Жернова

Жернова — это парные каменные или металлические круги, предназначенные для перемалывания зёрен, семян, коры, руды и других твёрдых материалов в муку, крупу или порошок. Являются основным рабочим органом мельниц, а также используются в некоторых типах дробилок и измельчителей. Принцип действия основан на истирании и раздавливании материала между двумя вращающимися относительно друг друга поверхностями.

История

Ручные жернова (неолит — античность)

Первые жернова появились в эпоху неолита, примерно 8–10 тысяч лет назад, с началом земледелия и переходом к оседлому образу жизни. Первоначально для измельчения зерна использовались зернотёрки — два камня, между которыми растирали зёрна. Однако такая технология была крайне трудоёмкой и давала муку низкого качества.

К III тысячелетию до н. э. в Древнем Египте и Месопотамии появились ручные жернова, состоящие из двух круглых камней. Нижний камень (неподвижный) имел коническую или плоскую форму, а верхний (бегун) вращался вручную с помощью деревянной рукоятки. Зерно засыпалось в центральное отверстие верхнего камня и, проходя между поверхностями, измельчалось. Такие жернова использовались в быту вплоть до XIX века в отдалённых регионах.

Водяные и ветряные мельницы (Средневековье — Новое время)

С развитием гидротехники в античности (Древний Рим, Китай) и особенно в Средние века в Европе появились водяные мельницы, где жернова приводились в движение водяным колесом. Это позволило значительно увеличить производительность и качество помола. Ветряные мельницы распространились в Европе с XII века, особенно в регионах с сильными ветрами (Нидерланды, Северная Германия, Прибалтика).

Конструкция жерновов в этот период претерпела изменения: увеличился диаметр (до 1,5–2 метров), появились более сложные системы регулировки зазора между камнями, что позволяло получать муку разного помола — от грубой до тонкой. В России водяные мельницы с жерновами были широко распространены в центральных и северных губерниях, а ветряные — в южных степных районах.

Промышленная революция и упадок (XIX–XX века)

С изобретением паровой машины и вальцовых мельниц (конец XVIII — начало XIX века) жернова начали вытесняться из крупного мукомольного производства. Вальцовые станки позволяли получать муку более тонкого помола и с меньшим содержанием отрубей, что соответствовало требованиям хлебопекарной промышленности. К концу XIX века вальцовые мельницы стали доминировать в Европе и США.

Однако жернова продолжали использоваться в небольших мельницах, на хуторах, в колониях и в регионах с ограниченным доступом к электричеству. В СССР до 1930-х годов сохранялись тысячи водяных и ветряных мельниц с жерновами, особенно в сельской местности. После коллективизации и электрификации большинство из них были закрыты или переоборудованы.

Современное применение (XX–XXI века)

В XX веке жернова нашли новую нишу — в производстве цельнозерновой муки, круп и специй. В 1960–1970-х годах в Европе и США возникло движение за здоровое питание, которое способствовало возрождению интереса к каменным жерновам. Сегодня ручные и электрические мельницы с жерновами используются:

• В домашних хозяйствах для помола зерна (пшеница, рожь, ячмень, гречка).
• В ресторанах и пекарнях для получения муки грубого помола.
• В производстве специй, кофе, какао-бобов.
• В лабораториях для измельчения проб (например, в геологии).

Конструкция и принцип действия

Основные элементы

Классические жернова состоят из:

• Неподвижный нижний камень (постав) — массивный плоский или слегка вогнутый диск с центральным отверстием для оси.
• Вращающийся верхний камень (бегун) — также диск, с отверстием в центре для засыпки материала и с отверстием для крепления оси.
• Ось (веретено) — металлический или деревянный стержень, передающий вращение от двигателя (руки, водяного колеса, электромотора) на бегун.
• Регулировочный механизм — позволяет изменять зазор между камнями, тем самым регулируя тонкость помола.
• Кожух (обечайка) — деревянный или металлический корпус, защищающий жернова от пыли и направляющий готовый продукт в приёмный лоток.

Принцип работы

Зерно (или другой материал) засыпается в центральное отверстие верхнего камня. Под действием силы тяжести оно попадает в зазор между камнями. При вращении бегуна зёрна захватываются неровностями поверхности и истираются, раздавливаются и раскалываются. Готовый продукт (мука, крупа) высыпается по краям жерновов в кожух и собирается в мешок или ёмкость.

Характеристики

• Диаметр: от 10–15 см (ручные) до 2–3 метров (промышленные).
• Материал: натуральный камень (гранит, кварцит, песчаник, базальт) или искусственный (абразивные композиты, керамика, чугун).
• Скорость вращения: от 10–20 об/мин (ручные) до 200–300 об/мин (электрические).
• Производительность: от 1–2 кг/ч (ручные) до 500–1000 кг/ч (промышленные).

Классификация

По типу привода

• Ручные — вращаются вручную с помощью рукоятки. Используются в быту, для помола малых объёмов.
• Водяные — приводятся в действие водяным колесом. Были основным типом в Средневековье.
• Ветряные — вращаются силой ветра. Характерны для равнинных и прибрежных регионов.
• Электрические — современные мельницы с электродвигателем, часто с регулировкой скорости.

По материалу

• Каменные — из натурального камня (гранит, кварцит). Считаются лучшими для цельнозерновой муки, так как не перегревают зерно и сохраняют его полезные свойства.
• Металлические — из чугуна или стали. Используются для грубого помола (например, для кормов), но могут придавать продукту металлический привкус.
• Керамические — из искусственного абразива. Долговечны, устойчивы к износу, но дороже каменных.

По назначению

• Мукомольные — для помола зерна в муку.
• Крупяные — для получения крупы (гречка, ячмень, овёс).
• Специальные — для измельчения кофе, какао, соли, перца, лекарственных трав.
• Промышленные — для дробления руды, угля, строительных материалов.

Применение

В мукомольном деле

Основное историческое применение жерновов — производство муки. Каменные жернова позволяют получать муку грубого помола, в которой сохраняются оболочки зерна (отруби), зародыш и большая часть витаминов и минералов. Такая мука считается более полезной, чем мука тонкого помола из вальцовых мельниц.

В пищевой промышленности

• Кофе — жерновые кофемолки считаются лучшими для получения равномерного помола, не перегревающего зёрна.
• Специи — жернова используются для измельчения перца, корицы, гвоздики, мускатного ореха.
• Какао — для получения какао-порошка и какао-масла.

В других отраслях

• Горное дело — в шаровых и стержневых мельницах, где жернова (или их аналоги) используются для дробления руды.
• Строительство — для измельчения цемента, гипса, извести.
• Лаборатории — для подготовки проб к анализу (например, в геологии, почвоведении).

Интересные факты

• В русском языке слово «жернова» происходит от праславянского žьrny, родственного латинскому grainum (зерно) и немецкому Korn* (зерно).
• Самые большие известные жернова в Европе (диаметром около 3 метров) находятся в ветряной мельнице в Нидерландах (мельница «De Noord» в Роттердаме). Они использовались для помола зерна до 1960-х годов.
• В средневековой Европе жернова часто изготавливали из вулканического туфа (например, из Эйфеля в Германии), который обладал высокой твёрдостью и пористостью, что обеспечивало хорошее сцепление с зерном.
• В России в XIX веке жернова для водяных мельниц часто вырубали из гранитных валунов, которые встречались в полях. Такие камни могли весить до 2–3 тонн.
• В современной кулинарии каменные жернова ценятся за то, что они не нагреваются выше 40–50 °C, что позволяет сохранять эфирные масла и ферменты в зерне и специях.
• В некоторых регионах (например, в Гималаях) до сих пор используются ручные жернова для помола ячменя и гречки в быту.

Источники

• Большая советская энциклопедия. Том 9. — М.: Советская энциклопедия, 1972.
• Техническая энциклопедия. Том 8. — М.: ОГИЗ РСФСР, 1931.
• История техники: от древности до наших дней / Под ред. В. И. Громова. — М.: Наука, 1985.
• Мукомольное производство России: история и современность / Под ред. А. П. Нечаева. — М.: Колос, 2000.
• Словарь русского языка XI–XVII вв. Выпуск 5. — М.: Наука, 1980.
• Энциклопедия «Техника» / Под ред. А. А. Гуревича. — М.: Росмэн, 2006.