In recent years, China’s rapid industrial development has created more opportunities for the mechanical equipment industry in deep processing. Particle size plays a crucial role in the bioavailability of certain medical products, making pulverization vital. The air pulverizer has become essential in pharmaceutical pulverization due to its low temperature, short production cycle, and high powder collection rate. It provides uniform, fine particle size distribution. The air pulverizer, also known as the air jet mill, jet mill, or energy flow mill, uses high-speed airflow (300-500 m/s) or superheated steam (300-400°C) to ultra-finely pulverize solid materials. As a widely used ultra-fine pulverization device, the air pulverizer is applied to superhard materials. The materials include chemicals, pharmaceuticals, foods, and metal powders. Some customers have mentioned that while the air pulverizer has a wide range of pulverization particle sizes, the pulverization effect varies. Why is this?
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 offers advanced air jet mills designed to optimize pulverization effect and ensure superior product quality. With a commitment to customer satisfaction, Epic Powder provides high-performance equipments to meet the diverse needs of industries worldwide.