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Mahlhilfen bei der Feinzerkleinerung

Individuelle Anforderungen lösen

Viele Zerkleinerungsaufgaben aus dem Bereich der mechanischen Verfahrenstechnik lassen sich mit unterschiedlichen Mühlentypen und deren spezifischen Beanspruchungsmechanismen erfolgreich lösen. Es gibt jedoch bestimmte Anwendungen, bei denen herkömmliche Labormühlen selbst mit umfangreichem Zubehör an ihre Grenzen stoßen.

Besonders herausfordernd ist die Zerkleinerung von Materialien, die eine Restfeuchte enthalten, jedoch nicht getrocknet werden dürfen. Auch öl- und fetthaltige Rohstoffe sowie weiche oder elastische Proben stellen häufig ein Problem dar. Besonders bei Feinstvermahlungen – etwa zur Herstellung ultrafeiner Pulver durch hohen Energieeintrag – ist oft eine Nassvermahlung erforderlich.

In solchen Fällen sollte der Einsatz von Mahlhilfen geprüft werden. Dabei handelt es sich um Zusätze, die chemische oder physikalische Prozesse während des Mahlvorgangs aktivieren, beschleunigen oder verbessern können.
Wichtig ist, dass diese Zusatzstoffe die nachfolgende Analyse oder den weiteren Bearbeitungsprozess nicht negativ beeinflussen. Daher ist vor dem Einsatz in der Probenvorbereitung stets eine sorgfältige Prüfung notwendig.

Arten von Mahlhilfen

Mahlhilfen werden entsprechend ihres Aggregatzustands unterschieden:

  • Feste Zusätze (z. B. Pulver, Granulate, Pellets) – zur Bindung von Fett und/oder Feuchtigkeit
  • Flüssige Zusätze (z. B. Wasser, Alkohole, Benzin) – zur Vermeidung von Agglomeraten
  • Gasförmige Zusätze (z. B. Inertgase, gekühlte Luft) – zur Temperaturkontrolle und Reaktionsvermeidung
  • Zusätzlich: Temperierung – z. B. Kühlung mit Flüssigstickstoff oder Erwärmung zur gezielten Veränderung der Probenbeschaffenheit

Feste Additive

Bei der Probenvorbereitung zur Röntgenfluoreszenzanalyse ist es üblich, während der Zerkleinerung in Planeten-Kugelmühlen oder Scheiben-Schwingmühlen analysenneutrale Pellets – wie z. B. Spectromelt auf Cellulosebasis – beizumengen. Diese verbessern, im richtigen Mischverhältnis eingesetzt, die Zerkleinerungswirkung und verhindern das Verkleben des Materials im Mahlgefäß. Zusätzlich können sie in einem anschließenden Pelletierprozess als Bindemittel dienen.

Ein weiteres Beispiel ist Natriumsulfat, das bei der Verarbeitung von Insekten, marinen Kleintieren oder feuchten Böden verwendet wird. Es bindet gezielt Fett und Feuchtigkeit, deren Gehalt anschließend bestimmt werden soll. Die Verreibung erfolgt in der Regel in Mörsermühlen und ermöglicht eine vollständige Rückgewinnung des Mahlgutes.

Flüssige Additive

Bei der Aufbereitung ölhaltiger Saaten wie Raps, Sojabohnen oder Senfkörner in Kugel- oder Mörsermühlen kommt häufig Petrolether zum Einsatz. Dieser sorgt für eine bessere Homogenisierung und dient als Extraktionsflüssigkeit zur anschließenden Ölgehaltsbestimmung.

In Bereichen wie der Keramikindustrie, Pulvermetallurgie oder Mineralogie, wo ultrafeine Mahlprodukte benötigt werden, ist Nassvermahlung oftmals unerlässlich. Als Dispergiermittel kommen dabei vor allem Wasser oder Isopropanol zum Einsatz – meist in Kugel- oder Mörsermühlen.

Gasförmige Additive

Durch gezielte Belüftung eines Zerkleinerungssystems – etwa mittels Zyklonabscheider oder Filtersystem – kann die Reibungswärme effektiv abgeführt werden. Dies verhindert eine übermäßige Erwärmung des Mahlguts und erhöht gleichzeitig die Durchsatzleistung.

Zusätzlich kann eine Begasung mit Inertgasen wie Stickstoff oder Argon während des Mahlvorgangs sinnvoll sein. Sie verhindert, dass reaktive Teilchen mit dem Sauerstoff der Luft reagieren, und schützt so beispielsweise vor unerwünschten Oxidationsprozessen.