Principios de trituración

O muíño empregado determina non só o principio de trituración, senón tamén a forma das partículas que se poden conseguir, a finura final e o rendemento. Unha mala selección do muíño pode levar a un desgaste excesivo, xeración de calor ou homoxenización insuficiente. Os muíños vibratorios combinan forzas de impacto e fricción e son axeitados tanto para mostras pequenas como para a moenda seca, húmida ou crioxénica. Nun muíño crioxénico, o material arrefríase continuamente con nitróxeno líquido, o que o fai fráxil e conserva os compoñentes volátiles. Os muíños de corte son ideais para materiais fibrosos ou elásticos e ofrecen tamaños de partícula definidos, mentres que as trituradoras de mandíbulas ou as trituradoras centrífugas son axeitadas para a trituración previa de terróns grandes e duros. Unha combinación ben considerada de varios tipos de muíños garante que o material se procese de forma eficiente e suave, e que as etapas posteriores de análise ou produción ofrezan resultados fiables.

A tensión de compresión é un dos principios de trituración máis antigos. O material comprímese entre dúas superficies fixas ou móbiles ata que supera a súa resistencia interna e se rompe. As máquinas típicas, como as trituradoras de mandíbulas ou as trituradoras de rolos, funcionan segundo este principio: as mostras aliméntanse nun oco estreito e son trituradas por presión mecánica. Este método é particularmente eficaz para mostras duras e fráxiles, como minerais ou rochas, que se rompen de forma relativamente espontánea baixo presión. Nas trituradoras primarias, como as trituradoras xiratorias, un cono de trituración montado excéntricamente garante unha tensión uniforme e un alto rendemento. O principio de compresión é menos axeitado para materiais tenaces e elásticos, xa que tenden a deformarse en lugar de esmagarse. Ao usar este método, é importante garantir que o material se alimente uniformemente para evitar a formación de pontes e unha distribución desigual do tamaño das partículas.

Na moenda por impacto, a mostra ponse en contacto cunha superficie sólida a alta velocidade. As partículas aceleradas golpean as superficies de impacto ou as ferramentas de moenda e esnaquízanse debido ás forzas de impacto resultantes. Os muíños de bólas, os muíños de martelos e os muíños de chorro utilizan este principio xerando numerosos impactos a través de rotacións rápidas ou fluxos de aire. É especialmente axeitado para materiais duros, fráxiles e cristalinos, que se descompoñen en partículas máis finas ao impactar. Nos muíños vibratorios, este principio combínase coa fricción para homoxeneizar eficientemente mostras pequenas; son mesmo axeitados para a moenda seca, húmida e crioxénica. A finura final depende da velocidade de impacto, da xeometría das ferramentas de moenda e do proceso de moenda. A moenda por impacto pode xerar calor; polo tanto, é aconsellable un arrefriamento axeitado para mostras sensibles á temperatura ou materiais que conteñen compoñentes volátiles.

A moenda por fricción baséase no movemento da superficie da ferramenta de moenda en relación coa mostra, xerando forzas de fricción entre ambas. As partículas sólidas son esencialmente abrasionadas; as forzas de compresión e cizallamento actúan simultaneamente. Os muíños de disco e as placas de moenda utilizan esta fricción deslizante para moer ou homoxeneizar materiais brandos a semiduros. A xeración de calor adoita ser maior que coa moenda por compresión ou corte porque a enerxía se converte continuamente en calor durante o movemento de deslizamento. Polo tanto, as mostras con puntos de fusión baixos ou compoñentes sensibles á calor deben moerse lentamente ou prearrefriarse. A moenda por fricción é axeitada cando se require unha distribución uniforme do tamaño das partículas e un tamaño final de partícula moi fino, por exemplo, na produción de pos para determinacións analíticas. En moitos muíños, a fricción úsase xunto coas forzas de impacto ou cizallamento para lograr un resultado de trituración máis eficaz.

O cizallamento prodúcese cando dúas superficies se desprazan unha con respecto á outra e o material entre elas é cortado ou moído mediante un movemento de cizallamento. Este principio é especialmente axeitado para materiais fibrosos, resistentes e elásticos, como plásticos, vexetais, madeira ou papel, que son difíciles de moer usando só forzas de compresión. Os muíños de impacto de rotor e os muíños de impacto cruzado teñen ferramentas contrarrotatorias que cizallan a mostra; o tamaño das partículas resultante pódese definir mediante peneiras e velocidade de corte. Unha vantaxe clave é a baixa xeración de calor, o que protexe as mostras sensibles á calor. O cizallamento produce bordos de corte relativamente limpos e unha distribución do tamaño das partículas estreita. A moenda previa pode ser beneficiosa para mostras ou materiais fibrosos máis grandes. Para produtos extremadamente elásticos, adoita empregarse unha combinación de cizallamento e corte.

No principio de corte, os bordos de corte afiados separan o material da mostra mediante cizalladura ou picado. Os muíños de corte, as trituradoras e os cortadores rotativos teñen láminas ou coitelos que cortan a mostra en partículas definidas mediante un movemento de rotación. Este método é axeitado para materiais brandos, elásticos, fibrosos e resistentes, como plantas, téxtiles, plásticos ou películas. O corte afiado xera só unha fricción mínima e, polo tanto, pouca calor, o que evita a decoloración ou a alteración térmica da mostra. Os muíños de corte modernos, como a serie SM, permiten velocidades de corte variables e insercións de criba, o que permite o axuste reproducible dos tamaños de partícula desexados. A diferenza dos procesos puros de compresión ou impacto, a forma das partículas aquí adoita permanecer alongada ou en forma de escama. O corte non é axeitado para materiais moi duros e fráxiles; para estes materiais recoméndanse muíños baseados en compresión ou impacto.