o volume do recipiente. Os operadores têm várias soluções alternativas para combinações abaixo do ideal acima; por exemplo, a capacidade de usar aditivos para melhorar a umectação e dispersão e inibir a floculação.

Existem muitas opções para a moagem de amostras químicas ou biológicas de alta pureza para extração. Michael Steinert, gerente de marketing de produtos para biociências da Cole-Parmer (Vernon Hills, IL), aconselha os compradores a confirmar se as amostras são compatíveis com qualquer fábrica que você esteja considerando. "Para amostras menores, um simples moinho de bancada resolverá o problema ou até mesmo uma pequena solução manual. Para uma maior capacidade de material, um moinho de frasco geralmente fornecerá a solução mais eficiente." Entre suas muitas ofertas, a Cole-Parmer vende moinhos de frascos, que empregam mídia dura para pulverizar amostras. À medida que o frasco gira, as partículas são reduzidas a um pó fino.

"Não deve ser difícil encontrar um moinho de frasco compatível com suas amostras, mas você precisa ter certeza de que o meio de moagem e o frasco são compatíveis", acrescenta Steinert. "Se você estiver usando bolas de aço inoxidável, deve usar potes de aço inoxidável, que vêm em vários tamanhos. O moinho de jarros funciona não apenas para grandes quantidades, mas também para lotes menores, pois o jarro não precisa ser enchido para capacidade de operação."