Le MM 500 control est un broyeur à billes de laboratoire à haute énergie qui peut être utilisé pour le broyage sec, humide et cryogénique avec une fréquence allant jusqu'à 30 Hz. C'est le premier vibro-broyeur du marché qui permet de surveiller et de contrôler la température d'un processus de broyage.
La zone de température couvre une gamme de -100°C à 100°C, il s'agit d'une caractéristique proposée par différentes options, ce qui permet d’offrir une polyvalence maximum. Le broyeur peut fonctionner avec différents fluides thermiques, ce qui permet d'utiliser un grand nombre de dispositifs de régulation pour le refroidissement ou le chauffage. Si l'azote liquide est choisi pour le refroidissement, le broyeur doit être associé au dispositif cryoPad, disponible en option. La technologie innovante cryoPad permet de sélectionner et de contrôler une température de refroidissement spécifique dans une plage de – 100°C à 0°C pour le processus de broyage.
Le refroidissement et la chauffe de l'échantillon sont réalisés grâce au concept breveté des plaques thermiques, rendant obsolète le refroidissement de l'échantillon avec, par exemple, des bains d'azote liquide ouverts ou de la glace sèche. Pour la régulation, les bols de broyage sont simplement placés sur les plaques thermiques. Lorsque les bols de broyage entrent en contact avec les plaques thermiques, la chaleur est effectivement transférée des plaques vers les bols via le système de régulation. La conception brevetée du fluide hermétiquement scellé permet de faire fonctionner le broyeur avec différents fluides thermiques, assurant une régulation de température flexible et sûre et ne nécessitant qu'un effort minimal pour l'utilisateur. En fonction de la configuration, la température des plaques thermiques peut être réglée dans une gamme allant de – 100°C à + 100°C.
Pour contrôler la température d'un processus de broyage, le broyeur doit être connecté à un système de régulation externe. En principe, il existe deux possibilités :
1. Régulation de la température avec de l'azote liquide
Le broyeur fonctionne avec de l'azote liquide et il est relié à un réservoir d'azote. Dans cette configuration, le broyeur doit être associé au dispositif cryoPad disponible en option. Le système PID (proportionnel-intégral-dérivé) breveté du cryoPad contrôle le flux d'azote liquide et donc la température des plaques thermiques. Dans cette configuration, il est possible de sélectionner et de maintenir la température des plaques thermiques à une valeur spécifique. La température souhaitée est réglée par l'intermédiaire de l'écran tactile et peut être sélectionnée dans une gamme de – 100°C à 0°C, par paliers de 10.
Configuration 1 : Système d'extension cryoPad et réservoir LN2 pour fonctionnement avec l'azote liquide.
2. Refroidir ou chauffer avec un fluide thermique liquide
Dans cette configuration, le broyeur peut être relié à un cryostat, à un refroidisseur ou au robinet d'eau. Le système de régulation externe régule le fluide thermique correspondant à une température définie et le fluide thermique transfère cette température aux plaques thermiques. Étant donné qu'au cours d'un processus de broyage, une quantité importante de chaleur peut également atteindre l'intérieur du bol, la température des plaques thermiques peut être ajustée. En résumé, la température réelle des plaques thermiques dépend à la fois de la température du fluide thermique et des paramètres de broyage, tels que la fréquence, le temps, le volume du bol, la taille des billes de broyage. Pour un contrôle maximal du processus de broyage, la température en temps réel des plaques thermiques est surveillée en permanence sur l'écran tactile.
Configuration 2 : Fonctionnement avec un système de régulation externe, par exemple un robinet d'eau, un refroidisseur ou un thermostat.
La régulation de la température du MM 500 control est spécialement conçue pour le traitement des échantillons sensibles à la température. Le refroidissement ou le chauffage peuvent avoir des objectifs différents.
Certaines applications sont améliorées si le matériau est chauffé pendant le processus. Voici quelques exemples de chauffe :
Les températures requises et la configuration opérationnelle dépendent de l'application spécifique.
Certains analytes sont modifiés, détruits ou vaporisés si le matériau devient trop chaud. Si des niveaux de température spécifiques sont dépassés, la structure des protéines, des substances pharmaceutiques ou des ingrédients alimentaires, par exemple, peuvent être essentiellement modifiés.
En maintenant la température à un niveau modéré tout au long du processus de broyage, les substances naturelles sensibles à la température sont physiquement préservées dans leur état d'origine pour l'analyse.
Broyage des grains de café à basse température pour l'analyse des substances naturelles.
Les températures inférieures à 0 °C conviennent à la fragilisation et à l'homogénéisation des aliments ductiles ou collants, par exemple. Si un broyage sans métaux lourds est requis, on peut utiliser des bols en oxyde de zirconium ou en carbure de tungstène.
En refroidissant à - 100 °C, il est également possible de fragiliser avec succès certains polymères.
Broyage rapide de caoutchouc noir de type Flurocarbone (FKM) en fragilisant l'échantillon dans deux bols de 125 ml à - 100 °C.
Si l'on utilise un refroidisseur, il est possible d'effectuer un broyage humide puissant à 30 Hz et à une température inférieure à la température ambiante sans envisager de pause de refroidissement.
Evolution de la taille des particules et de la température pour le TiO2 dans un processus de broyage humide avec 30 Hz et 2 bols de 125 ml
En refroidissant l'échantillon tout au long d'un processus mécanochimique, on peut éviter la formation de dérivés indésirables. Au contraire, on peut chauffer l'échantillon, par exemple pour initier des réactions chimiques et augmenter le rendement des produits.
En maintenant la température en dessous de 0°C, la formation de composés organiques métalliques zéolitiques non poreux est inhibée.
En augmentant la température pendant la synthèse, le rendement d'un composé organique métallique peut être augmenté. © Stuart James, Queens University Belfast.
Les bols de broyage sont disponibles en 50 ml, 80 ml et 125 ml, et sont fabriqués dans des matériaux comprenant l’acier inoxydable, le carbure de tungstène et l’oxyde de zirconium, ce qui garantit une préparation de l’échantillon sans contamination. Le broyage sans métaux lourds est possible, même à -100 °C.
RETSCH propose un couvercle d’aération spécial pour les bols de broyage conçus pour des applications nécessitant le maintien d’une atmosphère spéciale dans le bol.
Le GrindControl mesure la température et la pression à l'intérieur du bocal. Le système comprend un capteur et une unité de transmission ainsi qu'un logiciel d'analyse.
Avec les bols de broyage multicavité et un adaptateur pour les tubes à réaction, il est possible de traiter simultanément plusieurs petits échantillons, comme cela peut être nécessaire pour les applications pharmaceutiques, chimiques et biochimiques. Les bols à petites cavités offrent de nouvelles possibilités pour les processus mécanochimiques avec de petites quantités d'échantillons. Les bols de broyage multicavité ont des cavités ovales qui garantissent un mélange efficace de l'échantillon. Les verseurs facilitent la manipulation en toute sécurité. Les bols de broyage multicavité sont fabriqués en acier inoxydable et assurent ainsi un transfert de chaleur efficace vers ou depuis l'échantillon. L'adaptateur peut accueillir jusqu'à 18 récipients de réaction jetables de 1,5 ou 2,0 ml (par ex. tubes Eppendorf) ou neuf tubes en acier de 2,0 ml. Avec ses deux stations de broyage, le Vibrobroyeur MM 500 control peut désormais traiter jusqu'à 36 échantillons en un seul passage. Il convient d'utiliser des tubes en acier de 2,0 ml lorsque les échantillons doivent être congelés ou chauffés, car les tubes à réaction en polymère ne résistent pas à la contrainte mécanique des températures extrêmes. L'adaptateur est en aluminium, ce qui permet de transférer efficacement la chaleur vers et depuis les tubes à réaction.
Bol de broyage multicavité en acier inoxydable, 4 x 10 ml et 2 x 25 ml, y compris les verseurs en PTFE
Adaptateur en aluminium pour tubes à réaction Safe-Lock 18 x 2 ml ou tubes en acier 9 x 2 ml
Comme le MM 500 control peut être utilisé avec ou sans refroidissement, le broyeur permet une grande variété d'applications. Il peut être utilisé pour homogénéiser, par exemple, des déchets, de la terre, des produits chimiques, des comprimés enrobés, des médicaments, des minerais, des céréales, des tissus, du verre, des cheveux, des céramiques, des os, des plastiques, des alliages, des minéraux, des graines oléagineuses, des plantes, des boues d'épuration, des pilules, des textiles, de la laine, etc...
raisins secs
comprimés enrobés
polystyrène
terre
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| Applications | mécanochimie, mécanosynthèse, réduction de taille, mélange, homogénéisation, broyage cryogénique |
| Champ d'application | agriculture, alimentation, biologie, chimie / plastique, environnement / recyclage, géologie / métallurgie, ingénierie / électronique, matériaux de construction, médecine / produits pharmaceutiques, verre / céramique |
| Matière chargée | dur, mi-dur, tendre, cassant, élastique, fibreux |
| Principe de broyage | impact, friction |
| Granulométrie initiale Max* | <= 10 mm |
| Finesse finale* | ~ 0.1 µm |
| Charge / quantité alimentée* | max. 2 x 45 ml |
| Volume de la chambre de broyage | max. 2 x 125 ml |
| Nb de stations de broyage | 2 |
| Fréquence de vibration | 3 - 30 Hz (180 -1800 min-1) |
| Réglage du point de consigne de la température | numérique, 0 ... -100 °C (uniquement avec cryoPad) |
| Réglage du temps de refroidissement de l'échantillon | numérique, 0 ... 60 min (uniquement avec cryoPad) |
| Réglage de la durée de broyage | numérique, 10 s - 8 h |
| Temps total de broyage | 99 h |
| Programmes mémorisables (SOP) | 12 |
| Nombre de programmes de cycle mémorisables | 4 (avec 99 répétitions) |
| Durée moyenne de broyage | 30 s - 2 min |
| Broyage à sec | oui |
| Broyage à l'état humide | oui |
| Broyage cryogénique | oui |
| Type de bols de broyage | Bol avec bouchon à vis intégré et fermetures de sécurité, bol multicavités, Adaptateur pour fioles de réaction avec fermeture de sécurité |
| Matériau des outils de broyage | acier trempé, acier inoxydable, carbure de tungstène, oxyde de zirconium |
| Tailles des bols de broyage | 10 ml / 25 ml / 50 ml / 80 ml / 125 ml |
| Donnée d'alimentation électrique | 100-120 V, 50/60 Hz; 200-230 V, 50/60Hz |
| Connexion d'alimentation | monophasé |
| Indice de protection | IP 30 |
| Puissance consommée | 750 W |
| l x H x P fermé | 690 x 375 x 585 mm |
| L x H x P fermé avec cryoPad | 690 x 485 x 585 mm |
| Poids net | ~ 63 kg |
| Normes | CE |
| Taille de filetage connexion système entrée | G 1/4" (filetage intérieur) |
| Taille de filetage connexion set tube: | G 3/8" (filetage extérieur) |
| Pression de service admissible du dispositif de refroidissement (fourni par le client) | 0 ... 5 bar |
| Gamme de pression typique d'une unité de refroidissement continu, par exemple un cryostat : | 1 ... 2 bar |
| Gamme de pression admissible de l'alimentation en LN2 | 1.2 ...1.4 bar |
| Fluides autorisés | eau, mélange eau-glycole, huile thermique, azote liquide |
| Applications thermiques | fragilisation, refroidissement, chauffage, contrôle de la température |
| Gamme de température des fluides | +100 °C ... -196 °C |
| Gamme de température des plaques de refroidissement | +100 °C ... -100 °C |
| Applications | broyage cryogénique à l'azote liquide |
| Interfaces | RS-232 (MM 500 control) |
| Connexion de communication | via le câble de connexion inclus |
| Alimentation électrique | via l'alimentation externe |
| Données d'alimentation électrique (entrée alimentation externe) : | 100-230V, 50/60 Hz |
| Classification de l'alimentation externe | Niveau d'isolation de qualité médicale |
| Données d'alimentation électrique (entrée cryoPad) | 24 V, 1 A |
| Accessoires | LN2 Autofill 150L, LN2 Autofill 50L |
| Voyant d'état à LED | oui |
| L x H x P | 670 x 110 x 590 mm |
| Poids net | ~ 26 kg |
| Normes | CE |
| Taille de filetage connexion système entrée | G 1/4" (filetage intérieur) |
| Taille de filetage de l'adaptateur tube inox | UNF 3/4" |
| Gamme de pression admissible de l'alimentation en LN2 | 1.2 ...1.4 bar |
| Fluides autorisés | Azote liquide |
| Emissions | Azote liquide gazeux, condensation |
| Connexion | via le jeu de tubes inclus |
| Sortie d'évacuation | via l'adaptateur de sortie inclus et le tube ondulé en aluminium |
| Gamme de température des fluides | -196 °C |
| Algorithme de contrôle de la température | Régulation de température PID |
| Réglage du point de consigne de la température | numérique, 0 ... -100 °C |
| Réglage du temps de refroidissement de l'échantillon | numérique, 0 ... 60 min |
Les bols de broyage du vibro-broyeur MM 500 control effectuent des oscillations radiales en position horizontale. L'inertie des billes de broyage produit de l’impact avec une grande énergie sur l’échantillon aux extrémités arrondies des bols de broyage et le pulvérisent. Le broyage à haute énergie est possible en fonctionnant à des fréquences élevées jusqu'à 30 Hz. Le mouvement des bols de broyage combiné au mouvement des billes provoque des effets de broyage supplémentaires dus à la friction et entraîne un mélange efficace de l'échantillon. L’optimisation du mélange peut être encore augmenté en utilisant plusieurs billes plus petites.
