Измельчитель как устройство¶

Измельчитель — устройство или рабочий орган машины, предназначенный для механического дробления, резки или размола различных материалов: пищевых продуктов, растительных и древесных отходов, минерального сырья, полимеров, бумаги и других. Измельчители применяются в быту, общественном питании, сельском хозяйстве, промышленности, коммунальном хозяйстве и научных лабораториях. Принцип действия основан на создании механических напряжений, превышающих прочность материала: резании, ударе, раскалывании, истирании или их комбинации.

¶Общие сведения

Измельчение относится к подготовительным операциям переработки материалов. Его цель — уменьшить размер частиц, увеличить удельную поверхность, обеспечить однородность смеси или подготовить сырьё к дальнейшей обработке. В зависимости от конечного размера частиц различают крупное, среднее, мелкое и тонкое (коллоидное) измельчение. Степень измельчения определяется отношением размеров исходного куска к размеру частиц после обработки.

Конструктивно измельчитель состоит из корпуса, рабочего органа (ножей, молотков, валков, жерновов, шнеков), привода (электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, ручного привода) и загрузочного устройства. Важными характеристиками являются производительность, потребляемая мощность, крупность исходного и готового материала, а также износ рабочих органов.

¶История

Простейшие измельчающие устройства — ступка, зернотёрка, ручные жернова — известны с эпохи неолита и связаны с переходом к земледелию. Водяные и ветряные мельницы, появившиеся в античности и широко распространившиеся в средневековой Европе, стали первыми машинами для массового размола зерна. В России водяные мельницы упоминаются в письменных источниках с XIII—XIV веков, а ветряные получили распространение в XVI—XVII веках.

Промышленная революция XVIII—XIX веков привела к созданию валковых, молотковых и щековых дробилок для горнорудной и строительной отраслей. В XX веке появились бытовые электрические измельчители: кофемолки, мясорубки, блендеры, кухонные комбайны. Отдельное направление — садовые шредеры для растительных отходов, массово распространившиеся во второй половине XX века.

¶Классификация

¶По назначению

• Бытовые — кухонные измельчители, блендеры, кофемолки, мясорубки, диспоузеры (измельчители пищевых отходов под мойкой).
• Профессиональные — оборудование для предприятий общественного питания: куттеры, овощерезки, мясорубки повышенной производительности.
• Садовые и коммунальные — шредеры для веток, травы, листвы, компостирования отходов.
• Промышленные — дробилки, мельницы, дезинтеграторы для руды, угля, цемента, полимеров, древесины.
• Лабораторные — мельницы и гомогенизаторы для подготовки проб.

¶По принципу действия

¶Устройство и рабочие органы

Рабочие органы изготавливают из износостойких материалов: закалённой и нержавеющей стали, твердых сплавов, керамики. Ножи бытовых приборов выполняют из коррозионностойкой стали; промышленные молотки и била часто оснащают наплавками из твёрдых сплавов. Привод может быть электрическим, пневматическим, гидравлическим или ручным. Для защиты от перегрузок применяют муфты, реле тока и реверсивные механизмы.

Существенное значение имеют системы безопасности: блокировка включения при снятой крышке, защита от попадания посторонних предметов, тепловая защита двигателя. В промышленных дробилках предусматривают аспирацию для удаления пыли и системы шумоподавления.

¶Применение

В пищевой промышленности измельчители используют для производства муки, круп, фарша, пюре, соков, специй, кондитерских масс. В сельском хозяйстве — для приготовления кормов, дробления зерна, измельчения силоса и соломы. В горнодобывающей отрасли дробилки и мельницы обеспечивают подготовку руды к обогащению. В строительстве измельчают щебень, бетонный лом, кирпич при переработке отходов сноса. В целлюлозно-бумажной промышленности измельчают древесную щепу и макулатуру. В коммунальном хозяйстве шредеры применяют для уменьшения объёма твёрдых отходов и растительных остатков.

В лабораторной практике измельчители необходимы для гомогенизации образцов перед химическим анализом. В медицине существуют измельчители для таблеток и хирургические инструменты для дробления конкрементов (литотрипторы).

¶Технические характеристики

Ключевые параметры: производительность (кг/ч), мощность двигателя (Вт или кВт), частота вращения рабочего органа (об/мин), степень измельчения, крупность готового продукта, уровень шума (дБ), масса и габариты. Для промышленного оборудования дополнительно указывают износостойкость рабочих органов, ресурс до капитального ремонта и энергопотребление на тонну продукции.

¶Эксплуатация и обслуживание

Регулярная заточка или замена ножей, очистка от остатков материала, смазка подшипников и контроль состояния привода продлевают срок службы. Перегрузка загрузочного устройства приводит к заклиниванию и перегреву двигателя. В бытовых приборах не рекомендуется измельчать твёрдые и волокнистые материалы, не предусмотренные инструкцией.

¶Значение и тенденции

Измельчители снижают трудоёмкость переработки, позволяют вовлекать в оборот вторичное сырьё и уменьшать объём отходов. Современные тенденции — повышение энергоэффективности, автоматизация управления, применение износостойких материалов и модульных конструкций, а также развитие техники для рециклинга полимеров и строительных отходов.

Источники: технические справочники по машиностроению и обогащению полезных ископаемых; отраслевые руководства по пищевому оборудованию; нормативные документы по эксплуатации бытовой техники; материалы по истории мельничного дела.