Mixer mills grind and homogenize small sample volumes quickly and efficiently by impact and friction. These ball mills are suitable for dry, wet and cryogenic grinding as well as for cell disruption for DNA/RNA or protein recovery. For special applications such as mechanosynthesis, they offer unique solutions. Mixer mills are well known for their ease of use and small foot-print compared to other types of ball mills.
The grinding jars of mixer mills perform radial oscillations in a horizontal position. The inertia of the grinding balls causes them to impact with high energy on the sample material at the rounded ends of the jars and pulverize it. High energy milling is possible by operating at high frequencies up to 35 Hz. The movement of the jars and balls causes further size reduction effects through friction and additionally leads to effective mixing of the sample. The degree of mixing can be increased by using several smaller balls.
Mixer mills are used for the pulverization of soft, hard, brittle, and fibrous materials in dry and wet mode. With their small footprint, ease of use, and very short processing times, they are true allrounders in the laboratory.
Mixer mills are ideally suited for tasks in research like mechanochemistry (mechanosynthesis, mechanical alloying and mechanocatalysis), or ultrafine colloidal grinding on a nanometer scale, as well as for routine tasks such as mixing and homogenizing.
They are also widely used for cell disruption for DNA/RNA extraction via bead beating. Up to 240 ml of cell dispersions can be processed for protein extraction or metabolome analysis.
A crucial advantage of mixer mills is their great versatility – in some models combined with the capacity to actively cool or heat material, allowing for more controlled configurations than in other ball mills. In the field of mechanochemistry, the possibility to control the reactions inside the jar is very beneficial.
Depending on the models, temperatures down to -196°C or up to 100°C can be applied. Mixer mills are available with 1, 2 or 6 stations. Jars and balls are available in various sizes, designs and materials.
оксид титана
мокрое измельчение
металлический сплав
сухое измельчение
волосы
сухое измельчение
автомобильные шины
криогенное измельчение
The CryoMill is designed for cryogenic grinding at -196°C, whereas the MM 500 control covers a temperature from -100°C to +100°C, with a temperature regulation from -100°C to 0 °C.
Cooling is beneficial, e. g., for:
Чтобы подобрать материал для стакана и шаров подходящей твёрдости, необходимо учитывать следующее: Материал должен быть твёрже, чем образец. Если материал будет менее твёрдым, то мелющие шары могут быть измельчены частицами образца.
Не рекомендуется использовать гарнитуру из разных материалов, например, стакан из стали с шарами из оксида циркония. Во-первых, истирание обоих материалов будет влиять на результат анализа, а во-вторых, увеличивается износ гарнитуры.
Classic mixer mills work with screw-top jars which are designed for quick handling and pulverization of small sample amounts. The jars are available in hardened steel, stainless steel, tungsten carbide, agate, zirconium oxide, and PTFE.
The MM 500 nano and MM 500 control are operated with screw-lock jars. These jars are pressure-tight up to 5 bar, the integrated safety closure allows for convenient handling. The new jar design is very beneficial for wet grinding and pulverizing fibrous samples like hair.
Thanks to the flat lid, the nominal volume can be fully used, for instance when milling fibrous samples, or to ensure the optimum mixture of material, small balls and liquid for wet grinding.
Available materials include hardened steel, stainless steel, tungsten carbide and zirconium oxide ensuring contamination-free processing. Aeration lids for all mixer mill jar sizes and materials are available, e.g. for processing under inert atmosphere.
Screw-top jars MM 400, MM 500 vario, CryoMill | Screw-lock jars MM 500 nano, MM 500 control | |
Different jar materials | 7 (4) | 4 |
Jar sizes | 1.5 | 5 | 10 | 25 | 35 | 50 ml | 50 | 80 | 125 ml |
Aeration lids | Нет | Да |
GrindControl | Нет | Да |
Integrated safety closure | Нет | Да |
Suitable for dry grinding | Да | Да |
Suitable for wet grinding | Limited - jar design is not optimal for applying the 60% filling rule | Yes, designed to apply the 60% rule |
Grinding of fibrous samples | Да | Yes, very easy handling, as the lids are flat and the full volume of the jar can be used to fill in voluminous sample |
Для сухого измельчения наилучшие результаты обычно достигаются при использовании так называемого правила одной трети. Это означает, что примерно треть объёма стакана должна быть заполнена шарами. Следуя этому правилу, чем меньше шары, тем больше их должно быть, чтобы заполнить третью часть стакана. Еще одна треть объёма стакана должна быть заполнена материалом образца. Оставшаяся треть - это свободное пространство для обеспечения движения шаров внутри для достижения необходимой энергии измельчения для быстрого измельчения образца.
При соблюдении данного правила обеспечивается необходимая энергия измельчения, и в то же время в стаканах находится достаточное количество образца для предотвращения износа.
1. One third free space
2. One third sample
3. One third grinding balls
Для волокнистых материалов или материалов, которые при измельчении резко теряют свой объём, рекомендуется более высокая степень заполнения пробы. В стакане должно находиться достаточное количество образца для минимизации износа. При необходимости можно добавить материал образца после нескольких минут измельчения для поддержания минимально необходимого объёма.
Для мокрого или наноизмельчения правила заполнения стаканов несколько иные.
1. Two third sample
2. One third grinding balls
Для получения частиц размером до 100 нм и менее требуется мокрое измельчение и трение, а не удар. Это достигается за счет использования множества мелких шаров с большой поверхностью и большим количеством точек трения. Следовательно, уровень заполнения в одну треть, который рекомендуется для процессов сухого измельчения, заменяется правилом 60 %, означающим, что 60 % стакана заполняется мелкими шарами. Количество образца должно составлять примерно 30 %. Сначала в стаканы добавляются маленькие шары (по весу!), затем добавляется и перемешивается материал. В заключение добавляется диспергирующая жидкость, которая тщательно перемешивается.
Mixer mills belong to the family of ball mills and are characterized by their small footprint, fast processing times and great versatility.
They are used for mixing, pulverizing and homogenizing hard, medium-hard, brittle, soft, elastic and fibrous sample materials.
Size reduction is effected through impact and friction. Mixer mills from Retsch are available with one, two or six grinding stations.
Mixer mills are used for dry, wet and cryogenic pulverization of small sample volumes within seconds. They generate the required energy input for nanoscale grinding.
A typical field of application is cell disruption by bead beating for DNA/RNA and protein extraction.
Mixer mills are also frequently used in the field of mechanochemistry, particularly those models which provide cooling and heating options.
Sample material and grinding balls are filled into the jar which is clamped into the mill. The radial oscillations performed by the mill lead to the pulverization by impact and friction of the balls. The sample is also thoroughly mixed by the movements of jar and balls.