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可変速ローターミルPULVERISETTE 14プレミアムラインのインパクトローターとカッティングローターの使用

FRITSCH可変速ローターミルPULVERISETTE 14プレミアムラインは、衝撃、せん断、そしてカッティング粉砕を1台で実現します。わらのサンプルを用いて、適切なアクセサリを交換するだけで、可変速ローターミルとカッティングミルの両方の用途を実現する方法をご紹介します。

粉砕レポート
わら(穀物の廃棄物粒子)
結果1: カッティングミル PULVERISETTE 15
部品 工具鋼製 粉砕刃
+ ステンレス製 梯形穴 0.25mmふるい
試料量 100g
試料サイズ 1cm未満
粉砕時間 5分
最終粒度 0.25mm未満
コメント

弊社のカッティングミルPULVERISETTE 15は、100gのサンプルを問題なく粉砕できます。粉砕室に適切な量のサンプルを充填した場合、最大毎分48gの粉砕が可能です。2分後には粉砕量が13g増加し(合計61g)、3分後には回収容器にさらに6gのサンプルが入りました(合計67g)。

粉砕は5分後に中止し、合計73gの粉砕が行われました。粉砕室内に残ったサンプルは空気の流れで回転しているだけで、適切に粉砕されていません。

より多量のサンプルを一定量ずつ供給できるのではないかと推測しています。サンプル量が多いと粉砕室内が常に加熱されることが予想されますが、このような軽量サンプルであれば炭化することは考えられません。鋭い刃を持つナイフは、おそらくはるかに早く鈍くなるでしょう(PULVERISETTE 19ユニバーサルカッティングミルのVカットローターは、それほど鋭角な切断角度ではないため)。

写真

カッティングミルで粉砕したサンプル:右から左へ - 粉砕開始から 1 分後、2 分後、3 分後の出力。

test1
結果2: カッティングミル PULVERISETTE 19 speed: 300-3000 rpm
部品 工具鋼製 V型ローター
+ 梯形穴 0.25mm ふるい
+ サイクロンセパレーター
試料量 150g
試料サイズ 1cm
粉砕時間 2分
最終粒度 0.25mm未満
コメント

2 番目のサンプルは、当社のユニバーサル カッティング ミル PULVERISETTE 19 で使用されました。オプションのサイクロンを使用した粉砕では、結果 1 と同様の結果が得られると予想されます。

ユニバーサルカッティングミルPULVERISETTE 19には、サイクロンセパレーターを備えたサンプル排出システムも搭載可能で、より大量のサンプルを迅速に粉砕できます。毎分2800リットルの空気流量により、サンプルはさらに冷却されます。また、使用済みのふるいカセットを通過できたサンプルは、粉砕室から吹き飛ばされます。

サイクロンを使用することで、毎分100gの粉砕量を達成しました。約90秒後、粉砕音が聞こえ、サンプルの大部分が粉砕されたことがわかります。合計2分間の粉砕後、ふるいカセットの上部にはわずかな残留物しか残っていません。 より多量の粉砕も問題なく可能であるはずです。

写真

粉砕室を開けたところ:ローターは蓋の上に設置されており、ふるいカセットはまだ組み立てられたままです。2分後、ふるいカセットの上に少量のサンプルが残っているだけです。

test2
結果3: ロータースピードミル PULVERISETTE 14 クラシックライン
回転数 20,000 rpm
部品 ステンレス製インパクトローター 12枚刃
+ 梯形穴 0.25mm ふるいリング
試料量 30g
試料サイズ 1cm
粉砕時間 90秒
最終粒度 0.25mm未満(大部分<125um)
コメント

可変速ローターミルPULVERISETTE 14を使用すると、サンプルの半分以上が使用済みのふるいリングの目開きの半分まで粉砕されます。0.25 mmのふるいリングを使用すると、50%以上が125 µm未満まで粉砕される可能性があります。

3 回目の試行では、可変速ローターミルによる粉砕の原理である衝撃力と剪断力によるサンプルの粉砕性をチェックしたいと考えました。

30gのサンプルを投入し、90秒以内に粉砕しました。写真の通り、得られた粒子は試験1と2の結果よりもはるかに細かくなっています。

ローターとふるいリングの汚れは最小限に抑えられ、柔らかいブラシで掃除機をかけるだけですぐに清掃できます。

より大量の粉砕には、大量粉砕用アクセサリ(サンプル量が 50 g を超える場合 - 結果 4 を参照)を使用するか、サイクロンセパレーター付きのサンプル排出システム(サンプル量がさらに多い場合、たとえば 500 g を超える場合)を使用することをお勧めします。

写真

90 秒後に粉砕室を開くと、ふるいリングとローターがわずかに汚れていますが、より大量のサンプルの粉砕はまだ可能です (標準パンを閉じた状態で最大 50 g)。

test3
結果4: ロータースピードミル PULVERISETTE 14 クラシックライン
回転数 20,000 rpm
部品 ステンレス製インパクトローター 12枚刃
+ 梯形穴 0.5mm ふるいリング
+ 大容量粉砕セット
試料量 85g(サンプルの残り)
試料サイズ 1cm
粉砕時間 1分10秒
最終粒度 <0.5mm(大部分<0.25mm)
コメント

最後の試験では、残ったサンプルを使用して、大量粉砕用の付属品によるサンプルの粉砕性をチェックしました。

85gのサンプルは70秒以内に粉砕されました。0.5mmのふるいリングを使用した場合でも、粉砕されたサンプルはカッティングミルを使用した試験1および2の結果よりもさらに細かくなっているようです。

この設定では、ローターとふるいリングへの微細粉塵の付着は最小限に抑えられています。より高濃度のサンプルの粉砕も可能です。また、ローターの裏側にも高濃度の粉塵が付着していません。最大500gのサンプルであれば問題なく粉砕できると予想しています。

写真

合計70秒、サンプル85gを投入後、蓋を取り外しました。インパクトローターのリブと、使用した0.5mmのふるいリングの開口部には、残留物はほとんど残っていません。大量粉砕用のアクセサリを使用すれば、最大500gのサンプルを粉砕できます。

test4
乾燥した稲わら
結果1: ユニバーサルカッティングミル PULVERISETTE 19 speed: 300-3000 rpm
回転数 3000 rpm
部品 工具鋼製 V型ローター刃
+ ステンレス製 梯形穴 0.5mmふるい
+ ハイパフォーマンスセパレーター
試料量 100g
試料サイズ 250mm
粉砕時間 80秒
最終粒度 500um
コメント

提示されたサンプルは軽量で非常に大きかったため、粉砕速度を大幅に向上させるには、アクティブサイクロンセパレーターが必要です。アクティブエアフローがなければ、破片を手動で粉砕室に押し込む必要があります。また、粉砕するサンプル量が多い場合は、毎分2800リットル以上の空気を排出するサンプル排出装置がサンプル材料と粉砕部品を冷却します。粉砕されたサンプルは、使用済みカセットのふるいの穴を通過できる瞬間に粉砕室から吹き飛ばされます。

標準的には、サンプルを可能な限り細かくするのではなく、必要な分だけ細かく粉砕することをお勧めします。これにより、サンプルの処理と研削工具の耐久性が大幅に向上します。

通常、ユニバーサルカッティングミル PULVERISETTE 19 はサンプルを 0.5 mm 未満に素早く粉砕します。0.25 mm 未満の結果を得るには、スタティックナイフとローターナイフの隙間が約 0.2 ~ 0.25 mm であるため、はるかに長い粉砕時間が必要になります。

最初の試験では、0.5 mmのふるいカセットを使用し、より高いスループットで比較的細かい粉砕結果が得られることを実証しました。標準漏斗にサンプルを1分間連続的に投入しました。1分後、粉砕音は急速に消えました。80秒後、ミルとサンプル排出装置を停止し、粉砕室を点検しました。0.5 mmのふるいカセットの上部にはわずかな粒子が残っているだけで、ふるいカセットのいくつかの穴にストローが少し詰まっているだけでした。

写真

サンプルを粉砕する前の乾燥したわらの例。

test1

研削室を開けると残留物が最小限に抑えられ、柔らかいブラシで掃除機をかけることで迅速に清掃できました。

test1

0.5 mmの穴あきふるいカセットを通過したサンプル。

test1
結果2: カッティングミル PULVERISETTE 19 speed: 300-3000 rpm
部品 工具鋼製 V型ローター
+ 梯形穴 0.25mm ふるい
+ サイクロンセパレーター
試料量 120g
試料サイズ 250mm
粉砕時間 4分
最終粒度 250um
コメント

この試験では、ユニバーサルカッティングミル用の最高級ふるいカセットを使用しました。通常、ふるいカセットの目開きは0.25mmで、石炭やコークスなどの脆性材料にのみ推奨されます。

サンプルを投入し、合計3.5分間粉砕しました。粉砕開始から1分後、空気の流れが途絶え始めました。これは、サンプル排出装置の吸引力によって、軽量サンプルがふるいカセットに付着したままになっているためです。粉砕工程中は、掃除機のホースを取り外したり、取り付けたりする必要がありました。

3.5分後、サンプルの投入を停止しました。粉砕音が消えるまでには比較的時間がかかりました。4分後、機械を停止しました。粉砕室内には、強く付着した藁粉が大量に残っていました。結果1と比べて、清掃にははるかに手間がかかります。湿らせた布で付着した粉塵を拭き取る必要があるでしょう。

サイクロン収集ガラス内で見つかった出力は、サンプルが粉砕室内に長く留まったため、結果 1 と比較してはるかに細かくなりました。

この方法では、より多くの量を粉砕することはお勧めしません。1バッチあたり最大30リットルのサンプルを粉砕する場合は、0.5mm未満に粉砕してください。

写真

4分後に粉砕室を開けた。粉砕室に微細な粉塵が付着していた。ふるいカセット上部に付着していたサンプルは速やかに除去した。

test2

0.25mmの穴あきふるいカセットを通過した出力。サンプルの細かさを示すために、山(右側)にスプーンを押し当てた。

test2
結果3: ユニバーサルカッティングミル PULVERISETTE 19 speed: 300-3000 rpm
回転数 3000 rpm
部品 ステンレス製インパクトローター 12枚刃
+ 梯形穴 0.75mm ふるいリング
試料量 700g
試料サイズ 250mm
粉砕時間 7.5分
最終粒度 750um
コメント

可変速ローターミルPULVERISETTE 14プレミアムラインは、カッティングミルとして使用できます。最大18,000rpm(3,000rpmではなく)まで回転させることにより、サンプルを0.2mm未満に粉砕できます。このミルを使用する場合、サンプルを投入口に通すために事前にサンプルをカットする必要があります。投入可能な最大サイズは1cmを超えないようにしてください。

プレカットには、ユニバーサルカッティングミルPULVERISETTE 19を使用し、0.75mmの台形孔を持つふるいカセットを装着しました。最大処理量は考慮せず、サンプルは粉砕室に付着した微量の粉塵を除去するために使用しました(結果02参照)。通常は、油脂分やしわのある残留物を吸着し、清掃の手間を最小限に抑えるため、軟材の投入をお勧めします。

サンプルを7分間連続投入したところ、サイクロンの集塵ガラス内に約4リットルのバルク出力が確認されました。約7.5分後に粉砕機を停止しました(この時点で粉砕音は確認されませんでした)。粉砕室はほぼクリーンな状態でした。わずかに付着した微細な粉塵が残っており、主に投入ロート側にありました。粉砕室を掃除機で掃除し、湿らせた布で残留物を拭き取りました。

この方法では、もっと大量の粉砕も可能でしょう。この種のサンプルを1バッチ分、可変速ローターミルPULVERISETTE 14プレミアムラインを用いた微粉砕試験に使用します(結果04参照)。

写真

7.5分後に粉砕室を開けました。結果02から多くの結果がすでに除去されていました。

test3

サイクロンを5リットルのガラス容器に取り付けました。約4リットルの微細粉砕サンプルが粉砕され、軽量粒子がサンプルの上部に付着しました。

test3
結果4: ロータースピードミル PULVERISETTE 14 プレミアムライン
回転数 18,000 rpm
部品 カッティングローター
+ 梯形穴 0.20mm ふるいリング
+ ハイパフォーマンスセパレーター
試料量 130g
試料サイズ 0.75mm
粉砕時間 2.5分
最終粒度 < 200um
コメント

結果03で藁サンプルをプレカットした後、サンプルはカッティングミルに改造された可変速ローターミルPULVERISETTE 14プレミアムラインに直接投入することができました。0.2mmの目開きを持つ篩い板を直接使用しました。より粗いプレカット結果の藁でも投入できるはずです。

130グラムのサンプルを用意し、ゆっくりと投入ロートに投入しました。サンプル全体が粉砕室に移されるまで、ちょうど2.5分かかりました。粉砕音は典型的なもので、最後の破片が投入されるとすぐに消えました。

粉砕室は目詰まりが著しくなく、ふるいシェルセットも微細なサンプルダストでわずかに汚染されている程度でした。この方法であれば、より多くのサンプルを粉砕できるはずです。

量が多い場合は、粉砕機の隣に振動式フィーダーLABORETTE 24を設置し、粉砕工程を自動化することも可能です。結果02と比較すると、ふるいカセットを縦方向に通過するサンプル量が大幅に増加し、粒度も大きくなっているようです。

写真

合計70秒、サンプル85gを投入後、蓋を取り外しました。インパクトローターのリブと、使用した0.5mmのふるいリングの開口部には、残留物はほとんど残っていません。大量粉砕用のアクセサリを使用すれば、最大500gのサンプルを粉砕できます。

test4

0.2 mmの穴あきふるいシェルを通過した出力。

test4
麦わら
結果1: ユニバーサルカッティングミル PULVERISETTE 19 speed: 300-3000 rpm
部品 工具鋼製 V型ローター刃
+ ステンレス製 梯形穴 2mmふるい
試料量 102.9g
試料サイズ 13cm
粉砕時間 3分
最終粒度 1cm未満
コメント

麦わらの大部分は長さが13cm未満です。最大長が20cm未満のものはごくわずかしか発見されていません。

3分以内にサンプル全量を粉砕しました。粒子は台形の開口部を縦方向に通過するため、長さ約1cmの粒子も検出されます。

粉砕室内に残るサンプルはごく少量で、柔らかいブラシで吸引することで素早く除去できます。この方法により、より多くのサンプルを粉砕することも可能です。

サンプルを事前にカットするために、さらに小さな開口部を持つふるいカセットを使用することも可能です。

結果2: ロータースピードミル PULVERISETTE 14 クラシックライン
部品 ステンレス製インパクトローター 12枚刃
+ 梯形穴 0.08mm ふるいリング
+ サイクロンセパレーター
(+振動フィーダー LABORETTE 24)
試料量 101.2g
試料サイズ 1cm未満
粉砕時間 4分45秒
最終粒度 80um未満
コメント

可変速ローターミルPULVERISETTE 14は、サンプルの微粉砕に使用されました。この機械では、より大量のサンプルの粉砕も可能です。

この約 101 g のサンプルの場合、サンプルを一定量供給するのに約 4 ¾ 分かかりました。

振動フィーダー LABORETTE 24 を使用すると供給を自動化できます。この振動フィーダーは可変速ローターミル PULVERISETTE 14 にも接続できます。

粉砕後、ローターとふるいリングはわずかに汚れているだけです。より多くのサンプルを粉砕することも可能です。柔らかいブラシで掃除機をかけることで、迅速に洗浄できます。

粉砕粒子の粒度について:通常、粉砕粒子のd50は台形目開きの半分の大きさになります。そのため、サンプルの約50%は40µm(80µmのふるいリングを使用)程度の大きさになります。


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