O CryoMill é um moinho de bolas de laboratório especializado, concebido para criomilagem. Este processo envolve a moagem de amostras sensíveis à temperatura e voláteis a temperaturas criogénicas, utilizando azoto líquido.
Este método assegura que a integridade química e física da amostra é preservada, ao mesmo tempo que produz partículas finas e uniformes.
O CryoMill funciona através do arrefecimento contínuo do frasco de trituração com azoto líquido, o que embrutece a amostra e evita a degradação térmica.
Como é que um CryoMill funciona? - 8 pontos-chave explicados
1. Visão geral do processo de criomilling
Definição: A criomilagem é uma variação da moagem mecânica em que as amostras, especialmente as sensíveis à temperatura ou que contêm componentes voláteis, são moídas a temperaturas criogénicas.
Objetivo: O objetivo principal é manter a integridade química da amostra, reduzindo-a a partículas microestruturadas.
Controlo da temperatura: O processo de trituração é realizado a temperaturas ultrabaixas, normalmente abaixo de -150°C, utilizando azoto líquido.
2. Mecanismo do CryoMill
Jarra de moagem: O vaso de moagem do CryoMill realiza uma oscilação radial numa posição horizontal.
Esferas de moagem: A inércia das bolas de trituração faz com que estas embatam com elevada energia no material da amostra nas extremidades arredondadas do frasco de trituração, pulverizando-o eficazmente.
Arrefecimento contínuo: O frasco é continuamente arrefecido com azoto líquido durante o processo para manter o ambiente criogénico.
3. Vantagens da trituração criogénica
Preservação da integridade da amostra: Ao arrefecer a amostra a temperaturas criogénicas, o CryoMill evita a degradação térmica e a oxidação, que são problemas comuns nos métodos de trituração convencionais.
Fragilização: As temperaturas extremamente baixas fazem com que a amostra se torne frágil, facilitando a sua trituração em partículas finas.
Tensões residuais minimizadas: O ambiente criogénico reduz a introdução de tensões residuais de tração, que podem afetar a qualidade do material triturado.
4. Aplicações do CryoMill
Amostras sensíveis à temperatura: Ideal para o processamento de materiais que se degradam ou perdem a integridade a temperaturas mais elevadas, tais como amostras biológicas, plásticos e borracha.
Componentes voláteis: Útil para amostras com componentes voláteis que precisam de ser preservados durante o processo de trituração.
Ampla gama de campos: As aplicações incluem biotecnologia, ciência dos materiais, química, geologia, extração de ADN, investigação de plantas e produtos farmacêuticos.
5. Fluxo do processo de trituração criogénica
Preparação da amostra: O material a ser moído é limpo e introduzido na tremonha.
Controlo da alimentação: Um alimentador vibratório controla a taxa de alimentação e direciona o material para um transportador helicoidal.
Arrefecimento: O nitrogénio líquido é pulverizado no transportador helicoidal, arrefecendo o material e controlando o tempo de permanência.
Moagem: O material é triturado entre pinos e cones, e o produto triturado é recolhido num contentor.
Recirculação do azoto: O azoto vaporizado é aspirado de volta para o sistema por um ventilador centrífugo, mantendo um processo cíclico.
6. Comparação com a moagem convencional
Geração de calor: A trituração convencional gera frequentemente calor elevado, que pode degradar a amostra. A criomicrotrituração evita este problema, mantendo um ambiente criogénico.
Tensões residuais: Os métodos de retificação tradicionais podem introduzir tensões residuais de tração, enquanto que a criomicrografia as minimiza.
Vida útil da ferramenta e entupimento: As fresas convencionais podem sofrer uma redução da vida útil da ferramenta e problemas de entupimento, que são atenuados na criomilling devido ao ambiente frio.
7. Tipos de moinhos criogénicos
Moinhos de congelação: Um tipo específico de moinho criogénico que utiliza um solenoide para mover o meio de moagem para trás e para a frente num frasco, moendo as amostras até à aptidão analítica.
Moinhos de bolas planetários: Podem também ser adaptados para moagem criogénica, utilizando um banho separado de azoto líquido.
8. Considerações sobre manutenção e funcionamento
Fornecimento de azoto líquido: O fornecimento contínuo de azoto líquido é essencial para manter o ambiente criogénico.
Segurança: O manuseamento e armazenamento adequados do azoto líquido são cruciais devido à sua temperatura extremamente baixa e aos riscos potenciais.
Calibração do equipamento: A calibração e manutenção regulares do CryoMill são necessárias para garantir resultados exactos e consistentes.
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