Preguntas frecuentes sobre molinos de perlas

Sí. Ambos nombres describen el mismo molino de medios agitados. Las primeras máquinas usaban arena natural como medio de molienda, por lo que el nombre «molino de arena» se mantuvo, sobre todo en Asia. Las máquinas modernas usan perlas cerámicas como la circonia, por lo que «molino de perlas» es hoy el término internacional más común.

Depende del molino y del tamaño de las perlas. Los molinos verticales sin tamiz de INFOR con perlas de circonia de 0,05–2,0 mm alcanzan 30–1000 nm; los molinos horizontales de turbina y de pasadores trabajan normalmente entre 100 y 1500 nm; los molinos de discos cubren D50 de 100 nm a 20 µm.

Elija un molino vertical sin tamiz cuando necesite perlas muy pequeñas (menos de 0,1 mm) y finura nanométrica sin obstrucción del tamiz. Elija un molino horizontal de turbina o de pasadores para gran caudal, producción continua y un amplio rango de finura. Una prueba de laboratorio con su propio material es la forma fiable de decidir.

La mayoría de las aplicaciones nanométricas y submicrométricas usan perlas de circonia estabilizada con itria de unos 0,03 a 2,0 mm. Las perlas más pequeñas dan resultados más finos, pero requieren un molino cuyo sistema de separación pueda retenerlas.

Un rotor gira a alta velocidad dentro de una cámara llena de pequeñas perlas de molienda. La suspensión líquida se bombea a través de la cámara, y el impacto y el cizallamiento entre las perlas en movimiento rompen los aglomerados y muelen las partículas. Un separador a la salida deja pasar la suspensión terminada y retiene las perlas en la cámara, y una camisa de refrigeración elimina el calor generado por la molienda.

Se elige según el tamaño de partícula objetivo. Una regla habitual es un diámetro de perla unas 1.000 veces mayor que el objetivo: perlas de 0,1 mm para un producto de 0,1 µm. Los molinos horizontales convencionales usan perlas de zirconia de 0,1–2,0 mm, y los molinos verticales sin tamiz, como la serie vertical de doble accionamiento de INFOR, retienen perlas desde 0,03 mm. Cuanto más pequeñas las perlas, más importa un separador capaz de retenerlas.

Un molino de doble accionamiento mueve el rotor y el separador con motores independientes, de modo que la energía de molienda y la separación de las perlas se ajustan por separado. Es especialmente útil con medios muy finos (la serie vertical de doble accionamiento admite un uso estable de perlas de 0,03–0,1 mm), cuando una línea procesa suspensiones con características distintas o cuando la mejor velocidad del rotor para el tamaño de partícula no coincide con la velocidad a la que funciona bien un separador de eje compartido.

Los tres son molinos horizontales; cambia la forma en que el rotor transmite la energía a las perlas. El rotor de turbina del NCT ofrece una dispersión nanométrica de alta energía con distribución estrecha, para nanotubos de carbono, nanocerámicas y tintas de inyección. El rotor de pernos del NCP está pensado para alto caudal en suspensiones de baterías como LFP, LMFP, negro de carbono y recubrimiento de separadores. Los agitadores de discos son la opción económica para pinturas, tintas y pigmentos con D50 de 100 nm a 20 µm.

Depende del tamaño de partícula objetivo. Para las suspensiones cerámicas más finas encajan mejor el LPM sin tamiz (30–1000 nm, medios desde 0,05 mm) y el molino vertical de doble accionamiento (50–2000 nm, medios desde 0,03 mm). Para nanocerámicas de 100–1500 nm, como titanato de bario, alúmina y zirconia, lo habitual es el molino de turbina NCT con cámara cerámica. Las suspensiones cerámicas estructurales y electrónicas más gruesas se cubren con el molino de discos.

INFOR fabrica una serie específica para pasta conductora de nanotubos de carbono, con rotor específico para CNT, descarga por tamiz dinámico para alto caudal, exterior totalmente de acero inoxidable y tambor con tratamiento antiexplosión y antifisuras. Cuatro modelos cubren cámaras de 15–150 L y 22–160 kW, y también se suministra una línea completa de producción de pasta conductora de CNT.

Sí. Los molinos de laboratorio de INFOR usan los mismos principios de molienda que las series de producción: molinos NCT horizontales con cámaras de 0,3–30 L para 100–1500 nm y molinos LPM verticales sin tamiz con cámaras de 1–30 L para 30–1000 nm. Una receta probada en una cámara de laboratorio puede trasladarse a un molino de producción NCT o LPM.

Normalmente el molino de discos. El molino de discos de INFOR cubre D50 de 100 nm a 20 µm con medios de 0,3–2,0 mm en sistemas al agua, al aceite, con disolvente y UV, y hay versiones antiexplosión. Los molinos de disco-pernos mantienen baja la temperatura de molienda para fórmulas sensibles al calor, y también se suministran líneas completas de producción de pinturas.

Sí. La molienda húmeda en molino de perlas es una forma habitual de dispersar uniformemente el ingrediente activo en una suspensión concentrada. El molino horizontal de laboratorio de INFOR incluye las suspensiones de plaguicidas entre sus aplicaciones, de modo que una formulación puede probarse primero en el laboratorio y escalarse después a un molino de producción.

Arranque primero el agua de refrigeración de la cámara y el circuito de refrigeración del sello, y después el sistema de lubricación en los modelos que lo tienen. Llene la cámara con suspensión según indique el manual, porque las perlas, el revestimiento y el sello nunca deben trabajar en seco, y luego arranque el motor principal y súbalo gradualmente a la velocidad fijada. Siga siempre el manual de su modelo.

Los componentes que más paradas provocan: el sello mecánico (nivel de fluido, caudal de refrigerante, fugas), el sistema de refrigeración (caudal y temperaturas del agua, incrustaciones en la camisa), los medios de molienda (nivel de llenado, desgaste y rotura), el separador y la salida, el rotor y el revestimiento de la cámara, y el accionamiento, la lubricación y las alarmas. Registrar lo que encuentre es la forma fiable de fijar los intervalos para su material.

Revise primero el caudal y la temperatura de entrada del agua de refrigeración; las incrustaciones en la camisa reducen la transferencia de calor aunque el caudal parezca normal. Si la refrigeración está bien, la energía aportada puede ser excesiva para el material: reduzca la velocidad del rotor o ajuste el caudal de alimentación. Los materiales sensibles al calor pueden necesitar menor velocidad y más pasadas.

Las causas habituales son falta de fluido de sellado o fallo de su refrigeración, caras de sellado desgastadas, un elastómero incompatible con el disolvente y el funcionamiento en seco. Revise primero el fluido de sellado y el refrigerante, y después las piezas del sello. Las caras duras, como el carburo de silicio, resisten el desgaste, y el fluorocaucho o el PTFE son adecuados para medios corrosivos.

Las perlas suelen ocupar el 70–85 % del volumen efectivo de la cámara; un molino de producción de 400 L, por ejemplo, lleva unos 1.000–1.260 kg. El peso se estima como volumen efectivo × grado de llenado × densidad aparente de las perlas. Cárguelas por la boca de llenado según indique el manual y repóngalas con perlas del mismo tipo y tamaño a medida que se desgastan.

Una corriente al alza suele indicar más carga: mayor viscosidad o contenido de sólidos, exceso de medios o un separador que empieza a obstruirse, lo que también eleva la presión de la cámara. Una corriente a la baja suele deberse a perlas desgastadas o perdidas, menor llenado o una suspensión más diluida de lo especificado. Compare la corriente con presión, temperatura y llenado antes de ajustar, y pare el molino si el cambio es brusco.

Un tamiz obstruido eleva la presión de la cámara: límpielo y revise las perlas, porque los fragmentos rotos y los aglomerados son la causa habitual, y confirme que la suspensión no es más viscosa de lo especificado. Las perlas en el producto indican un tamiz o separador desgastado o dañado, o perlas rotas lo bastante pequeñas para pasar por la holgura. La separación centrífuga sin tamiz de los molinos LPM y de doble accionamiento evita las obstrucciones.

Causas habituales: perlas desgastadas, demasiado grandes para el objetivo o con poco llenado; un caudal tan alto que la suspensión pasa poco tiempo en la cámara; una velocidad de rotor baja, y una predispersión deficiente que deja aglomerados. Revise primero el tamaño y el llenado de las perlas y después reduzca el caudal o añada pasadas. Por debajo de unos 100 nm puede hacer falta microperlas de 0,05–0,1 mm y un molino vertical sin tamiz.

Enjuague el circuito con un medio compatible con ambos productos (agua en sistemas al agua, disolvente en los de base disolvente) hasta que salga limpio, y retire los restos de la cámara, la entrada, la salida y el tamiz antes de que se sequen. Los molinos con tapa frontal desmontable para acceder al tamiz, o con tambor de elevación automática como el LPM, agilizan los cambios; para cambios de color frecuentes, el molino de canasta es el más cómodo.