新型辊筒技术满足精度需求

市场对精密颗粒的需求不断增长。随着公司努力改善产品特性、实现更高的工艺效率和更少的能源使用，辊磨机技术变得越来越重要。

这是一个不断缩小的世界。更快的交通、即时的互联网信息和即时通信相结合，使我们巨大的星球，就所有实际目的而言，都比以前小得多，要求也高得多。

在当今的制造业中，公司对其加工设备的要求也越来越高。更具体地说，他们通过改进产品特性、提高工艺效率和减少能源使用来寻求竞争优势。

Why Maximize Uniformity?

在许多颗粒减少应用中，最重要的目标是最大限度地提高颗粒均匀性。

以咖啡为例。在美国，咖啡通常被研磨成 16 x 40 美式目（1,170 至 590 微米）尺寸范围内的最大产量，并且“细粉”（在这种情况下，颗粒小于 40 目）。研磨后，咖啡不进行分类，而是直接进行包装。

这种类型的简化工艺既需要精密研磨的均匀性，也需要最终的产品一致性。如果研磨大小发生变化或产生额外的细粉（或灰尘），则咖啡在冲泡过程中会过度萃取。这种过度萃取会增加咖啡的苦味。

在其他颗粒减少应用中，必须满足严格的粒径要求，因此需要进行产品分类。在这种情况下，细粉通常会被丢弃、再加工或在二级市场使用（图 1）。无论哪种情况，都会损失金钱和浪费能源。

Optimal Applications

一般来说，有两个因素排除了使用更新的辊式技术作为任何应用的最佳颗粒减少方法的可能性：（1） 要研磨的产品不易碎或易碎/易碎，或 （2） 以最少的细粉保持均匀的粒径没有任何价值。

然而，如果同时满足上述两个条件，则新型辊筒技术将提供优于任何其他研磨方法的颗粒减少效果，特别是在所需平均粒径范围在 100 至 1,500 微米之间的应用中。

The Variables at Play

较新的辊磨机技术 （MPE Gran-U-Lizer） 遵循三个核心原则，以保持出色的粒度分布（图 2）。

首先，使用的滚轮通常不光滑。事实上，它们是定制的瓦楞纸（或凹槽）以适应每个特定应用。

实际上，有数千种不同的波纹可以应用于给定的卷筒。通过执行真实环境实验室测试，可以确定给定应用程序的最佳配置。

辊子可以用波纹开槽，波纹可以沿着辊子的长度（纵向）或围绕辊子的圆周（圆周）延伸。每个波纹中的凹槽在形状和尺寸方面都可能有所不同。

例如，一些产品要求每英寸 8 个排屑槽，而另一些产品则使用 30 个排屑槽，具体取决于材料硬度和指定尺寸等变量。

第二个重要的区分变量是相对横滚速度比或差速滚速。当材料通过辊子时，以理想的相对速度运行辊子将达到所需的剪切效果。

例如，如果一个辊子以 500 rpm 的速度旋转，另一个辊子以 1,000 rpm 的速度旋转，则相对辊子速度定义为 2：1 （1,000：500）。

相对辊速比与施加在通过辊的“夹区”点的颗粒上的剪切量成正比（图 3）。剪切力越高，被压碎的颗粒受到的撕裂就越大。根据所使用的材料特性和辊切，这种关系对粒度分布有明确的影响。

第三，作员能够通过扩大或缩小辊子之间的间隙来控制产品尺寸。辊间隙可以动态调整，以在几秒钟内“动态”改变粒度分布，无需关闭连续过程，并允许在各种研磨设置之间快速切换。

这种微调功能最关键的要素是需要保持辊子平行。完全平行的辊子是这种辊磨机技术的基石。

Controlled Explosions

在过去的 50 年里，压路机技术不断发展并变得更加完善。有些人可能仍然认为滚筒技术是最粗糙的形式，“破碎机”随意地将易碎材料粉碎成更小的尺寸，但今天的滚筒被设计为产生“受控爆炸”，实现完全受控和高度工程化的颗粒减少。

易碎材料（基本上是任何在压力下会破裂而不是压扁的材料）现在可以缩小尺寸，减少灰尘、减少细粉和提高均匀性。

事实上，与其他研磨方法相比，这种辊磨机技术的有限优势变得非常明显。例如，将辊磨机与锤式磨机进行比较，锤式磨机通过冲击高速研磨，并依靠多孔筛分控制粒度。辊磨机通常产生的粉尘减少 50-75%，并将所需的颗粒均匀性提高 50-100%。

此外，由于锤式粉碎机和其他磨损铣削方法依赖于多次冲击，因此它们通常需要相对较高的能源使用。节能可能是选择辊磨机而不是更传统方法的主要原因。事实上，由于其高效的破碎作用，在给定马力下，辊磨机每小时可比锤式磨机多生产 15-40% 的吨位。

辊磨机技术不一定是适合所有应用的最佳技术。如果您希望使用 40 微米范围内的最终颗粒进行非常精细的研磨，针式研磨机可能是最佳选择，尽管针式研磨机有一些固有的缺点，包括产能相对较低、运营和资本成本相当高。

尽管如此，如果您正在为 100 至 1,500 微米的分布目标寻找卓越的、受控的破碎效果，并且您正在使用易碎材料，那么辊磨机技术是您的最佳选择。

Growing Markets

市场对精密颗粒的需求不断增长。随着公司努力改善产品特性、实现更高的工艺效率和更少的能源使用，所使用的辊磨机技术变得越来越重要。

总的来说，我们看到食品、化工、矿物和制药公司对颗粒减少改进的需求持续增加。

更具体地说，我们对未来几年的两个市场抱有非常高的期望，即碳和超吸收性行业。

随着这些材料变得越来越商品化，制造效率和产品质量变得越来越重要。

对用于空气和水净化的活性炭以及用于钢铁制造过程的碳电解质的需求应该很高。

高吸水性材料也是如此，它被用于从餐巾纸到农业的各种应用。随着超吸收剂市场的成熟，竞争加剧，制造效率变得越来越重要。

基本上，如果一家公司希望减少易碎颗粒的粒度、浪费和成本，那么辊磨机的受控颗粒减少技术正日益成为必经之路。