3.Немного о мельницах

Отдельным применением является деагломерация — уменьшение размеров комков (агрегатов) материалов. Уменьшение размеров частиц производят ударом, раздавливанием (в т.ч. резанием) либо смешенным принципом — перетиром. Выбор типа мельницы определяется размером исходных частиц, твёрдостью размалываемого материала и производительностью. Исторические предшественники мельницы — зернотёрка и ступа. Позднее стали использовать мускульную силу людей и животных, а затем и силу воды и ветра. Существовали мельницы-толкуши и перетирные. Основным элементом перетирных мельниц является жёрнов. В настоящее время в быту наиболее известным типом мельниц являются кофемолки и блендеры ударного типа, аналогичные молотковым мельницам, а также шнековые мясорубки.

Водяные мельницы Античного периода.

Позднее в Древнем Риме конструкция водяной мельницы была усовершенствована: в основу механизма были положены два изобретения древнеегипетских инженеров – водяное колесо с

­­­­­­­­­­­ — механизм, предназначенный для измельчения, уменьшения размеров частиц сыпучих, а также пастообразных материалов. горизонтальной осью, движущееся благодаря течению воды, и передаточный

механизм, состоящий из двух зубчатых колес (рис.2, б).

Описание такой мельницы есть в сочинениях древнеримского архитектора Марка Витрувия (1 в. до н.э.). Схема приведена на рис.3.

Водяная мельница – это первая машина, созданная человеком, представляющая собой преобразователь энергии водяного потока в энергию вращения. Водяные мельницы стали строить повсюду, где можно было создать перепад воды. Широкое распространение водяные мельницы получили в северных провинциях Римской империи, где были полноводные реки. Например, около города Арелата в Галлии (современный город Арль во Франции) работал целый мукомольный комплекс, состоящий из восьми последовательно стоящих мельниц. Из Римской империи водяные мельницы постепенно распространились по всей Европе.

С середины 7 в. в странах Ближнего Востока появились мельницы другого вида – ветряные. Однако, по некоторым сведениям, первые ветряные мельницы стали строить еще в Китае в 3-2 тысячелетии до н.э. Лопасти ветряного колеса располагались в вертикальной плоскости и были прикреплены к валу, который и приводил в движение верхний жернов .

В западную Европу ветряные мельницы попали из стран Азии через Испанию. Широкое распространение они получили в тех районах, где было мало рек, особенно в северных районах Франции, в Англии,

Голландии, Германии. Европейская практика выработала два типа этих машин: с вращающимся корпусом и башенные, когда поворачивалась только верхняя часть мельницы с крыльями и валом. В обоих случаях передача к рабочему органу осуществлялась через зубчатый передаточный механизм, колеса были деревянными, а зубья вырубались топором.

Водяные и ветряные мельницы повсеместно использовались для помола муки до конца 18 в. В 1780-х гг. английский изобретатель Джеймс Уатт создал универсальный паровой двигатель, и для вращения жерновов стала использоваться энергия пара. Первую паровую мельницу, начавшую работать в Лондоне в 1785 г., местные мельники дважды разрушали, так велика была конкуренция. Но подобные акции не могли сдержать развития прогресса.

Ветряных мельниц древность вовсе не знала: они появились только в средние века. Водяные мельницы были известны уже в начале I в. н.э., и один греческий поэт поздравлял девушек-мукомолок с тем, что они могут, наконец, спокойно спать и не вскакивать с первыми петухами, потому что отныне по велению Деметры тяжелые жернова будут вращать нимфы вод.

Широкое распространение эти мельницы получили, однако, значительно позже (IV-V вв. н.э.), а до этого времени зерно мололи на мельницах, которые приводили в движение преимущественно ослы. В качестве наказания вертеть жернова посылали рабов, но это было именно наказание, к которому в действительности прибегали значительно реже, чем привыкли думать, ссылаясь на комедии Плавта: каждый хозяин пекарни хотел запасти побольше муки, и животное могло намолоть ее, конечно, больше, чем человек, который к тому же особого рвения, надо думать, к работе не прилагал. Нерасчетливо было наказывать раба в ущерб собственной выгоде.

С античным мукомольным производством ознакомили нас мельницы, откопанные в Помпеях. Устройство их основано на том же принципе, что и современных. Зерно перетиралось между двумя жерновами: нижний был неподвижен, а верхний вращался по кругу. Только жернова эти имели совершенно иную форму. Нижний (его называли «мета» по сходству с дорожными милевыми столбами), очень похожий на колокол, был вмурован в круглое основание, поверхность которого иногда шла наклонно к жернову, образуя таким образом вместилище, куда сыпалась из-под жернова мука. Еще чаще на этом основании вокруг ставили сплошную деревянную ограду: получался своеобразный закром для муки. На мету надевали верхний движущийся жернов, имевший форму двух усеченных конусов, соединенных вершинами. По внешнему виду жернов этот напоминает юбку с корсажем, перехваченную по талии поясом. Если бы «юбка» плотно обхватывала нижний жернов, то никакое вращательное движение не было бы возможно; следовало насадить верхний жернов так, чтоб он был на весу. Приспособление для этого придумали простое и остроумное: в вершину меты вделывался толстый железный стержень, а в верхний жернов как раз в середине, «на талии», вставляли круглую шайбу с пятью отверстиями, в среднее, самое большое, входил стержень меты, и верхний жернов повисал над нижним; между обоими оказывался зазор, более или менее узкий. Зерно всыпали в «корсаж», служивший большой воронкой, и оно постепенно стекало сквозь четыре отверстия шайбы в зазор и перемалывалось от трения «юбки» об мету. Чтобы впрячь в мельницу животное, на верхний жернов надевали раму; на «талии» верхнего жернова с двух сторон пробивали четырехугольные отверстия, вставляли в них крепкие рукояти и продольными брусками или железными полосами связывали их с длинной поперечиной, которую надевали на стержень, вделанный в мету и выдававшийся над «корсажем».

Мельниц при пекарне бывало три-четыре, так как мука требовалась разного размола, а каждая мельница молола муку только одного сорта. В ветряной мельнице разный размол – более мелкий и более крупный – получается в зависимости от расстояния между верхним и нижним жерновами, причем верхний можно и приподнять, и присадить ближе. В италийской мельнице качество размола тоже зависело от ширины зазора, т.е. от расстояния между «юбкой» и метой, но изменить эту ширину было невозможно, так как она определялась размером шайбы, вставленной в «талию» верхнего жернова, а диаметр шайбы зависел в свою очередь от диаметра этой «талии». А так как вытесанный однажды верхний жернов нельзя было ни сузить, ни расширить в «талии», то и приходилось обзаводиться несколькими мельницами.