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珠磨机 什么是经典珠磨机?

珠磨机是一种用于超细研磨和分散颗粒的设备。它的工作原理是:由玻璃、陶瓷或钢制成的研磨介质(珠子)通过带叶轮的旋转轴在容器或腔室内进行搅拌,使颗粒在碰撞和剪切力的作用下破碎成更小的尺寸。

珠磨机广泛应用于涂料、油墨、制药、化妆品和农用化学品等行业,用于制备高质量的分散体、乳液和悬浮液。珠磨机的主要优点包括能够获得极细的颗粒尺寸(通常为亚微米级)、提高产品稳定性和均匀的颗粒分布。珠磨机有多种类型,包括卧式和立式配置,每种都是针对特定应用和产能要求而设计的。

珠磨机和砂磨机有什么区别?

珠磨机和砂磨机都用于研磨和分散细小颗粒的材料。珠磨机的工作原理是用旋转搅拌器搅拌待磨材料和研磨介质(珠)的混合物。这使得珠子与进料颗粒碰撞,将其破碎成更细的颗粒。该过程也称为珠磨,重点在于珠子运动带动的混乱运动。搅拌式研磨机也称为搅拌球磨机,其工作原理是旋转带有搅拌臂或搅拌盘的轴,搅拌垂直或水平槽内的介质和进料。这种搅拌作用使给料和介质不断循环,产生强烈的剪切力和冲击力,从而研磨物料。

主要区别

  • 作用机制 珠磨机更依赖于磨机内研磨珠的运动所产生的能量,而拖式磨机则依赖于带有附臂或圆盘的旋转轴的作用来搅拌介质和进料。
  • 研磨介质尺寸: 珠磨机使用的研磨介质通常比斜磨机更小,因此能将颗粒磨得更细。
  • 分散与研磨 虽然两种研磨机都能实现分散和研磨,但珠磨机更常用于纳米颗粒和精细化学品的分散应用,而砂磨机通常用于更广泛的研磨应用。

行星式球磨机和珠磨机有哪些区别?

珠磨机和行星式球磨机都被广泛应用于各行各业的粒度减小和材料分散,但它们的工作原理和所达到的效果却各有不同。

  • 珠磨机主要用于超细研磨和分散纳米级和亚微米级的颗粒。它们擅长处理液体或糊状物料。行星式球磨机用于混合、均质和研磨,应用范围广泛,从软质材料到超硬材料均可。
  • 行星式球磨机尤其适用于研磨颜料、纳米颗粒和药物化合物等难以研磨的材料。行星式球磨仪用途广泛,可进行干法、湿法甚至低温研磨。它们可用于材料科学、冶金、制药和化学等领域的样品制备和研究:珠磨机更适用于液态或半液态材料,因此非常适合湿法研磨应用。行星式球磨仪则用途广泛,可处理干、湿甚至低温材料。

与珠磨机相比,行星式球磨机、混合磨 MM 500 nano 和 MM 500 control 以及高能球磨机 Emax 具有更大的通用性。所有这些研磨机都适用于干法和湿法研磨。与珠磨机不同,RETSCH 球磨机还可以使用较大的研磨球处理较大的样品块。这些研磨机中研磨罐的运动不是搅拌液体/研磨珠混合物,而是确保研磨珠的良好循环,从而达到极精细的研磨效果。因此,RETSCH 行星球磨仪、MM 500 nano 和 MM 500 control 以及 Emax 可被视为传统珠磨机的替代产品。

细胞破坏与生物样本

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冷冻混合球磨仪MM400-酵母细胞破碎*

*视频显示的是旧款设备但工作运行的原理相同。

什么是打珠?

珠磨是一种用于裂解或破坏细胞和组织的技术,以提取细胞内的内容物,包括核酸(DNA、RNA)、蛋白质和其他细胞成分。这种方法是将样品与小珠子(通常为球形)混合后置于密闭容器中进行剧烈搅拌。珠子由玻璃、陶瓷、钢或氧化锆等不同材料制成,具体取决于样品类型和所需结果。
样品在高速振荡或漩涡作用下,细胞与珠子以及细胞之间发生碰撞,从而将细胞物理剪切开。珠磨的效果受多种因素影响,包括珠子的大小和材料、搅拌的速度和持续时间、被破坏的细胞壁或细胞膜的类型和强度,以及样品的体积和一致性。
珠磨技术用途广泛,从分子生物学和生物化学到环境科学和食品检测都可使用。它尤其适用于处理难以溶解的样品,如酵母、真菌、藻类、动植物组织,以及混合细胞类型样品的均质化。该方法具有多种优势,包括可同时处理多个样品、可实现高通量自动化以及与多种类型的样品兼容。

冷冻混合球磨仪 MM 400 - 生物应用和细胞破碎解决方案
 

冷冻混合球磨仪 MM 400 - 生物应用和细胞破碎解决方案

另一款 RETSCH 球磨仪--Mixer Mill MM 400,以一种名为打珠的工艺而闻名,因此也是一种珠磨机。

MM 400 最多可处理 20 个装入 1.5 或 2 ml Eppendorf 管中的样品,不会造成交叉污染,这为操作人员节省了时间。此外,还提供一个适配器,可容纳多达 8 支 50 毫升 Falcon 管。细胞破碎的最佳微珠尺寸因细胞类型而异;对于细菌和酵母,建议使用 0.75 至 1.5 毫米的玻璃微珠,而 0.1 至 0.5 毫米范围内的较小微珠更适合真菌和微藻。

对于 DNA 或 RNA 提取,2 ml 以下的一次性使用小管是理想选择,而 50 ml Falcon 管等较大的小瓶则非常适合处理总量达 240 ml 的细胞悬浮液,以提取蛋白质或代谢物。最佳的打珠参数因细胞类型而异。可能需要进行一些实验才能找到最佳结果。通常,需要打珠 30 秒(大多数微藻)到 7 分钟(一般酵母菌)才能完全破坏细胞。

通过接收多达 50 个 2 毫升一次性使用小瓶,Mixer Mill MM 500 vario 能有效提高细胞破碎的样品吞吐量。

 

使用 MM 400 和 Falcon 管适配器进行细胞破碎前(左)和破碎后(右)的三疣藻细胞。

珠磨机的温度控制

在湿法研磨工艺或打珠工艺中,温度控制至关重要,因为在珠磨机中加工的许多材料都对温度敏感。过热会引起不良的化学反应或物理变化,如聚合物降解、颜料变色或材料结晶结构变化。在细胞破坏方面,蛋白质对温度非常敏感,会迅速降解。保持最佳温度可确保材料特性的完整性。另一个方面是粘度:温度波动会影响加工浆料的粘度,进而影响研磨效率和分散质量。

为了解决这些问题,珠磨机通常采用温度控制机制,如冷却夹套或外部冷却器,它们可使冷却液在研磨室周围循环,以散发多余的热量。

RETSCH提供两种珠磨机,在湿磨或打珠过程中可以轻松控制温度:

RETSCH 提供两种珠磨机,可在湿磨或打珠过程中轻松控制温度:高能球磨机 Emax 和混合磨机 MM 500。

Emax 的高效冷却系统

高能球磨机的开发给温度管理带来了巨大挑战,因为粒度降低所需的高能量会在磨罐内产生大量热量。RETSCH 通过与磨机集成的新型水冷系统解决了这一问题。因此,Emax 通常不需要冷却间歇,这在使用传统球磨机的长期工艺中很常见,即使在转速降低的情况下也是如此。在 Emax 研磨机中,冷却系统通过研磨罐支架有效降低研磨罐的温度。这种方法效率很高,因为水比空气更容易散热。用户可以灵活选择三种冷却模式:除了内置冷却系统外,磨粉机还可以连接冷却器或直接连接水龙头,以进一步降低温度。当 Emax 用作珠磨机时,将冷却器设定在 4°C 是确保湿磨工艺环境温度的最佳选择。

不需要额外的冷却间歇

MM 500 控制器中的创新冷却系统

MM 500Control是一种高能实验室球磨仪,可用于干磨、湿磨和低温冷冻研磨,频率高达30 Hz。这是市场上第一台能够监控研磨过程温度的混合型球磨机。

温度范围为-100至100°C。为了获得最大的灵活性,研磨仪可以使用各种热流体进行操作,从而能够使用不同的温控设备进行冷却或加热。如果选择液氮冷却,研磨仪需要配备可选的扩展装置cryoPad。创新的cryoPad技术允许为研磨过程选择并控制-100至0°C范围内的特定冷却温度。

在打珠和湿法研磨时,使用外部冷却器将温度设置为 4 °C是一个不错的选择,这样可以有效冷却细胞悬浮液,并有效散发湿法研磨过程中产生的热量。

基于热交换平台进行温度控制

样品材料的冷却和加热是通过热交换平台的专利概念实现的,使样品冷却,例如,打开液氮浴或干冰浴。对于加热,研磨罐简单地放置在热交换平台的顶部。当研磨罐与热交换平台接触时,热量通过控温装置有效地从研磨罐传递或传递到研磨罐。获得专利的密封流体设计,允许使用不同的热流体操作球磨仪,确保灵活和安全的温度调节,并且用户只需付出最小的努力。根据建立的操作设置,热交换平台的温度可以设置在-100到+100°C的范围内。 

MM 500 控制珠磨机中的多腔罐和适配器

使用多腔罐和反应瓶适配器可以同时处理多个小样品。例如,这是制药、化学和生化应用的典型要求。

小腔罐为涉及少量化学品的机械化学研究活动提供了新的机会。倾倒辅助装置可以安全地处理样品。

该适配器最多可容纳 18 个 1.5 或 2.0 毫升的一次性反应瓶(如 Eppendorf 反应瓶)或 9 个 2.0 毫升的钢管。MM 500 控制型混合研磨机有两个研磨站,一次工作运行最多可处理 36 个样品。因此,MM 500 控制型混合研磨机是冷却细胞破碎和高样品处理量的理想珠磨机。如果样品需要冷冻或加热,则应使用 2.0 毫升钢管,因为聚合物反应容器在极端温度下无法承受机械负荷。适配器由铝制成,可有效地将热量传递到反应管或从反应管传递出去。

4 x 10 毫升和 2 x 25 毫升的多腔罐,不锈钢制成,包括聚四氟乙烯助倒器。
 

4 x 10 毫升和 2 x 25 毫升的多腔罐,不锈钢制成,包括聚四氟乙烯助倒器。

适配器,用于 18 x 2 毫升安全锁反应瓶或 9 x 2 毫升钢管,铝制
 

适配器,用于 18 x 2 毫升安全锁反应瓶或 9 x 2 毫升钢管,铝制

RETSCH的仪器在所有的工业领域中均有应用。在生产控制和质量监控的框架下,RETSCH的仪器广泛用于各种分析程序中的样品前处理和颗粒粒径分析。
鉴于这些领域内对仪器设备的要求日益增高,RETSCH有其明确的产品哲学。借用古希腊大哲学家亚历士多德的一句话说,就是:

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Bead Mill - 常见问题

RETSCH 球磨机可以被视为珠磨机吗?

是的,由于不同的球磨机都是通过搅拌液体中的小珠子来减小样品的粒度或破坏细胞,因此 RETSCH 碾磨机可被视为珠磨机。对于混合研磨机,RETSCH 提供专用适配器,用于打珠和细胞破碎。

冷却对珠碾机重要吗?

是的,冷却对珠磨机至关重要,可确保良好的粘度和环境温度,从而避免温度敏感物质蒸发或降解