Cosa è un mulino da laboratorio?

Overview

Sample mills differences
Mulini da laboratorio con azione di taglio
Mulini da laboratorio che utilizzano rotori per la frantumazione dei campioni
Mulini a sfere per la frantumazione dei campioni
Ottenere una buona omogeneità con i mulini per campioni

Un mulino da laboratorio, comunemente utilizzato in settori come quello alimentare, agricolo e minerario, è progettato per polverizzare o macinare piccoli campioni di materiale per l'analisi della composizione, delle proprietà fisiche o per altri test. Questi dispositivi sono in grado di preparare campioni di dimensioni o consistenza uniformi, garantendo la coerenza per valutazioni precise. Esistono diversi modelli di mulini per campioni, ognuno dei quali è adatto a materiali diversi e a usi particolari.

La scelta di un mulino per campioni appropriato dipende dalle caratteristiche del materiale e dal risultato che si intende ottenere con l'elaborazione del campione. Per le tecniche analitiche come AAS, NIR, ICP o XRF, è fondamentale che il campione sia accuratamente omogeneizzato fino a raggiungere un livello adeguato di finezza analitica. Solo una preparazione coerente del campione garantisce analisi affidabili e accurate. RETSCH fornisce un'ampia selezione di mulini e frantumatori per la riduzione iniziale, fine e ultrafine di qualsiasi sostanza. Il portfolio di strumenti di macinazione e accessori garantisce che i nostri dispositivi facilitino una preparazione del campione affidabile e senza contaminazioni prima delle analisi di laboratorio.

Qual è la differenza tra un mulino da laboratorio e un mulino?

In sostanza, i mulini da laboratorio sono specializzati nella preparazione di piccole quantità per analisi dettagliate, con particolare attenzione al controllo preciso delle dimensioni delle particelle e della consistenza del campione risultante, per garantire che soddisfi i requisiti analitici o di test specifici. I mulini si concentrano sulla lavorazione di grandi quantità per varie applicazioni di produzione. In sintesi, la differenza principale tra un mulino da laboratorio e un mulino è la scala di funzionamento e lo scopo principale: i mulini da laboratorio sono più adatti per la preparazione precisa di campioni su piccola scala per l'analisi, mentre i mulini sono utilizzati per processi di produzione su larga scala che richiedono la riduzione delle dimensioni del materiale.

Qual è la differenza tra un mulino da laboratorio e un mulino polverizzatore?

La distinzione principale tra un mulino da laboratorio e un mulino per polverizzazione risiede nei loro obiettivi operativi, nelle azioni meccaniche che eseguono per sminuzzare i materiali e nei contesti in cui sono tipicamente impiegati. Un mulino per campioni da laboratorio è progettato specificamente per la preparazione di piccoli campioni di materiale a fini analitici o di test, con l'obiettivo di ottenere una determinata dimensione o consistenza delle particelle per ottenere risultati analitici precisi. Viene utilizzato in ambienti di laboratorio o di ricerca dove il controllo esatto e la ripetibilità delle dimensioni della macinazione sono fondamentali. D'altro canto, i mulini polverizzatori sono dedicati alla conversione dei materiali in polvere fine, al servizio di vari settori industriali che richiedono la trasformazione delle materie prime in una forma più maneggevole o ulteriormente lavorabile. In questo caso, l'attenzione si concentra sull'ottenimento di un'ampia scomposizione del materiale piuttosto che sulla preparazione del campione per l'analisi. In sintesi, mentre entrambi i tipi di mulini sono coinvolti nella riduzione delle dimensioni dei materiali, i mulini da laboratorio sono specializzati nella creazione di campioni piccoli e accurati per l'analisi con un elevato grado di controllo delle dimensioni delle particelle, mentre i mulini per la polverizzazione mirano a produrre polveri fini.

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Mulini da laboratorio con azione di taglio

1. Mulini a taglienti

Cutting mills are adept at the efficient primary size reduction of mixed heterogeneous materials and are equally effective for processing soft, medium-hard, elastic, or fibrous samples. The size reduction in these sample mills is achieved through cutting and shearing forces. Upon hitting the the rotor the material is reduced in size between the blades and the stationary double-acting cutting bars within the housing. The 6-disc rotor features spirally arranged, reversible hard metal plates that sequentially cut the sample. The parallel section rotor's knives deliver a robust cutting action for comminution. The V-rotor is particularly suited for processing light and fluffy samples. The sample stays only briefly in the grinding chamber; once it is sufficiently small to pass through the sieve's openings at the bottom, it exits through the gravity outlet and is collected. The optional cyclone-suction-combination not only cools the sample but also enhances material discharge from the grinding chamber.

Mulini a taglienti

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Principio di funzionamento

A rotor speed of 1,500 min^-1 ensures rapid yet gentle size reduction. These sample mills are known for their high operational safety and convenience, with a broad range of accessories for easy adaptation to various applications. They can process initial particle sizes of up to 80 mm. The SM 100 is RETSCH's budget-friendly basic model, ideal for samples that do not require extreme forces. Designed for routine tasks, it is user-friendly and can be installed on a sturdy table or an optional base frame. The most powerful SM 300 sample mill boasts a 3 kW drive with high torque and RES technology, excelling in challenging tasks where other mills might fail. This mill offers perfect adaptability to application requirements with variable speeds ranging from 100 to 3,000 rpm.

2. Mulini a coltelli

I mulini a coltelli assicurano una riduzione delle dimensioni rapida, uniforme e riproducibile, consentendo un campionamento rappresentativo da qualsiasi parte del contenitore di macinazione. Il mulino a coltelli GRINDOMIX GM 200 è un eccellente mulino da laboratorio per la macinazione e l'omogeneizzazione di alimenti e mangimi. Dotato di due lame affilate e robuste e di un robusto motore da 1000 W, lavora in modo efficiente fino a 0,7 litri di volume di campione. Il GM 200 eccelle nell'omogeneizzazione di sostanze ad alto contenuto di acqua, olio o grassi ed è ideale anche per la macinazione di prodotti secchi, morbidi e di media durezza. Il suo rapido processo di omogeneizzazione evita significativi aumenti di temperatura, preservando i componenti volatili del campione. Le impostazioni riproducibili dei parametri, dei programmi e delle sequenze del mulino garantiscono una deviazione standard minima nei risultati analitici. Questo mulino per campioni, con la sua ampia gamma di coperchi e contenitori, supera in professionalità qualsiasi mixer domestico commerciale.

Mulini a coltelli

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Principio di funzionamento

The GRINDOMIX GM 300 laboratory knife mill, with its special cutting knife system and adjustable grinding chamber volume, processes a wide range of samples quickly and reproducibly into homogeneous analytical samples. Its 5000 ml chamber volume can homogenize large items like a loaf of bread or a pizza in one go. Like the GM 200, the GM 300 sample mill guarantees analytical results with minimal standard deviation, offering a selection of lids and containers for tailored application needs, setting it apart as a professional-grade device beyond any commercial household mixer.

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Mulini da laboratorio che utilizzano rotori per la frantumazione dei campioni

I mulini a rotore sono utilizzati per la rapida riduzione dimensionale di materiali da morbidi a mediamente duri, nonché di sostanze sensibili alla temperatura o fibrose. In questi mulini, la riduzione dimensionale è ottenuta attraverso l'impatto e le forze di taglio tra il rotore e il setaccio fisso (ad anello). I materiali entrano nel rotore attraverso la tramoggia e vengono rapidamente frantumati dall'impatto. Successivamente, vengono macinati finemente tra il rotore e il setaccio mediante forze di taglio o su un inserto di macinazione per attrito.

Questo processo di macinazione in due fasi è particolarmente delicato ed efficiente. Il materiale rimane nella camera di macinazione solo per un breve periodo, garantendo che le caratteristiche del campione non vengano alterate. I cicloni che aiutano a scaricare i materiali del campione hanno anche un effetto di raffreddamento. Questi mulini per campioni possono essere forniti con un ciclone integrato o aggiungerne uno in opzione. La serie di mulini a rotore comprende mulini ultracentrifughi, mulini con battitore a rotore, mulini con battitore trasversale e il mulino a ciclone Twister, ciascuno progettato per specifiche esigenze di trattamento dei campioni.

Mulini a rotore

1. Mulino Ultra Centrifugo ZM 300

Il potente Mulino Ultra Centrifugo ZM 300 è un mulino per campioni ideale in quanto offre le massime prestazioni di macinazione combinate con la facilità d'uso. La velocità variabile da 6.000 a 23.000 giri/min. consente una preparazione delicata e neutrale dei campioni con dimensioni iniziali fino a 10 mm in un tempo molto breve. Grazie a un sistema integrato di monitoraggio della temperatura, la riproducibilità è garantita anche in caso di lunghi processi di macinazione o di polverizzazione di grandi volumi di campioni. L'ampia scelta di rotori, setacci ad anelli e cassette rende lo ZM 300 un vero e proprio tuttofare, in grado di soddisfare le esigenze di una grande varietà di macinazioni. È possibile ottenere particelle molto piccole, fino a 40 µm.

Mulino Ultra Centrifugo ZM 300

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Principio di funzionamento

2. Mulino a rotore SR 300

Il Mulino a rotore SR 300 è adatto per la riduzione granulometrica grossolana e fine. Può lavorare sostanze secche, morbide, mediamente dure, organiche e inorganiche. Questo mulino da laboratorio è adatto per una finezza finale definita grazie a setacci con dimensioni di apertura da 0,08 a 10 mm, che accettano pezzature più grandi fino a 25 mm. L'SR 300 è dotato di un inserto opzionale di macinazione a 180° per la macinazione di materiali duri e fragili mediante impatto aggiuntivo. Grazie alla velocità regolabile fino a 10.000 giri/min, alla facilità di pulizia grazie all'inserto di macinazione, al rotore e alla cassetta intercambiabili e al rotore distanziatore opzionale per ridurre il calore da attrito, l'SR 300 è il mulino per campioni ideale per lotti fino a 30 l.

Mulino a rotore SR 300

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Principio di funzionamento

3. Cyclone Mill TWISTER

Il mulino a ciclone TWISTER è stato progettato specificamente per la lavorazione di campioni di alimenti e mangimi per la successiva analisi NIR. Il suo design, caratterizzato da un rotore e una camera di macinazione ottimizzati, crea un getto d'aria che trasporta il campione macinato attraverso il ciclone integrato nella bottiglia del campione. Questo getto d'aria aiuta a mantenere la temperatura del campione, preservandone il contenuto di umidità, una premessa per un mulino da laboratorio affidabile. I setacci in dotazione garantiscono una distribuzione ideale delle dimensioni delle particelle, eliminando la necessità di ricalibrare lo spettrometro NIR. La velocità del rotore del mulino è regolabile in tre fasi, consentendo una precisa personalizzazione in base alle esigenze del campione. La pulizia del mulino è semplice ed efficiente, poiché il getto d'aria facilita lo scarico completo del materiale dalla camera di macinazione.

Cyclone Mill TWISTER

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Mulini a sfere per la frantumazione dei campioni

I mulini a sfere sono mulini da laboratorio altamente versatili ed efficienti per la polverizzazione di materiali duri, fragili o fibrosi. Le diverse modalità di macinazione, i volumi regolabili e la selezione dei materiali degli accessori di macinazione li rendono adatti a un'ampia gamma di applicazioni. Per comprendere le distinzioni tra i tipi di mulini a sfere, esaminiamo le loro caratteristiche comuni. Fondamentalmente, tutti i mulini a sfere funzionano secondo il principio di muovere il materiale, con sfere di macinazione, all'interno di un contenitore sigillato. Questa azione produce intensi effetti di miscelazione e polverizzazione sul materiale. La differenza principale è evidente nei movimenti della giara. Per esempio, in un mulino a sfere planetario, la giara segue una traiettoria circolare simile a quella di un pianeta che orbita intorno al sole, mentre in un vibro mulino la giara esegue un movimento oscillante orizzontale, e in un mulino a tamburo la giara ruota semplicemente sul suo asse.

Un altro aspetto cruciale di un mulino a sfere è la sua potenza, che influisce notevolmente sul risultato della macinazione. A seconda dell'applicazione, le giare possono ruotare lentamente per una lavorazione delicata o rapidamente per una macinazione efficace. La velocità massima, spesso espressa in frequenza o giri al minuto (rpm), è comunemente associata alle prestazioni. Tuttavia, una misura più significativa della capacità di un mulino è la forza di accelerazione “g”, generata dall'energia cinetica del mulino.

Mulini a sfere

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Dr. Lena Weigold explains how to select the most suitable ball mill

Il mulino ideale per la polverizzazione di campioni elastici e difficili è il CryoMill. La macinazione criogenica è una tecnica di lavorazione di sostanze termosensibili ed elastiche mediante raffreddamento con azoto liquido. Il CryoMill, un mulino per campioni specializzato, è stato progettato per questo scopo. Incorpora un sistema di raffreddamento integrato che raffredda costantemente la giara di macinazione con azoto liquido sia prima che durante il processo di macinazione. Di conseguenza, il campione diventa fragile e i componenti volatili vengono preservati. L'azoto liquido viene alimentato continuamente da un sistema di riempimento automatico, mantenendo la temperatura a -196 °C senza alcun contatto diretto con l'utente, garantendo un'elevata sicurezza operativa. L'adattabilità del CryoMill, che comprende la macinazione criogenica, a umido e a secco a temperatura ambiente, lo rende il mulino per campioni ideale per campioni fino a 1x 20 ml. MM 500 Control è un mulino per campioni adatto a campioni fino a 2 x 40 ml. Consente il monitoraggio e il controllo della temperatura durante il processo di macinazione, con un intervallo da -100 a 100 °C. Per una maggiore versatilità, il mulino funziona con vari fluidi termici, adattandosi a diversi dispositivi di raffreddamento o riscaldamento. Quando si utilizza l'azoto liquido per il raffreddamento, il mulino può essere dotato dell'estensione opzionale cryoPad. Questa tecnologia innovativa consente di selezionare e controllare una temperatura di raffreddamento specifica tra -100 e 0 °C durante il processo di macinazione.

CryoMill

Vibromulino MM 500 control

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Ottenere una buona omogeneità con i mulini per campioni

L'omogeneizzazione è un processo fondamentale nella preparazione dei campioni, in quanto garantisce che il campione sia mescolato in modo uniforme per ottenere una composizione omogenea. Questa uniformità è essenziale per ottenere risultati analitici accurati e affidabili, in quanto elimina la variabilità che potrebbe derivare dall'analisi di parti diverse di un campione non omogeneo. L'omogeneizzazione è particolarmente importante quando il campione è eterogeneo o ha più componenti, in quanto consente un'analisi rappresentativa dell'intero campione.

Campioni rappresentativi: L'omogeneità garantisce che ogni porzione di campione sia rappresentativa dell'intero lotto o popolazione. Questo aspetto è fondamentale nei test analitici perché significa che i risultati ottenuti da un piccolo campione possono essere estrapolati con precisione all'intero lotto. Senza omogeneità, c'è il rischio di analizzare un campione non rappresentativo, che porta a conclusioni imprecise sull'insieme.
Coerenza e riproducibilità: Quando i campioni sono omogenei, test ripetuti su porzioni diverse del campione o del lotto danno risultati coerenti. Questa riproducibilità è essenziale per l'affidabilità dei risultati analitici, poiché dimostra che i risultati non sono dovuti a variazioni casuali o a errori di campionamento.
Riduzione degli errori: I campioni omogenei riducono la probabilità di errori analitici. I campioni disomogenei possono introdurre una variabilità che può essere scambiata per una variabilità intrinseca della popolazione o per un effetto dovuto alle condizioni sperimentali. Garantendo l'omogeneità, si riducono al minimo queste potenziali fonti di errore, con conseguenti analisi più accurate e affidabili.
Efficienza I campioni omogenei semplificano il processo analitico. Quando ogni porzione del campione è rappresentativa, può essere necessario analizzare un numero inferiore di campioni per ottenere una comprensione affidabile dell'insieme. Questa efficienza può far risparmiare tempo e risorse, il che è particolarmente importante nelle analisi ad alta produttività o sensibili ai tempi.
Validità statistica: Molte analisi statistiche presuppongono che i punti dati (campioni) siano indipendenti e identicamente distribuiti. L'omogeneità supporta questo assunto garantendo che tutte le parti del campione siano simili e che il processo di campionamento non introduca distorsioni. Ciò è alla base della validità statistica delle conclusioni tratte dall'analisi del campione.

In sintesi, l'omogeneità è essenziale per un'analisi affidabile dei campioni perché garantisce la rappresentatività dei campioni, la riproducibilità e la coerenza dei risultati, la riduzione al minimo degli errori analitici, la massimizzazione dell'efficienza e la validità delle analisi statistiche.

L'omogeneizzazione dei campioni garantisce risultati riproducibili. La deviazione standard dei campioni macinati grossolanamente mostra in genere variazioni maggiori rispetto ai campioni polverizzati a fondo. Questo si può vedere nell'esempio seguente: Un campione di salsiccia con particelle di 4-5 mm e un campione omogeneizzato con particelle <0,5 mm sono stati analizzati per il loro contenuto di grassi per cinque volte di seguito mediante essiccazione indotta da microonde e spettroscopia NMR. Per ogni misurazione, 4 g di campione sono stati essiccati in 2,5 minuti e analizzati in 1 minuto. Il contenuto di grasso dei campioni di salsiccia grossolani varia maggiormente rispetto a quello dei campioni più fini. Il contenuto di grasso della prima frazione è stato misurato in un intervallo compreso tra il 14,85% e il 17,12% con una deviazione standard dello 0,88%. La deviazione standard è stata ridotta di oltre 10 volte allo 0,07% nel campione omogeneizzato, con un contenuto di grassi compreso tra il 15,84% e il 16,02% (deviazione standard relativa ridotta dal 5,63% allo 0,45%).

Esempio: Analisi dei grassi

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Gli strumenti RETSCH sono utilizzati nella scienza e nell'industria per la preparazione dei campioni per un'ampia gamma di metodi analitici diversi, così come per l'analisi granulometrica nel contesto del controllo della produzione e del monitoraggio della qualità.

RETSCH risponde alle sempre crescenti richieste in questi settori con una chiara filosofia di prodotto: "L'intero è maggiore della somma delle sue parti"

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Grazie alla sua fitta rete internazionale composta da filiali, agenzie locali e società satellite, RETSCH è presente in più di 80 paesi garantendo elevati standard qualitativi e di competenza tecnica. Nei nostri laboratori applicativi, utilizzatori e potenziali clienti possono processare GRATUITAMENTE i propri campioni, in modo da poter valutare l'idoneità di sistemi proposti, prima di un eventuale acquisto. Le prove effettuate saranno inoltre accompagnate da un report di macinazione, riportante tutte le informazioni inerenti la prova (setting strumentali, strumenti ed accessori utilizzati)

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Mulini da laboratorio - FAQ

Cosa è un mulino da laboratorio?

Un mulino per campioni è un dispositivo utilizzato in vari settori come quello alimentare, agricolo e minerario per polverizzare o macinare piccoli campioni. Prepara i materiali a una dimensione o consistenza uniforme per valutazioni coerenti, il che è fondamentale per le tecniche analitiche come AAS, NIR, ICP o XRF. RETSCH offre un'ampia selezione di mulini e frantumatori per campioni per diverse sostanze e scopi.

Quali sono i diversi tipi di mulini disponibili per la preparazione dei campioni?

Esistono diversi tipi di mulini utilizzati per la preparazione dei campioni, ciascuno progettato per materiali e scopi specifici. Ecco una breve panoramica dei diversi tipi di mulini:

Mulini a Taglienti: Sono adatti per un'efficiente riduzione granulometrica primaria di materiali eterogenei misti e sono efficaci per la lavorazione di campioni morbidi, mediamente duri, elastici o fibrosi. La riduzione granulometrica è ottenuta mediante forze di taglio e di frizione.
Mulini a Coltelli I mulini a coltelli sono ideali per la macinazione e l'omogeneizzazione di alimenti e mangimi. Garantiscono una riduzione uniforme e riproducibile delle dimensioni in tempi rapidi, consentendo un campionamento rappresentativo da qualsiasi parte del contenitore di macinazione.
Mulini a Rotore I mulini a rotore sono utilizzati per la rapida riduzione dimensionale di varie sostanze, da morbide a mediamente dure, termosensibili o fibrose. La riduzione granulometrica è ottenuta grazie alle forze di impatto e di taglio tra il rotore e il setaccio (ad anello).
Mulini a Sfere I mulini a sfere sono versatili ed efficienti per la polverizzazione di materiali duri, fragili o fibrosi. Offrono diverse modalità di macinazione, volumi regolabili e una selezione di materiali per accessori di macinazione adatti a un'ampia gamma di applicazioni.
Mulini Criogenici Il CryoMill è progettato per la macinazione criogenica, una tecnica di lavorazione di sostanze termosensibili ed elastiche mediante raffreddamento con azoto liquido. Questo mulino è stato progettato per raffreddare costantemente la giara di macinazione con azoto liquido sia prima che durante il processo di macinazione.