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LP-1：臺(tái)式“行星運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)室微粉——伊藤ITOH-MILL行星旋轉(zhuǎn)罐磨機(jī)

發(fā)布時(shí)間： 2025-12-16　　點(diǎn)擊次數(shù)： 128次

　　一、從天文到試驗(yàn)臺(tái)：行星運(yùn)動(dòng)的微粉碎啟示

　　行星球磨之所以得名，源于研磨罐既繞設(shè)備中心“公轉(zhuǎn)”又繞自身軸線“自轉(zhuǎn)”，運(yùn)動(dòng)軌跡與行星繞日如出一轍。這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)在LP-1上被濃縮進(jìn)一臺(tái)38×59×57 cm、不足百公斤的桌面機(jī)身，卻可讓離心力瞬間達(dá)到≈20 g，將撞擊、剪切、摩擦三重機(jī)械應(yīng)力同時(shí)施加于數(shù)克級(jí)樣品，實(shí)現(xiàn)微米乃至亞微米級(jí)破碎。

　　二、結(jié)構(gòu)拆解：讓“小”也能“強(qiáng)”

　　單罐對(duì)稱布局

　　LP-1僅設(shè)1個(gè)研磨位，與轉(zhuǎn)盤等速反向旋轉(zhuǎn)，既保留行星效應(yīng)，又避免因多罐質(zhì)量誤差帶來的動(dòng)平衡隱患，特別適合<10 g貴重樣品或?qū)φ諏?shí)驗(yàn)。

　　可變中心孔距

　　出廠可在9–13 cm區(qū)間微調(diào)太陽輪與行星輪中心距，用戶通過改變“公轉(zhuǎn)/自轉(zhuǎn)”半徑即可調(diào)節(jié)能量輸入，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多工藝”——半徑小則溫和混合，半徑大則高能破碎。

　　復(fù)合皮帶+漲緊輪

　　200 W直流電機(jī)經(jīng)多楔帶驅(qū)動(dòng)，加入漲緊輪自動(dòng)補(bǔ)償伸長(zhǎng)率，600 rpm連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)皮帶不丟轉(zhuǎn)，噪聲<65 dB(A)，壽命較普通平帶提升3倍。

　　翻蓋+電磁雙安全

　　上掀式翻蓋集成霍爾開關(guān)，門未閉合無法啟動(dòng)；研磨罐采用“O型圈+快鎖”一體化蓋，無需附加夾具即可耐受0.3 MPa內(nèi)壓，濕磨不漏液。

　　三、關(guān)鍵性能指標(biāo)

　　• 轉(zhuǎn)速窗：60–450 rpm無級(jí)可調(diào)，對(duì)應(yīng)離心力5–20 g，覆蓋從溫和混合到高能球磨的全譜需求。

　　• 極限粒度：硬脆材料(氧化鋁、石英)干磨30 min，D50<0.5 µm；濕磨加0.1 mm ZrO?球，2 h可達(dá)0.1 µm。

　　• 溫控表現(xiàn)：連續(xù)運(yùn)行1 h，罐壁溫升≤+15 ℃；若選配LP-1C冷卻型，通過風(fēng)冷套可把溫度壓到室溫+5 ℃以內(nèi)，適合低熔點(diǎn)藥劑或生物樣品。

　　• 樣品量：80 ml罐可雙層疊加，一次處理2×20 ml；250 ml、500 ml單罐即可實(shí)現(xiàn)10 g–150 g梯度放大。

　　四、應(yīng)用場(chǎng)景切片

　　植物纖維細(xì)胞壁破碎

　　將干燥茶葉放入500 ml氧化鋁罐，配φ10 mm剛玉球，300 rpm干磨20 min，細(xì)胞壁破碎率>90%，多糖提取率提升32%。

　　陶瓷漿料均一分散

　　氧化鋯粉+乙醇配成40 %固含漿料，用φ5 mm ZrO?球，250 rpm濕磨30 min，所得漿料D50從1.2 µm降至0.3 µm，黏度下降40 %，后續(xù)噴霧造粒無堵嘴現(xiàn)象。

　　藥物晶型調(diào)控

　　難溶BCS II類藥物與PVP共研磨，室溫冷卻型運(yùn)行，公轉(zhuǎn)半徑設(shè)為11 cm，200 rpm 2 h，XRD顯示晶型I轉(zhuǎn)為無定型，溶出速率提高5倍。

　　五、與姊妹機(jī)型LP-4的對(duì)比選型

　　若實(shí)驗(yàn)室日常需平行4組工藝參數(shù)篩選，可選LP-4；若樣品昂貴、批次差異敏感或空間受限，LP-1以“單罐+可變中心距”提供更低的死體積、更快的清潔速度和更低的投資門檻，是研發(fā)階段“先小后大”策略的理想入口。

　　六、維護(hù)與拓展

　　• 罐與球材質(zhì)涵蓋瑪瑙、ZrO?、Si?N?、Al?O?、鎢鋼，可匹配無污染或“超高密度”需求；

　　• 數(shù)字計(jì)時(shí)器可設(shè)99 h 59 min，并帶正反轉(zhuǎn)與間歇程序，防止“死區(qū)”結(jié)塊；

　　• 機(jī)身預(yù)留USB口，未來可升級(jí)遠(yuǎn)程啟停與數(shù)據(jù)記錄，對(duì)接LIMS系統(tǒng)。

　　結(jié)語

　　在“小批量、多批次、快迭代”成為材料研發(fā)主旋律的今天，LP-1用一臺(tái)桌面設(shè)備的體積，承載了行星磨的全部力學(xué)優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)喂迣?duì)稱保證數(shù)據(jù)重現(xiàn)，可調(diào)半徑實(shí)現(xiàn)能量自由，冷卻選項(xiàng)突破熱敏限制。對(duì)于 grams 級(jí)樣品，它既是最省樣品的“研磨利器”，也是邁向公斤級(jí)LP-M4或MP-4L量產(chǎn)前的技術(shù)跳板。

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