Die überlegenen Eigenschaften ultrafeiner Partikel haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Immer mehr Forscher konzentrieren sich auf die Herstellung feiner Pulver. Die Luftstrahlmahltechnologie hat sich als wichtiges Verfahren zur Herstellung ultrafeiner Pulver zu einer der bevorzugten Methoden für die Entwicklung leistungsstarker Mikropulvermaterialien entwickelt. Anwendung der Luftstrahlmühle Aufgrund ihrer Fähigkeit, hohe Präzision und feine Partikelgrößen zu erzielen, hat sich diese Technologie in verschiedenen Branchen, darunter Pharmazie, Chemie und Materialwissenschaften, etabliert. Sie gewährleistet eine effektive Partikelgrößenreduktion bei gleichzeitigem Erhalt der Qualität und Eigenschaften empfindlicher Materialien.
Merkmale von Luftstrahlmühle
Die Luftstrahlmühle, auch Wirbelschichtmühle genannt, nutzt Hochgeschwindigkeits-Luftströme zur Zerkleinerung von Materialien. Die Zerkleinerung erfolgt durch Kollision, Aufprall und Scherung mit den Aufprallkomponenten. Produkte, die mit einer Luftstrahlmühle zerkleinert werden, weisen eine gleichmäßige Feinheit und eine enge Partikelgrößenverteilung auf. Das Pulver zeichnet sich durch hohe Reinheit, glatte Oberflächen, regelmäßige Formen und gute Dispergierbarkeit aus. Das Verfahren führt zu minimaler Kontamination und ermöglicht sogar die Schaffung einer kontaminationsfreien und sterilen Umgebung. Dadurch eignet es sich für die Ultrafeinvermahlung in Bereichen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
Luftstrahlmühlen setzen beim Mahlen nur geringe Wärmemengen frei. Daher eignen sie sich besonders für niedrigschmelzende oder wärmeempfindliche Materialien. Der Produktionsprozess ist hochautomatisiert und somit ideal für die industrielle Großproduktion. Das Luftstrahlmahlen kann zudem mit nachfolgenden Schritten wie Trocknen oder Beschichten kombiniert werden. So können Materialien gleichzeitig gemahlen und Lösungen zum Beschichten oder zur Oberflächenmodifizierung aufgesprüht werden. Allerdings hat das Verfahren den Nachteil eines hohen Energieverbrauchs.
Anwendung der Luftstrahlmühle
Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile spielt die Luftstrahlmühle in vielen Bereichen eine äußerst wichtige Rolle.
Bergbau und Metallurgie
Die Anwendung der Luftstrahlmühlentechnologie hat ihren Ursprung in der Bergbau- und Metallurgieindustrie. Sie wurde intensiv zur Herstellung ultrafeiner Metall- und Nichtmetallpulver erforscht. Weit verbreitet ist sie für die Feinvermahlung nichtmetallischer Mineralien wie Talk, Marmor, Kaolin und Glimmer. Auch zur Herstellung ultrafeiner Pulver aus Wolframcarbid, Silber und Tantalcarbid findet sie Anwendung. In den letzten Jahren hat die Luftstrahlmühle neue Potenziale in der Materialtrennung und der Verwertung fester Abfälle aufgezeigt.
Militär, Luft- und Raumfahrt und andere Bereiche
Ultrafeine Pulvermaterialien können zur Herstellung von Tarnmaterialien für Anwendungen wie unsichtbare Flugzeuge und Panzer verwendet werden. Raketentreibstoffe aus luftstrahlgemahlenen Oxidationsmitteln, Katalysatoren und anderen Komponenten haben eine mehr als doppelt so hohe Verbrennungsgeschwindigkeit wie herkömmliche Treibstoffe.
Chemische Industrie, Energie und weitere Bereiche
Titandioxid, das als Pigment verwendet wird, erfordert eine hohe Partikelgröße und Reinheit. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden üblicherweise Luftstrahlmühlen zum Zerkleinern von Titandioxid eingesetzt. Luftstrahlgemahlenes Titandioxid weist eine bessere Stabilität und bessere optische Eigenschaften auf. Die katalytische Leistung von Aluminiumhydroxid wird durch die Luftstrahlmahlung verbessert, und es kann als Füllstoff in Kunstmarmor und Fiberglas verwendet werden. In der Gummiproduktion zeigt luftstrahlgemahlenes Nano-Zinkoxid eine gute Deagglomerationswirkung. Seine Dispersion in organischen Lösungsmitteln wird ebenfalls verbessert, was die Vulkanisationseigenschaften von Naturkautschuk verbessert. Im Energiesektor beeinflusst vorbehandeltes Stroh nach der Mahlung die Bildung von Gärrückständen. Dies unterstützt die Biogasfermentation und erhöht die Energienutzungsrate des Strohs.
Medizinischer Bereich
Luftstrahlmühlen können gängige traditionelle chinesische Kräuter wie Ginseng, Chrysanthemen, Notoginseng, Goji-Beeren und Forsythien zerkleinern. Sie können pflanzliche Rohstoffe auf eine Partikelgröße von 1 bis 5 μm mahlen. Das resultierende Pulver weist feine Partikel, eine enge Verteilung und minimale Verunreinigungen auf, was sich positiv auf die Auflösung und Aufnahme des Arzneimittels auswirkt. Darüber hinaus können Luftstrahlmühlen auch harte Materialien wie Schalen und Knochen zerkleinern, die in traditionellen chinesischen Kräutern verwendet werden.
Lebensmittelindustrie
Apfelschalen, Orangenschalen, Weizenkleie, Maishülsen, Sojabohnenschalen, Reiskleie, Rübenschnitzel und Zuckerrohrbagasse sind reich an Vitaminen und Spurenelementen. Diese Materialien haben einen hohen Nährwert, schmecken aber schlecht und werden bei direktem Verzehr nur eingeschränkt aufgenommen. Nach der Feinzerkleinerung in Luftstrahlmühlen werden Geschmack und Aufnahme dieser Materialien deutlich verbessert.
Kosmetika
Wenn Farbstoffe und Füllpulver luftstrahlgemahlen und Foundation oder Lidschatten hinzugefügt werden, verbessert sich deren Kompaktheit. Auch ihre Haftung und Glätte werden verbessert. In Hautpflegeprodukten wird Andrographolid nach der Luftstrahlmahlung wasserlöslicher, wodurch es sich schnell auflöst und gleichzeitig seine antibakterielle Wirkung behält. VC-Pulver und Perlenpulver werden nach der ultrafeinen Luftstrahlmahlung leichter absorbiert, wenn sie Hautpflegeprodukten zugesetzt werden.
Elektronik
Aus ultrafeinem Eisenoxidpulver lassen sich leistungsstarke magnetische Werkstoffe herstellen.
Ultrafeines Siliciumdioxidpulver eignet sich zur Herstellung von Hochleistungs-Widerstandsmaterialien. Ultrafeines, hochreines Aluminiumoxidpulver wird zur Herstellung von Saphirsubstraten für LED-Chips verwendet. Substrate aus ultrafeinen Pulvern zeichnen sich durch hohe Stabilität und Lichtdurchlässigkeit aus und absorbieren kein sichtbares Licht. Mit Luftstrahlmahltechnologie behandeltes Molybdänpulver weist eine kleinere Partikelgröße, eine engere Partikelgrößenverteilung und eine gleichmäßige Morphologie auf. Seine Schüttdichte und Stampfdichte sind verbessert, wodurch es sich besser für die Herstellung von Glühbirnen, elektronischen Röhren und integrierten Schaltkreisen eignet.
Neues Energiefeld
Materialien, die durch Luftstrahlmühlen zerkleinert werden, weisen eine feine mittlere Partikelgröße und eine enge Größenverteilung auf. Die Partikel besitzen glatte Oberflächen, einheitliche Formen, hohe Reinheit, hohe Aktivität und gute Dispergierbarkeit. Diese Eigenschaften erfüllen die Anforderungen an die Herstellung von Elektrodenmaterialien und führen zu vielfältigen Anwendungen. Typische für die Luftstrahlmühle geeignete Materialien sind Lithiummanganoxid, Lithiumcobaltoxid und Lithiumeisenphosphat. Weitere Materialien sind Lithiumcarbonat, sphärischer Graphit, Petrolkoks, Asphaltkoks und ternäre Materialien. Nickel-Wasserstoff-Legierungen, Eisenoxalat, Lithiumtitanat und Nickel-Mangan-Lithiumoxid sind ebenfalls anwendbar.
Klassifizierung der Luftstrahlmühle
Flache Luftstrahlmühle
Die Flachstrahlmühle, auch Horizontalscheiben-Luftstrahlmühle genannt, ist die in der Industrie am häufigsten eingesetzte Luftstrahlmühle. Sie zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, eine einfache Bedienung und eine automatische Klassifizierung aus. Die Maschine verfügt jedoch über eine geringe Schlagenergie und Mahlkraft. Bei der Verarbeitung von Materialien mit hoher Härte können die starken Kollisionen und die Reibung mit den Kammerwänden zu Verunreinigungen führen. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, insbesondere solche aus Aggregaten oder Agglomeraten.
Wirbelschicht-Luftstrahlmühle
Die Wirbelschicht-Luftstrahlmühle ist eine neue Art von Luftstrahlmühle. Sie bietet Vorteile wie eine enge Partikelgrößenverteilung, hohe Mahlleistung, geringen Energieverbrauch, minimale Produktverunreinigung und geringen Verschleiß der Komponenten. Die Ausrüstung ist jedoch mit höheren Kosten verbunden.
Da das Material fluidisiert werden muss, um durch Luftstrahlen zerkleinert zu werden, ist typischerweise eine ausreichende Feinheit erforderlich. Dies ist besonders wichtig bei Materialien mit hoher Dichte. Es wird häufig in Branchen wie der Herstellung von Kunstharzen, Phenolharzen, Pharmazeutika, Kosmetika, Hochleistungskeramik, Magnetpulvern und Batteriematerialien zum ultrafeinen Mahlen, Dispergieren und Formen eingesetzt.
Abschluss
Es gibt verschiedene Arten von Ultrafein-Luftstrahlmahlanlagen mit jeweils deutlichen strukturellen Unterschieden. Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile. Zukünftige Entwicklungstrends bei Ultrafein-Luftstrahlmahlanlagen werden sich auf die Steigerung der Einzelmaschinenleistung und die Reduzierung des Energieverbrauchs pro Produkteinheit konzentrieren. Die Verbesserung der Produktfeinheit und der Zerkleinerungsgrenzen der Anlagen werden ebenfalls wichtige Entwicklungsbereiche sein. Die Online-Kontrolle der Produktfeinheit und der Partikelgrößenverteilung wird zunehmend an Bedeutung gewinnen.
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