Geeignete Labormühlen für die Kryogenvermahlung

Bei der Auswahl einer geeigneten Labormühle für die Kryogenvermahlung müssen einige Aspekte beachtet werden. Zum einen ist die Menge der Probe ausschlaggebend für die Wahl der Mühle, aber auch die Aufgabekorngröße und gewünschte Endfeinheit spielen eine wichtige Rolle. Die Schwingmühlen MM 400 und CryoMill sind für die Vermahlung kleiner Probenmengen geeignet. In diesen Mühlen werden selbst bei anspruchsvollen Kunststoffproben häufig höhere Endfeinheiten als z. B. in Rotormühlen erreicht, da die Probe längere Zeit im geschlossenen Mahlbecher verbleibt als im offenen Mahlraum der Rotormühlen. Die Probe wird dabei während der gesamten Mahldauer kontinuierlich gekühlt, in der CryoMill sogar mit Temperaturkonstanz bei -196 °C. Rotormühlen, Mörsermühlen, Messermühlen oder Schneidmühlen können wesentlich größere Probenmengen bzw. Aufgabekorngrößen vermahlen als Schwingmühlen. Durch die Zerkleinerungsmechanismen dieser Mühlen sind die erzielten Endfeinheiten in der Regel jedoch geringer, besonders bei der Zerkleinerung von Kunststoffen. Die Messermühle GRINDOMIX GM 300 eignet sich hauptsächlich für die Kryogenvermahlung von Lebensmitteln, wobei die Versprödung ausschließlich mit Trockeneisschnee erfolgen sollte, da die Mühle nicht für Temperaturen bis -196°C geeignet ist. Bei Rotormühlen oder Schneidmühlen hingegen hat der Anwender die Wahl zwischen einer Versprödung mit Trockeneisschnee oder flüssigem Stickstoff. Flüssiger Stickstoff ist aufgrund der sehr tiefen Temperaturen vor allem für Materialien mit einer Glasübergangstemperatur unter -50 °C geeignet. Eine Versprödung mit Trockeneisschnee bietet den Vorteil, dass dieser nicht so schnell verdampft wie flüssiger Stickstoff und zusammen mit der Probe vermahlen werden kann, was zu einem verlängerten Kühleffekt führt. Dies ist gerade für Materialien mit geringer Wärmekapazität von Vorteil, welche die kühle Temperatur schlecht halten können (z. B. dünne Plastikfolien in Sekundärbrennstoffen). Außerdem ist die Probenaufgabe mit Trockeneisschnee in der Regel einfacher, da die Probe nicht aus einem Bad mit flüssigen Stickstoff geholt werden muss, was vor allem bei sehr feinen Ausgangspartikeln kleiner als 1 mm vorteilhaft ist. Die Handhabung von Trockeneisschnee ist gegenüber flüssigem Stickstoff sicherer, da z. B. geringere Erstickungsgefahr besteht. Zudem wird das Proben-Trockeneis-Gemisch als Ganzes vermahlen, wodurch ein Spritzen wie bei der Verwendung von flüssigem Stickstoff vermieden wird. Unabhängig davon sollten immer die einschlägigen Sicherheitsvorkehrungen bei Umgang mit tiefkalten Hilfsmitteln beachtet werden. Im Folgenden werden die wichtigsten Mühlen vorgestellt, die für Kryogenvermahlungen in Frage kommen.