크라이오밀은 크라이오밀링용으로 설계된 특수 실험실용 볼 밀입니다. 이 공정에서는 액체 질소를 사용하여 극저온에서 온도에 민감하고 휘발성이 있는 시료를 분쇄합니다.
이 방법을 사용하면 시료의 화학적, 물리적 무결성을 보존하면서 미세하고 균일한 입자를 생성할 수 있습니다.
크라이오밀은 액체 질소로 분쇄 용기를 지속적으로 냉각하여 시료를 취화시키고 열 저하를 방지하는 방식으로 작동합니다.
크라이오밀은 어떻게 작동하나요? - 8가지 핵심 사항 설명
1. 크라이오밀링 프로세스 개요
정의: 크라이오밀링은 특히 온도에 민감하거나 휘발성 성분이 포함된 시료를 극저온에서 밀링하는 기계 밀링의 변형입니다.
목적: 주요 목표는 시료의 화학적 무결성을 유지하면서 미세 구조 입자로 줄이는 것입니다.
온도 제어: 분쇄 공정은 액체 질소를 사용하여 일반적으로 -150°C 이하의 초저온에서 수행됩니다.
2. 크라이오밀의 메커니즘
그라인딩 용기: 크라이오밀의 그라인딩 용기는 수평 위치에서 방사형 진동을 수행합니다.
그라인딩 볼: 그라인딩 볼의 관성으로 인해 그라인딩 용기의 둥근 끝에 있는 시료 물질에 높은 에너지로 충격을 가하여 효과적으로 분쇄합니다.
연속 냉각: 극저온 환경을 유지하기 위해 공정 중에 액체 질소로 용기를 지속적으로 냉각합니다.
3. 극저온 연삭의 장점
시료 무결성 보존: 크라이오밀은 시료를 극저온으로 냉각시켜 기존 분쇄 방법의 일반적인 문제인 열 분해 및 산화를 방지합니다.
취성: 극한의 저온으로 인해 시료가 부서지기 쉬워져 미세 입자로 분쇄하기가 더 쉬워집니다.
잔류 응력 최소화: 극저온 환경은 분쇄 재료의 품질에 영향을 줄 수 있는 인장 잔류 응력의 유입을 줄여줍니다.
4. 크라이오밀의 응용 분야
온도에 민감한 시료: 생물학적 시료, 플라스틱 및 고무와 같이 고온에서 성능이 저하되거나 무결성을 잃는 재료를 처리하는 데 이상적입니다.
휘발성 성분: 분쇄 과정에서 보존해야 하는 휘발성 성분이 있는 시료에 유용합니다.
광범위한 분야: 생명공학, 재료 과학, 화학, 지질학, DNA 추출, 식물 연구, 제약 등 다양한 분야에 응용할 수 있습니다.
5. 극저온 연삭의 공정 흐름
시료 준비: 분쇄할 재료를 세척하여 호퍼로 공급합니다.
이송 제어: 진동 피더가 이송 속도를 제어하고 재료를 나선형 스크류 컨베이어로 보냅니다.
냉각: 액체 질소가 스크류 컨베이어에 분사되어 재료를 냉각하고 체류 시간을 제어합니다.
연삭: 재료는 스터드와 콘 사이에서 분쇄되고 분쇄된 제품은 통에 수집됩니다.
질소 재순환: 기화된 질소는 원심 송풍기를 통해 시스템으로 다시 흡입되어 순환 공정을 유지합니다.
6. 기존 연삭과의 비교
열 발생: 기존 분쇄는 종종 높은 열을 발생시켜 시료의 품질을 저하시킬 수 있습니다. 크라이오밀링은 극저온 환경을 유지하여 이를 방지합니다.
잔류 응력: 기존 연삭 방식은 인장 잔류 응력이 발생할 수 있지만 크라이오밀링은 이를 최소화합니다.
공구 수명 및 막힘: 기존 밀링에서는 공구 수명이 단축되고 막힘 문제가 발생할 수 있지만, 크라이오 밀링에서는 저온 환경으로 인해 이러한 문제가 완화됩니다.
7. 극저온 밀의 종류
냉동 밀: 솔레노이드를 사용하여 바이알에서 분쇄 매체를 앞뒤로 움직여 시료를 분석 적합성에 맞게 분쇄하는 특정 유형의 극저온 분쇄기입니다.
유성 볼 밀: 별도의 액체 질소 배스를 사용하여 극저온 밀링에도 적용할 수 있습니다.
8. 유지보수 및 운영 고려 사항
액체 질소 공급: 극저온 환경을 유지하려면 지속적인 액체 질소 공급이 필수적입니다.
안전: 액체 질소는 매우 낮은 온도와 잠재적 위험성으로 인해 적절한 취급과 보관이 매우 중요합니다.
장비 캘리브레이션: 정확하고 일관된 결과를 얻으려면 크라이오밀의 정기적인 캘리브레이션과 유지보수가 필요합니다.
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