Эволюция способов и аппаратов измельчения

Приоритет в развитии и становлении современных способов и оборудования измельчения материалов принадлежит зерноперерабатывающей промышленности. До второй половины XIX ст. техника и технология переработки хлебных злаков отражала уровень развития способов и аппаратов измельчения. К. Маркс подчеркивал: «Вся история развития машин может быть прослежена на истории развития мукомольных мельниц». Первым способом разрушения (измельчения) зерна был стесненный удар, а первым аппаратом измельчения — каменная, а затем металлическая ступки. Интенсивное развитие обработки камня в XII в. способствовало появлению жерновов, в которых был реализован новый способ измельчения зерна — сжатие и сдвиг с сопутствующим истиранием.
Изобретение Марком Миллером в 1822 г. вальцового станка явилось значительным вкладом в технику измельчения зерна. В вальцовом станке измельчение зерна осуществлялось уже новым способом, сочетающим сжатие и сдвиг с частичным истиранием. Прообразом такого вальцового станка была ручная мельница, включающая металлический валец, заключенный в обечайку. Первые сведения об этой мельнице были приведены в трактате Aгостино-Рамелли, изданном в Париже в 1823 г.
Низкая надежность первых вальцовых станков и высокая стоимость обслуживания не позволяли им на протяжении многих десятилетий конкурировать с жерновами. Анализируя процесс измельчения зерна в вальцовых станках и жерновах, Д. И. Менделеев в работе «Технология», изданной в 1862 г., отдавал предпочтение вальцовому станку. Поддержка великого ученого и непрерывно повышающийся уровень машиностроения позволили вальцовому станку только через 60 лет получить статус основной измельчитель ной машины в технологии производства муки.
В 70-80 годы XIX ст. в Москве русским инженером Н. Добровым были построены завод для изготовления вальцовых станков и техническая контора по оборудованию мельниц станками. В последующие годы русские инженеры разработали ряд оригинальных конструкторских решений, на базе которых были созданы станки «Валдай» и «Диагональ».
В 1926 г. производство вальцовых станков было начато в Киеве. Были созданы станки ЗМ и БВ.
Основные конструкторские решения современных вальцовых станков были разработаны и воплощены в станок BCA проф. А. Р. Демидовым. Однако низкий уровень машиностроения не позволил приступить к его серийному производству. Лучшие идеи и конструктивные решения станка BCA были успешно применены известными зарубежными фирмами «Бюлср», «Окрим», «Ронкаглия» и др. в конструкциях, выпускаемых ими вальцовых станков. Co второй половины XX ст. и до настоящего времени эти фирмы прочно удерживают первенство в разработке и создании современных вальцовых станков. Достаточно сказать, что все передовые мукомольные заводы Украины и стран СНГ оснащены оригинальным или лицензионным комплектным оборудованием. В этот период развитие вальцовых станков осуществлялось в направлении автоматизации и компьютеризации, т. е. в направлении совершенствования способов управления ими. При этом способ разрушения зерна в межвальцовом пространстве в современных четырех- и восьмивальцовых станках АЭРТРОНИК моделей MDDK и MDDL не претерпел никаких изменений.
Во второй половине XIX в. приоритет в развитии способов и аппаратов измельчения переместился в горно-перерабатывающую промышленность в связи с бурным развитием добычи и переработки минерального сырья. В 1858 г. была разработана первая щековая дробилка с кривошипно-шатунным механизмом. Способ дробления между двумя щеками подвижной и неподвижной оказался настолько эффективным, что до настоящего времени не претерпел существенных изменений. В 1865-1870 гг. были разработаны стержневые и шаровые мельницы. Эти измельчители, и в особенности шаровые мельницы, применяются до настоящего времени практически во всех отраслях народного хозяйства. В 1860 г. в Лондоне был зарегистрирован патент на машину ударного действия для дробления кварца с помощью молотков. В 1880 г. в Берлине был выдан патент на измельчительную машину ударного действия. В 1895 г. — в США, в 1899 — в России, в 1907 — в Швейцарии, в 1909 — во Франции были изобретены машины ударного действия, которые представляли собой прототипы современных молотковых дробилок. Простота конструкции, малые габариты и металлоемкость, простота обслуживания и универсальность способствовали широкому применению молотковых дробилок во всех отраслях народного хозяйства и, в особенности, в пищевой промышленности при производстве комбикормов.
В 1939 г, в СССР впервые начали испытания молотковых дробилок в технологии измельчении зерна. В 1947 г. С. Д. Хусидом были проведены в промышленном масштабе обширные исследования по установлению целесообразности использования молотковых дробилок в технологии производства обойной муки. Им установлено следующее: молотковые мельницы позволяют получать более дисперсную муку, чем вальцовые, но при больших удельных энергозатратах; вальцовая мельница не имеет энергетических преимуществ над молотковой при переработке зерна с повышенной влажностью. Несмотря на это молотковые мельницы не получили широкого распространения в технологии обойной муки.