In den letzten Jahren hat Chinas rasante industrielle Entwicklung dem Maschinenbau neue Möglichkeiten in der Tiefenverarbeitung eröffnet. Die Partikelgröße spielt eine entscheidende Rolle für die Bioverfügbarkeit bestimmter medizinischer Produkte, weshalb die Pulverisierung unerlässlich ist. Der Luftpulverisierer ist aufgrund seiner niedrigen Temperatur, des kurzen Produktionszyklus und der hohen Pulversammelrate für die pharmazeutische Pulverisierung unverzichtbar geworden. Er sorgt für eine gleichmäßige, feine Partikelgrößenverteilung. Der Luftpulverisierer, auch bekannt als Luft StrahlmühleDie Strahlmühle, auch Energiestrommühle genannt, nutzt Hochgeschwindigkeitsluft (300–500 m/s) oder überhitzten Dampf (300–400 °C), um Feststoffe ultrafein zu pulverisieren. Als weit verbreitetes Gerät zur ultrafeinen Pulverisierung wird der Luftzerkleinerer für superharte Materialien eingesetzt. Zu den Materialien gehören Chemikalien, Pharmazeutika, Lebensmittel und Metallpulver. Einige Kunden berichten, dass der Luftzerkleinerer zwar ein breites Spektrum an Partikelgrößen erreicht, die Pulverisierungswirkung jedoch variiert. Warum ist das so?
Der Pulverisierungseffekt in einer Luftstrahlmühle wird von Faktoren wie dem Gas-Feststoff-Verhältnis, der Partikelgröße des Ausgangsmaterials, der Temperatur und dem Druck des Arbeitsfluids sowie den Pulverisierungshilfsmitteln beeinflusst.
Gas-Feststoff-Verhältnis
Das Gas-Feststoff-Verhältnis in der Luftstrahlmühle während der Pulverisierung ist ein entscheidender technischer Parameter und Indikator.
Bei einem zu geringen Gas-Feststoff-Verhältnis reicht die kinetische Energie des Luftstroms nicht aus, was sich negativ auf die Feinheit des Produkts auswirkt. Ein zu hohes Gas-Feststoff-Verhältnis hingegen führt nicht nur zu Energieverschwendung, sondern verschlechtert auch die Dispersionsleistung bestimmter Pigmente.
Techniker empfehlen, bei der Verwendung von überhitztem Dampf als Arbeitsmedium das Gas-Feststoff-Verhältnis beim Pulverisieren harter Materialien nach der Kalzinierung im Allgemeinen auf 2 bis 4:1 und beim Pulverisieren oberflächenbehandelter Materialien auf 1 bis 2:1 einzustellen.
Zufuhrpartikelgröße
Auch beim Zerkleinern harter Materialien müssen hohe Anforderungen an die Partikelgröße des Aufgabeguts gestellt werden.
Bei Titanpulver muss die Zerkleinerung kalzinierter Materialien auf 100–200 Mesh kontrolliert werden, während die Zerkleinerung oberflächenbehandelter Materialien im Allgemeinen im Bereich von 40–70 Mesh liegen sollte und 2–5 Mesh nicht überschreiten darf.
Temperatur des Arbeitsfluids
Techniker erklären, dass die Durchflussrate des Gases zunimmt, wenn die Temperatur des Arbeitsfluids zu hoch ist.
Beispielsweise beträgt die kritische Geschwindigkeit von Luft bei Raumtemperatur 320 m/s. Bei einer Temperatur von 480 °C erhöht sich die kritische Geschwindigkeit auf 500 m/s, was eine Erhöhung der kinetischen Energie um 150% bedeutet. Eine Erhöhung der Temperatur des Arbeitsmediums trägt daher zur Verbesserung der Zerkleinerungswirkung bei.
Beim Zerkleinern von Titanpulver liegt die Temperatur des überhitzten Dampfes in der Regel bei etwa 300–400 °C. Techniker weisen darauf hin, dass die Temperatur beim Pulverisieren und Kalzinieren typischerweise höher und beim Pulverisieren oberflächenbehandelter Materialien niedriger ist. „Einige Oberflächenbehandlungsmittel, insbesondere organische, sind nicht hitzebeständig und müssen daher nur um 100 °C über die ursprüngliche Dampftemperatur überhitzt werden.“
Arbeitsflüssigkeitsdruck
Der Druck des Arbeitsmediums ist ein Schlüsselparameter für die Geschwindigkeit des Strahls und beeinflusst maßgeblich die Feinheit der Pulverisierung. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Druck des Arbeitsmediums, desto schneller die Geschwindigkeit und desto größer die kinetische Energie.
Doch wie hoch sollte der Druck beim Pulverisieren sein? Techniker sagen, dass dies hauptsächlich von der Zerkleinerungsbarkeit und den Feinheitsanforderungen des Materials abhängt. Beispielsweise beträgt der Dampfdruck beim Pulverisieren von Titanpulver mit überhitztem Dampf in der Regel 0,8–1,7 MPa. Beim Pulverisieren kalzinierter Materialien ist der Druck typischerweise höher, während er beim Pulverisieren oberflächenbehandelter Materialien niedriger sein kann.
Pulverisierungshilfen
Techniker weisen darauf hin, dass die Zugabe geeigneter Pulverisierungshilfsmittel während des Pulverisierungsprozesses sowohl die Pulverisierungseffizienz als auch die Dispersionsleistung des Produkts im Medium verbessern kann.
Wie sollten also Pulverisierungshilfsmittel ausgewählt werden?
Bei der Oberflächenbehandlung von Titandioxid fungieren die meisten organischen Tenside auch als Zerkleinerungshilfen. Zu den anorganischen Zerkleinerungshilfen zählen typischerweise Natriumhexametaphosphat und Natrium(Kalium)pyrophosphat.
Epische Pulvermaschinen bietet fortschrittliche Luftstrahlmühlen an, die den Pulverisierungseffekt optimieren und eine hervorragende Produktqualität gewährleisten. Mit dem Engagement für die Kundenzufriedenheit Episches Pulver bietet Hochleistungsgeräte, um den vielfältigen Anforderungen der Industrie weltweit gerecht zu werden.