在制藥、食品、化工等行業中,經常需要粉碎高溫敏感材料或低溫易碎的生物材料。傳統的機械碾磨方法很難滿足這些需求,低溫冷凍粉碎機是一種非常有效的工藝。
低溫冷凍粉碎機的原理是將物料在冷卻的環境下進行粉碎。粉碎樣本首先在室溫下被注入粉碎機中,然后在氣態氮的冷卻下變得脆弱。脆化的樣本經過刀片的作用被粉碎并保持在冷卻環境下,避免了樣本庫存熱量的減少。低溫冷凍粉碎機還可以在處理過程中用氣態氮將樣本抽出以避免材料的再次加熱和損傷。

低溫冷凍粉碎機的設備工藝主要包括預冷、粉碎和清理三個步驟,
1、預冷
因為樣本需要處于低溫狀態下進行粉碎,所以低溫冷凍粉碎機需要先進行預冷。此步驟旨在將刀片和粉碎腔的溫度降至合適的低溫,以便于樣本在粉碎前達到脆弱狀態。低溫冷凍粉碎機通常具有內置的冷卻裝置,可使用液態氨或液態二氧化碳,在粉碎前將刀片和粉碎腔預冷至適宜溫度。
2、粉碎
粉碎過程中需要注意以下幾個方面:
(1)樣本的形態
樣品應被制成比刀片尺寸小的塊。通過改變樣品的二次自由度(例如,將球形樣品固定在冰塊上或將片狀樣品固定在木桿上),可以使它們在進行粉碎過程中更容易破碎。
(2)刀片
刀片的選擇對粉碎過程至關重要。直刃刀適用于松脆物質。雙層打斗式刀(如Teckno齒型)對于硬度更高的材料(如冰)適用。
(3)進料速度
進料速度應視材料的硬度而定。對于比較柔軟的材料,應緩慢進料以避免過多的熱量產生;對于更硬的材料,進料速度可以加快。
(4)粉碎腔
粉碎腔應足夠小,以確保樣本在進入腔體后不會立即脫離刀片或氣流。此外,應避免粉碎腔內出現積料或垃圾,以確保樣本不會出現受損或污染等情況。
3、清理
粉碎后,應清理低溫冷凍粉碎機以避免雜質到下一次使用時進入。首先應關閉冷卻裝置,然后清理刀片和粉碎腔。對于堆積在凹槽內或粉碎腔周圍的粉末,可以用刷子或長莖漏斗進行清理。最后用去離子水和氣體將所有表面進行清洗,并干燥。