Verpletterende principes

De gebruikte maalmachine bepaalt niet alleen het verkleiningsprincipe, maar ook de gewenste deeltjesvorm, de uiteindelijke fijnheid en de doorvoer. Een verkeerde keuze van de maalmachine kan leiden tot overmatige slijtage, warmteontwikkeling of onvoldoende homogenisatie. Trilmolens combineren impact- en wrijvingskrachten en zijn geschikt voor kleine monsters, evenals voor droog, nat of cryogeen malen. In een cryogene maalmachine wordt het materiaal continu gekoeld met vloeibare stikstof, waardoor het bros wordt en vluchtige componenten behouden blijven. Snijmolens zijn ideaal voor vezelachtige of elastische materialen en leveren deeltjes met een gedefinieerde grootte, terwijl kaakbrekers of centrifugaalbrekers geschikt zijn voor het voorbreken van grote, harde brokken. Een weloverwogen combinatie van verschillende maalmachinetypes zorgt ervoor dat het materiaal efficiënt en voorzichtig wordt verwerkt en dat de daaropvolgende analyses of productiestappen betrouwbare resultaten opleveren.

Drukspanning is een van de oudste breekprincipes. Het materiaal wordt samengedrukt tussen twee vaste of bewegende oppervlakken totdat het zijn interne sterkte overwint en breekt. Typische machines zoals kaakbrekers of walsbrekers werken volgens dit principe: de monsters worden in een smalle opening gevoerd en door mechanische druk verbrijzeld. Deze methode is bijzonder effectief voor harde en broze monsters zoals ertsen of gesteenten, die relatief spontaan breken onder druk. In primaire brekers zoals gyratorbrekers zorgt een excentrisch gemonteerde breekkegel voor een uniforme spanning en een hoge doorvoer. Het drukprincipe is minder geschikt voor taaie, elastische materialen, omdat deze eerder vervormen dan verbrijzelen. Bij gebruik van deze methode is het belangrijk ervoor te zorgen dat het materiaal gelijkmatig wordt aangevoerd om brugvorming en een ongelijkmatige deeltjesgrootteverdeling te voorkomen.

Bij impactfrezen wordt het monster met hoge snelheid in contact gebracht met een vast oppervlak. De versnelde deeltjes botsen tegen de impactoppervlakken of slijpgereedschappen en versplinteren door de resulterende impactkrachten. Kogelmolens, hamermolens en straalmolens maken gebruik van dit principe door middel van snelle rotaties of luchtstromen, waardoor talloze impacts ontstaan. Deze methode is bijzonder geschikt voor harde, brosse en kristallijne materialen, die bij impact in fijnere deeltjes uiteenvallen. In trilmolens wordt dit principe gecombineerd met wrijving om kleine monsters efficiënt te homogeniseren; ze zijn zelfs geschikt voor droog, nat en cryogeen frezen. De uiteindelijke fijnheid is afhankelijk van de impactsnelheid, de geometrie van de slijpgereedschappen en het freesproces. Impactfrezen kan warmte genereren; daarom is adequate koeling aan te raden voor temperatuurgevoelige monsters of materialen die vluchtige componenten bevatten.

Wrijvingsslijpen is gebaseerd op de beweging van het oppervlak van het slijpgereedschap ten opzichte van het monster, waardoor wrijvingskrachten tussen beide ontstaan. De vaste deeltjes worden in feite afgesleten; druk- en schuifkrachten werken gelijktijdig. Schijfmolens en slijpplaten maken gebruik van deze glijdende wrijving om zachte tot middelharde materialen te vermalen of te homogeniseren. De warmteontwikkeling is doorgaans hoger dan bij druk- of snijslijpen, omdat energie tijdens de glijdende beweging continu wordt omgezet in warmte. Daarom moeten monsters met een laag smeltpunt of warmtegevoelige componenten langzaam worden vermalen of vooraf worden gekoeld. Wrijvingsslijpen is zeer geschikt wanneer een uniforme deeltjesgrootteverdeling en een zeer fijne einddeeltjesgrootte vereist zijn, bijvoorbeeld bij de productie van poeders voor analytische bepalingen. In veel molens wordt wrijving gebruikt in combinatie met impact- of schuifkrachten om een ​​effectiever verkleiningsresultaat te bereiken.

Afschuiving vindt plaats wanneer twee oppervlakken ten opzichte van elkaar worden verschoven en het materiaal ertussen door een afschuivingsbeweging wordt gesneden of vermalen. Dit principe is bijzonder geschikt voor vezelige, taaie en elastische materialen zoals kunststoffen, groenten, hout of papier, die moeilijk te vermalen zijn met alleen drukkrachten. Rotor-impactmolens en kruis-impactmolens hebben tegengesteld draaiende gereedschappen die het monster afschuivingen; de resulterende deeltjesgrootte kan worden bepaald door zeven en snijsnelheid. Een belangrijk voordeel is de lage warmteontwikkeling, wat warmtegevoelige monsters beschermt. Afschuiving produceert relatief schone snijranden en een smalle deeltjesgrootteverdeling. Voorvermalen kan nuttig zijn voor grotere monsters of vezelige materialen. Voor extreem elastische producten wordt vaak een combinatie van afschuiving en snijden gebruikt.

Bij het snijprincipe scheiden scherpe snijkanten het materiaal door middel van scheren of hakken. Snijmolens, shredders en roterende snijders hebben messen die het materiaal door een roterende beweging in gedefinieerde deeltjes snijden. Deze methode is geschikt voor zachte, elastische, vezelige en taaie materialen, zoals planten, textiel, kunststoffen of folies. De scherpe snede genereert slechts minimale wrijving en daardoor weinig warmte, waardoor verkleuring of thermische veranderingen van het materiaal worden voorkomen. Moderne snijmolens, zoals de SM-serie, maken variabele snijsnelheden en zeefinzetstukken mogelijk, waardoor de gewenste deeltjesgrootte reproduceerbaar kan worden ingesteld. In tegenstelling tot zuivere compressie- of impactprocessen blijft de deeltjesvorm hier vaak langwerpig of schubachtig. Snijden is ongeschikt voor zeer harde en broze materialen; voor deze materialen worden compressie- of impactmolens aanbevolen.