МЕ́ЛЬНИЦА

МЕ́ЛЬНИЦА, ма­ши­на для из­мель­че­ния разл. ма­те­риа­лов до час­тиц (зё­рен) раз­ме­ром ме­нее 5 мм.

Исторический очерк

Про­об­раз ме­ханич. М. – руч­ная М., слу­жив­шая для из­мель­че­ния зё­рен зла­ков (зер­но­тёр­ка), кор­ней, оре­хов, кра­сок. Про­стей­шая руч­ная М. име­ла вид ка­мен­ной пли­ты, ча­ще с не­боль­шим уг­луб­ле­ни­ем; по­мол про­из­во­дил­ся воз­врат­но-по­сту­па­тель­ным или кру­го­вым дви­же­ни­ем кам­ня мень­ше­го раз­ме­ра (ку­рант), ко­то­рый дер­жа­ли од­ной, ча­ще – дву­мя ру­ка­ми. Та­кие М. из­вест­ны с па­лео­ли­та, с не­оли­та – ста­ли осн. ору­ди­ем по­мо­ла зер­на. М. при­об­ре­ла ко­ры­то­об­раз­ную фор­му, ино­гда на­клон­ную, ста­ви­лась на нож­ки (М.-ме­та­те у ин­дей­цев Ме­зо­аме­ри­ки). Су­ще­ст­во­ва­ли М. раз­ных ти­пов – для гру­бо­го и тон­ко­го по­мо­ла. Для Древ­не­го Вос­то­ка и Гре­ции ха­рак­тер­ны М. с сед­ло­вид­ны­ми ку­ран­та­ми. В 5–4 вв. до н. э. в Гре­ции поя­ви­лись М. с ку­ран­том, дви­жи­мым с по­мо­щью встав­лен­но­го в не­го стерж­ня-ры­ча­га; в нём де­ла­ли уг­луб­ле­ние с ще­лью для на­сы­па­ния зер­на. Ра­бо­та на руч­ных М. бы­ла жен­ским тру­дом.

Древние мельницы: 1 – ступа с пестом из палеолитического поселения Эйн-Гев (берег Тивериадского озера, Израиль); 2 – зернотёрка с седловидным курантом; 3 – греческая рычажная зернотё...

Важ­ней­шим усо­вер­шен­ст­во­ва­ни­ем му­ко­моль­но­го де­ла ста­ло изо­бре­те­ние ро­та­ци­он­ной М. (сер. 1-го тыс. до н. э.), верх­ний ка­мень ко­то­рой (жёр­нов) по­лу­чал вра­ща­тель­ное дви­же­ние с по­мо­щью тяг­ло­вых жи­вот­ных (ос­лов, ло­ша­дей, верб­лю­дов). Ниж­ний ка­мень ро­та­ци­он­ной М. имел ко­нич. фор­му, на не­го на­са­жи­вал­ся верх­ний ка­мень в ви­де пе­соч­ных ча­сов, в его верх­нюю по­лость на­сы­па­лось зер­но. Бы­ли рас­про­стра­не­ны и руч­ные ро­та­ци­он­ные М., со­хра­няв­шие­ся в кре­сть­ян­ском бы­ту до 20 в.

Древнеегипетская фигурка женщины, мелющей зерно на ручной мельнице(сер. 24 в. до н. э.). Египетский музей (Каир).

В 1 в. до н. э. в Сре­ди­зем­но­мо­рье появи­лись во­дя­ные М. двух ти­пов. У вер­ти­каль­ной М. (рус. «му­тов­ка») верх­ний жёр­нов на­са­жен на вер­ти­кальную ось, вра­щае­мую с по­мо­щью во­дя­но­го ко­ле­са на­по­ром про­точ­ной во­ды. Бо­лее со­вер­шен­ный ме­ха­низм име­ла во­дя­ная М., опи­сан­ная Вит­ру­ви­ем, имею­щая вер­ти­каль­ную и го­ри­зон­таль­ную оси, со­еди­нён­ные под уг­лом 90° сис­те­мой пе­ре­да­точ­ных ко­лёс: го­ри­зон­таль­ная ось вра­ща­ет­ся ло­па­ст­ным ко­ле­сом, на ко­то­рое па­да­ет на­прав­лен­ный по­ток во­ды, и пе­ре­да­ёт дви­же­ние вер­ти­каль­ной оси, с ко­то­рой со­еди­нён жёр­нов. Ис­поль­зо­ва­ние па­даю­щей, а не сво­бод­но те­ку­щей во­ды по­вы­си­ло про­из­во­ди­тель­ность М. «М. Вит­ру­вия» из Ита­лии ши­ро­ко рас­про­стра­ни­лась по Ев­ро­пе в 4–5 вв. В сред­ние ве­ка та­кие М. бы­ли, как пра­ви­ло, во вла­де­нии фео­да­лов и об­ло­же­ны по­шли­ной. В то же вре­мя в пат­ри­ар­халь­ном кре­сть­ян­ском бы­ту со­хра­ня­лись вер­ти­каль­ные во­дя­ные М.

Впер­вые вет­ря­ные М., ме­ха­низм ко­то­рых при­во­дил­ся в дви­же­ние си­лой вет­ра, упо­ми­на­ют­ся в Ира­не в 7–9 вв. Они име­ли вер­ти­каль­ную ось и го­ри­зон­таль­но по­са­жен­ное ко­ле­со с крыль­я­ми; та­кие (па­рус­ные) М. и ны­не со­хра­ня­ют­ся на Ближ­нем Вос­то­ке. Че­рез Ви­зан­тию и араб­ские стра­ны они про­ник­ли в Ев­ро­пу, где к ним бы­ло при­ме­не­но то же зуб­ча­тое со­еди­не­ние осей, как у во­дя­ной «М. Вит­ру­вия», что по­зво­ли­ло по­ста­вить кры­лья вер­ти­каль­но. В Зап. Ев­ро­пе вет­ря­ные М. поя­ви­лись с 10 в., в Вост. Ев­ро­пе – в 17 в. Они при­над­ле­жат к т. н. стол­бо­во­му или ба­шен­но­му ти­пу, у ко­то­ро­го по­во­ра­чи­ва­ет­ся по вет­ру весь кор­пус мель­ни­цы.

Па­ро­вые М. поя­ви­лись в Ве­ли­ко­бри­та­нии в 1800, на ру­бе­же 19 – нач. 20 вв. вы­тес­не­ны М., ра­бо­таю­щи­ми на элек­тро­ме­ха­нических и элек­трических при­во­дах.

Символическое изображение ветряной мельницы в картине П. Брейгеля Старшего «Несение Креста». 1564. Художественно-исторический музей (Вена).

«Евхаристическая мельница». Фрагмент алтаря собора цистерцианского монастыря в Бад-Доберане (Мекленбург, Германия). 14 в.

Об­раз М. иг­ра­ет важ­ную роль в ми­фо­ло­гии и ис­кус­ст­ве. Не­пре­рыв­ное кру­го­вое дви­же­ние М. ста­ло ме­та­фо­рой всё пе­ре­ма­лы­ваю­ще­го вре­ме­ни или судь­бы («М. Фор­ту­ны»). Ха­рак­тер­ны ми­фо­ло­гич. и ска­зоч­ные сю­же­ты о чу­дес­ных М., из ко­то­рых по­лу­ча­ет­ся бо­гат­ст­во, сча­стье (напр., Сам­по в фин­ской ми­фо­ло­гии или зер­но­тёр­ка Грот­ти в «Стар­шей Эд­де») ли­бо, на­про­тив, не­сча­стья, вой­ны, бо­лез­ни и т. п. Рас­про­стра­не­на ас­со­циа­ция М. со смер­тью; в ср.-век. ка­то­ли­циз­ме она ста­ла сим­во­лом жерт­вен­ной смер­ти Хри­ста (напр., в «Не­се­нии Кре­ста» П. Брей­ге­ля Стар­ше­го) и Ев­ха­ри­стии («ев­ха­ри­сти­че­ская», «мис­ти­че­ская» М., или М. гос­тий, изо­бра­жаю­щая пре­вра­ще­ние зер­на в хлеб для при­час­тия – гос­тию). Распро­стра­не­ние во­дя­ных М., при­вед­шее к по­яв­ле­нию проф. мель­ни­ков, свя­за­ло их за­ня­тие с ро­ман­тич. те­мой «веч­но те­ку­щей» во­ды (напр., цикл «Пре­крас­ная мель­ни­чи­ха» Ф. Шу­бер­та).

Промышленные мельницы

Совр. М. при­ме­ня­ют­ся при обо­га­ще­нии по­лез­ных ис­ко­пае­мых, в ме­тал­лур­гии, те­п­ло­энер­ге­ти­ке, хи­мич., фар­ма­цев­тич., пи­ще­вой пром-сти и др. М. от­ли­ча­ют­ся от дро­би­лок бо­лее тон­ким по­мо­лом, ко­то­рый ус­лов­но де­лит­ся на гру­бый (раз­мер час­тиц 5–0,5 мм), сред­ний (0,5–0,1 мм), тон­кий (0,1–0,04 мм) и сверх­тон­кий (ме­нее 0,04 мм); из­мель­че­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся су­хим или мок­рым спо­со­бом. М. раз­ли­ча­ют­ся по фор­ме и ви­ду ра­бо­че­го ор­га­на – ба­ра­бан­ные, ро­ли­ко­вые, мо­лот­ко­вые, паль­це­вые (де­зин­те­гра­то­ры), виб­ра­ци­он­ные, струй­ные и др.; по на­ли­чию или от­сут­ст­вию ме­лю­щих тел.

Барабанная шаровая мельница.

В ба­ра­бан­ных М. из­мель­че­ние про­ис­хо­дит во вра­щаю­щем­ся во­круг го­ри­зон­таль­ной оси ба­ра­ба­не (ци­лин­д­рич. или ци­лин­д­ро­ко­нич. фор­мы), за­пол­нен­ном на 35–45% (по объ­ё­му) ме­лю­щи­ми те­ла­ми. В ка­че­ст­ве ме­лю­щих тел при­ме­ня­ют­ся чу­гун­ные или сталь­ные ша­ры, сталь­ные круг­лые стерж­ни, крем­не­вая или руд­ная галь­ка, круп­ные кус­ки ру­ды; со­от­вет­ст­вен­но М. бы­ва­ют – ша­ро­вые, стерж­не­вые, га­леч­ные, руд­но­га­леч­ные и М. са­мо­из­мель­че­ния. М. из­нут­ри фу­те­ро­ва­ны реб­ри­сты­ми сталь­ны­ми или ре­зи­но­вы­ми пли­та­ми (М. са­мо­из­мель­че­ния обо­ру­ду­ют­ся реб­ри­сты­ми пли­та­ми с по­лоч­ка­ми для за­хва­та кус­ков ру­ды). При вра­ще­нии ба­ра­ба­на ме­лю­щие те­ла и из­мель­чае­мый ма­те­ри­ал под­ни­ма­ют­ся на не­ко­то­рую вы­со­ту и сво­бод­но па­да­ют или пе­ре­ка­ты­ва­ют­ся вниз. Из­мель­че­ние про­ис­хо­дит под дей­ст­ви­ем уда­ра, тре­ния и раз­дав­ли­ва­ния. В ша­ро­вые и стерж­не­вые М. по­да­ёт­ся ма­те­ри­ал круп­но­стью до 30 мм, в М. са­мо­из­мель­че­ния – 350–600 мм. Стерж­не­вые М. при­ме­ня­ют­ся для гру­бо­го по­мо­ла, ша­ро­вые и М. са­мо­из­мель­че­ния – для сред­не­го и тон­ко­го.

Ро­ли­ко­вые М. со­сто­ят из не­под­виж­но­го ци­лин­д­рич. кор­пу­са и вра­щаю­ще­го­ся в нём вер­ти­каль­но­го ва­ла с во­ди­ла­ми для ро­ли­ков, ко­то­рые об­ка­ты­ва­ют­ся по внутр. по­верх­но­сти кор­пу­са. Ис­ход­ный ма­те­ри­ал по­да­ёт­ся ме­ж­ду ро­ли­ка­ми и кор­пу­сом и раз­дав­ли­ва­ет­ся ро­ли­ка­ми под дей­ст­ви­ем цен­тро­беж­ных сил инер­ции. М. слу­жат для гру­бо­го и сред­не­го по­мо­ла ма­те­риа­лов (мяг­ких и сред­ней твёр­до­сти) су­хим спо­со­бом. К этой груп­пе М. обыч­но от­но­сят­ся и бе­гу­ны (чи­лий­ские М.), ко­то­рые ве­дут на­ча­ло от «ара­ст­ры», при­ме­няв­шей­ся на древ­них раз­ра­бот­ках зо­ло­та в Мек­си­ке (по мо­щён­но­му кам­нем дну круг­лой ча­ши кон­ным при­во­дом во­ло­чи­лись тя­жё­лые ва­лу­ны). В бе­гу­нах, ис­поль­зуе­мых в пром. про­из-ве, ма­те­ри­ал раз­дав­ли­ва­ет­ся и ис­ти­ра­ет­ся ме­ж­ду ци­лин­д­рич. по­верх­но­стью кат­ков и пло­ским дни­щем ча­ши.

В де­зин­те­гра­то­рах ма­те­ри­ал из­мель­ча­ет­ся с по­мо­щью паль­це­вых бил, жё­ст­ко ук­ре­п­лён­ных на ба­ра­ба­нах или дис­ках, ко­то­рые вра­ща­ют­ся во­круг го­ри­зон­таль­ной или вер­ти­каль­ной оси. При­ме­ня­ют­ся для гру­бо­го и сред­не­го по­мо­ла су­хим спо­со­бом мяг­ких ма­те­риа­лов.

В виб­ра­ци­он­ных М. ба­ра­бан, за­пол­нен­ный ша­ра­ми на 80% объ­ё­ма, ус­та­нов­лен на пру­жи­нах. Под дей­ст­ви­ем ме­ха­нич. де­ба­ланс­но­го виб­ра­то­ра ба­ра­бан со­вер­ша­ет кру­го­вые ко­ле­ба­ния (до 3000 в 1 мин). Ма­те­ри­ал, за­гру­жае­мый в ба­ра­бан, из­мель­ча­ет­ся ша­ра­ми при их со­уда­ре­ни­ях. Пред­на­зна­че­ны для сверх­тон­ко­го из­мель­че­ния ма­те­риа­лов.

В струй­ных М. ис­поль­зу­ет­ся прин­цип са­мо­из­мель­че­ния ма­те­риа­ла с по­мощью ки­не­тич. энер­гии встреч­ных по­то­ков сжа­то­го воз­ду­ха или пе­ре­гре­то­го па­ра, ув­ле­каю­щих час­ти­цы ма­те­риа­ла с вы­со­кой ско­ро­стью (до 500 м/с) в по­моль­ную ка­ме­ру. Струй­ные М. при­ме­ня­ют для по­лу­че­ния про­дук­та вы­со­кой чис­то­ты тон­ко­го и сверх­тон­ко­го су­хо­го по­мо­ла.

Вы­бор М. (ти­по­раз­ме­ров и ма­те­риа­лов ра­бо­чих ор­га­нов, ре­жи­ма ра­бо­ты) за­ви­сит от свойств из­мель­чае­мых ма­те­риа­лов (проч­но­сти, твёр­до­сти, склон­но­сти к за­го­ра­нию и взры­ву, хи­мич. ак­тив­но­сти и др.), а так­же от не­об­хо­ди­мо­го ви­да и свойств про­дук­та из­мель­че­ния (гра­ну­ло­мет­рич. со­став, фор­ма час­тиц, чис­то­та и т. д.). М. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся зна­чит. рас­хо­дом энер­гии (ок. 20% всей по­треб­ляе­мой энер­гии рас­хо­ду­ет­ся не­по­сред­ст­вен­но на из­мель­че­ние, ос­таль­ная часть – на пре­одо­ле­ние сил тре­ния, об­ра­зо­ва­ние те­п­ло­ты, зву­ко­вых ко­ле­ба­ний и т. д.). При уве­ли­че­нии сте­пе­ни из­мель­че­ния рас­тёт рас­ход по­треб­ляе­мой энер­гии, а про­из­во­ди­тель­ность М. па­да­ет.