Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Эволюция мельниц
Для измельчения зерен злаков еще в эпоху палеолита стали использовать каменные ступы с пестами, в которых зерно толкли. Со временем стало ясно, что зерно легче растирать, чем толочь, в результате были созданы зернотерки, представлявшие собой камни с небольшим углублением, по которому двигался другой камень небольшого размера, приспособленный для движения одной рукой.
В Древнем Египте была следующая технология производства муки. Очищенное от сора зерно передавали особой группе людей, в которой было больше женщин, чем мужчин. В каменную ступу засыпали порцию зерна и двое или трое крепких мужчин молотили его тяжелыми пестами. Размолоченное зерно передавали женщинам-просеивальщицам, которые отделяли из общей массы мякину для скота, а остальное шло на размол. Измельчение зерна производилось на зернотерке, которая представляла собой колоду с двумя отделениями, верхним и нижним. Мельник двигал взад и вперед тяжелый камень по зернам в верхнем отделении, ссыпая муку в нижнее отделение (рис.1). Затем муку просеивали, и все повторялось сначала, пока мука не достигала нужной степени помола. Муки готовили ровно столько, сколько необходимо было на дневную выпечку.
По мере повышения спроса на муку размеры камней зернотерок увеличивались и постепенно им на смену пришли примитивные жернова – неподвижный и вращающийся. Эти первые мельницы, появившиеся в период неолита, первоначально приводились в движение вручную, позднее быками или лошадьми.
По мере роста населения назревала необходимость создания более производительных мельниц, что было возможно только при использовании двигателя, более мощного, чем физическая сила человека и животных. Первые попытки создать водяную мельницу предпринимались еще греками в начале 1 тысячелетия до н.э. У этих мельниц водяное колесо с изогнутыми лопастями располагалось в воде горизонтально, а вертикально расположенный вал передавал движение вращающемуся жернову (рис.2, а).
а) б)
Рисунок 2. 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 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 (рис.4).
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.
Простые люди древней Италии. Мукомолы.
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.
Рисунок 1. Растирание зерна на зернотерке. Древнеегипетская статуэтка.
Устройство водяной мельницы: 1 – водяное колесо; 2, 4 – передаточный механизм; 3 – ось; 5 – ось; 6, 7 – мельничные жернова; 8 – бункер для зерна