O princípio da redução de tamanho num moinho de bolas é conseguido principalmente através dos mecanismos de impacto e atrito.
Este processo envolve a trituração ou mistura de materiais através da queda de bolas a partir da parte superior do invólucro cilíndrico rotativo.
Isto faz com que os materiais sejam esmagados e moídos em partículas mais pequenas.
Mecanismo de impacto
Num moinho de bolas, a redução de tamanho é predominantemente realizada pelo impacto dos meios de moagem (bolas) sobre os materiais.
À medida que a concha cilíndrica gira, ela eleva as bolas até uma certa altura.
Uma vez que as bolas chegam perto do topo da concha, elas caem livremente por gravidade, impactando os materiais na parte inferior.
Esta força de impacto esmaga os materiais em partículas mais pequenas.
A eficácia deste mecanismo depende do tamanho, densidade e número de bolas, bem como da velocidade de rotação do moinho.
Mecanismo de atrito
Além do impacto, o atrito também desempenha um papel no processo de redução de tamanho.
O atrito ocorre quando as bolas rolam umas sobre as outras e contra o material, causando uma ação de fricção ou cisalhamento.
Esta ação ajuda a decompor os materiais em partículas mais pequenas através da abrasão.
O processo de atrito é mais eficaz na moagem mais fina, em que as partículas já são relativamente pequenas e podem ser facilmente abrasadas.
Condições operacionais ideais
Para uma redução de tamanho eficaz, o moinho de bolas deve operar na sua velocidade crítica.
Em baixas velocidades, as bolas deslizam ou rolam umas sobre as outras sem impacto significativo, reduzindo a eficiência da redução de tamanho.
Por outro lado, em altas velocidades, as bolas são lançadas contra a parede do cilindro devido à força centrífuga.
Isto impede-as de caírem e de chocarem com os materiais, pelo que não ocorre trituração.
A velocidade ideal, conhecida como velocidade crítica, permite que as bolas sejam levadas até perto do topo do moinho e depois caiam em cascata, maximizando o impacto e, portanto, a redução de tamanho.
Aplicações e vantagens
Os moinhos de bolas são versáteis nas suas aplicações, sendo adequados tanto para processos de moagem a húmido como a seco.
São particularmente úteis em indústrias como a farmacêutica, onde a esterilidade é crucial devido ao seu sistema de contentores fechados.
Esta configuração não só ajuda a manter a esterilidade como também permite um controlo preciso do tamanho das partículas, o que é essencial no fabrico de produtos como soluções parenterais e oftálmicas.
Em resumo, o princípio da redução de tamanho num moinho de bolas baseia-se nos efeitos combinados de impacto e atrito, facilitados pela rotação controlada de um invólucro cilíndrico cheio de meios de moagem.
A eficiência deste processo é optimizada na velocidade crítica, assegurando que as bolas esmagam e desgastam eficazmente os materiais até ao tamanho de partícula desejado.
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