Ezici ilkeler

Kullanılan değirmen, yalnızca öğütme prensibini değil, aynı zamanda elde edilebilecek parçacık şeklini, nihai inceliği ve verimi de belirler. Yanlış değirmen seçimi, aşırı aşınmaya, ısı oluşumuna veya yetersiz homojenizasyona yol açabilir. Titreşimli değirmenler, darbe ve sürtünme kuvvetlerini birleştirir ve küçük numuneler için olduğu kadar kuru, ıslak veya kriyojenik öğütme için de uygundur. Kriyojenik bir değirmende, malzeme sürekli olarak sıvı azotla soğutulur, bu da onu kırılgan hale getirir ve uçucu bileşenleri korur. Kesici değirmenler, lifli veya elastik malzemeler için idealdir ve tanımlanmış parçacık boyutları sağlar; çeneli kırıcılar veya santrifüj kırıcılar ise büyük, sert topakların ön kırılması için uygundur. Birkaç değirmen tipinin iyi düşünülmüş bir kombinasyonu, malzemenin verimli ve nazikçe işlenmesini ve sonraki analiz veya üretim adımlarının güvenilir sonuçlar vermesini sağlar.

Basınçlı kırma, en eski kırma prensiplerinden biridir. Malzeme, iç dayanımını aşana ve kırılana kadar iki sabit veya hareketli yüzey arasında sıkıştırılır. Çeneli kırıcılar veya silindirli kırıcılar gibi tipik makineler bu prensiple çalışır: Numuneler dar bir boşluğa beslenir ve mekanik basınçla kırılır. Bu yöntem, özellikle cevher veya kaya gibi basınç altında nispeten kendiliğinden kırılan sert ve kırılgan numuneler için etkilidir. Döner kırıcılar gibi birincil kırıcılarda, eksantrik olarak monte edilmiş bir kırma konisi, düzgün gerilme ve yüksek verim sağlar. Basınçlı kırma prensibi, sert-elastik malzemeler için daha az uygundur, çünkü bunlar kırılmaktan ziyade deforme olma eğilimindedir. Bu yöntemi kullanırken, köprü oluşumunu ve düzensiz parçacık boyutu dağılımını önlemek için malzemenin düzgün bir şekilde beslenmesi önemlidir.

Darbeli öğütmede, numune yüksek hızda katı bir yüzeyle temas ettirilir. Hızlandırılmış parçacıklar darbe yüzeylerine veya öğütme aletlerine çarpar ve ortaya çıkan darbe kuvvetleri nedeniyle parçalanır. Bilyalı değirmenler, çekiçli değirmenler ve jet değirmenler, hızlı dönüşler veya hava akımları yoluyla çok sayıda darbe üreterek bu prensibi kullanır. Özellikle sert, kırılgan ve kristal yapılı malzemeler için uygundur, çünkü darbe sonucu daha ince parçacıklara ayrılırlar. Titreşimli değirmenlerde, bu prensip küçük numuneleri verimli bir şekilde homojenleştirmek için sürtünme ile birleştirilir; hatta kuru, ıslak ve kriyojenik öğütme için bile uygundurlar. Nihai incelik, darbe hızına, öğütme aletlerinin geometrisine ve öğütme işlemine bağlıdır. Darbeli öğütme ısı üretebilir; bu nedenle, sıcaklığa duyarlı numuneler veya uçucu bileşenler içeren malzemeler için yeterli soğutma önerilir.

Sürtünmeli taşlama, taşlama aletinin yüzeyinin numuneye göre hareketine dayanır ve ikisi arasında sürtünme kuvvetleri oluşturur. Katı parçacıklar esasen aşındırılır; sıkıştırma ve kesme kuvvetleri eş zamanlı olarak etki eder. Disk değirmenleri ve taşlama plakaları, yumuşak ila orta sert malzemeleri öğütmek veya homojenleştirmek için bu kayma sürtünmesini kullanır. Enerji, kayma hareketi sırasında sürekli olarak ısıya dönüştürüldüğü için ısı üretimi genellikle sıkıştırmalı veya kesici taşlamaya göre daha yüksektir. Bu nedenle, düşük erime noktasına sahip veya ısıya duyarlı bileşenlere sahip numuneler ya yavaşça öğütülmeli ya da önceden soğutulmalıdır. Sürtünmeli taşlama, örneğin analitik belirlemeler için toz üretiminde olduğu gibi, düzgün bir parçacık boyutu dağılımı ve çok ince bir nihai parçacık boyutu gerektiğinde oldukça uygundur. Birçok değirmende, daha etkili bir öğütme sonucu elde etmek için sürtünme, darbe veya kesme kuvvetleriyle birlikte kullanılır.

Kesme işlemi, iki yüzeyin birbirine göre yer değiştirmesi ve aralarındaki malzemenin kesme hareketiyle kesilmesi veya öğütülmesiyle gerçekleşir. Bu prensip, özellikle plastik, sebze, ahşap veya kağıt gibi lifli, sert ve elastik malzemeler için uygundur; bu malzemeler yalnızca sıkıştırma kuvvetleri kullanılarak öğütülmesi zordur. Rotorlu darbeli değirmenler ve çapraz darbeli değirmenler, numuneyi kesen ters yönde dönen aletlere sahiptir; elde edilen parçacık boyutu elekler ve kesme hızı ile belirlenebilir. Önemli bir avantajı, ısıya duyarlı numuneleri koruyan düşük ısı üretimidir. Kesme işlemi, nispeten temiz kesim kenarları ve dar bir parçacık boyutu dağılımı üretir. Daha büyük numuneler veya lifli malzemeler için ön öğütme faydalı olabilir. Son derece elastik ürünler için, genellikle kesme ve kesme işleminin bir kombinasyonu kullanılır.

Kesme prensibinde, keskin kesme kenarları numune malzemesini kesme veya doğrama yoluyla ayırır. Kesme değirmenleri, parçalayıcılar ve döner kesiciler, numuneyi dönme hareketiyle tanımlanmış parçacıklara ayıran bıçaklara veya kesici uçlara sahiptir. Bu yöntem, bitkiler, tekstil ürünleri, plastikler veya filmler gibi yumuşak, elastik, lifli ve sert malzemeler için uygundur. Keskin kesim yalnızca minimum sürtünme ve dolayısıyla az ısı üretir, bu da numunenin renk bozulmasını veya termal değişimini önler. SM serisi gibi modern kesme değirmenleri, değişken kesme hızlarına ve elek uçlarına izin vererek istenen parçacık boyutlarının tekrarlanabilir şekilde ayarlanmasını sağlar. Saf sıkıştırma veya darbe işlemlerinin aksine, buradaki parçacık şekli genellikle uzun veya pul benzeri kalır. Kesme, çok sert ve kırılgan malzemeler için uygun değildir; bu malzemeler için sıkıştırma veya darbe tabanlı değirmenler önerilir.