ボールミルにおける粉砕の原理は、主に衝撃と磨耗のメカニズムによって達成される。
このプロセスでは、回転する円筒形のシェルの上部付近からボールを落下させることで、材料を粉砕または混合します。
これにより、材料は粉砕され、より小さな粒子に粉砕されます。
衝撃メカニズム
ボールミルでは、主に粉砕メディア（ボール）が原料に衝突することで粉砕が行われます。
円筒形のシェルが回転すると、ボールが一定の高さまで持ち上がります。
ボールがシェルの頂上付近に達すると、ボールは重力で自由に落下し、底部にある材料に衝突します。
この衝撃力によって、材料はより小さな粒子に粉砕される。
この機構の効果は、ボールの大きさ、密度、個数、粉砕機の回転速度によって異なります。
磨耗メカニズム
粉砕プロセスには、衝撃の他に摩砕の役割もあります。
ボールが材料の上を転がり、擦れ合いや剪断作用が起こります。
この作用は、摩耗によって材料をより小さな粒子に分解するのに役立ちます。
アトリションプロセスは、粒子がすでに比較的小さく、容易に摩滅できる微粉砕でより効果的です。
最適な運転条件
効果的な微粉砕を行うためには、ボールミルは臨界速度で運転する必要があります。
低速では、ボールは大きな衝撃を受けることなく、互いに滑ったり転がったりするため、粉砕効率が低下します。
逆に高速では、ボールは遠心力によってシリンダーの壁に投げつけられます。
このため、ボールが落下して原料に衝突することはなく、粉砕は行われない。
臨界速度と呼ばれる最適な速度は、ボールが粉砕機の頂上付近まで運ばれ、カスケード状に落下することで、衝撃を最大化し、粉砕を行います。
用途と利点
ボールミルは用途が広く、湿式と乾式の両方の粉砕プロセスに適しています。
特に、密閉容器を使用するため、無菌性が重要な医薬品のような産業で威力を発揮します。
この設定は、無菌性の維持に役立つだけでなく、非経口薬や点眼薬などの製造に不可欠な粒子径の精密な制御を可能にします。
要約すると、ボールミルの粒度分布測定原理は、粉砕メディアを充填した円筒形シェルの回転を制御することにより、衝撃と磨耗の複合効果に依存します。
このプロセスの効率は臨界速度で最適化され、ボールが材料を効果的に粉砕し、目的の粒子径に磨耗させます。
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