Принцип работы мельницы для муки

В свое время ветряная мельница была важным строением, которое позволяло осуществлять большое количество операций. С ее помощью можно было легко измельчить зерно в муку или на корм для скота. Сегодня мельницами, которые работали бы от потока ветра или воды, никто не пользуются, но их с успехом применяют в ландшафтном дизайне. Ков принцип работы мельницы и можно ли ее собрать самостоятельно? Об этом речь пойдет в статье.

Принцип работы

Принцип работы ветряной мельницы можно описать довольно просто. В качестве движущей силы используются потоки воздуха, которые постоянно перемещаются. Ветер воздействует на три основных узла:

• лопасти;
• передающий механизм;
• механизм, выполняющий работу.

В мельницах, которые использовались раньше, лопасти могли достигать в длину несколько метров каждая. Это делалось для увеличения площади захвата ветра. Размеры подбирались в зависимости от того, какую функцию выполняла мельница. Если мощность мельницы требовалась больше, то и пропеллер был больше. Самыми большими лопастями оснащались мельницы, которые мололи муку. Это связано с тяжелыми жерновами, которые необходимо было вращать. Форма лопастей ветряка со временем совершенствовалась, и они создавались в согласии с законами аэродинамики, что дало возможность увеличить их эффективность.

Следующим модулем ветряка, который следует за лопастями является редуктор или передающий механизм. Иногда таким модулем служил только вал, на который были смонтированы лопасти. На втором конце вала находился инструмент, который выполнял работу. Но такой механизм ветряка не отличается особой безопасностью и надежностью. Остановить мельницу при необходимости попросту невозможно. Кроме того, вал мог легко сломаться, если его чем-то заклинило. Редуктор является более эффективным и изящным решением. Он подходит для того, чтобы преобразовать вращение лопастей в полезную работу различного характера. Кроме того, разъединив компоненты редуктора, можно легко прекратить взаимодействие.

Оборудование, которое могло применяться и применяется с мельницей является самым разнообразным. Кроме жерновов, это могут быть различные измельчители на основе лезвий, благодаря которым в короткие сроки можно приготовить корм для скота. На мельницах могло быть установлено столярное оборудование, которое приводилось в действие силой ветра.

Где можно использовать мельницу

Мельницы испытывают второе рождение, но это не объясняется возвратом к методам производства, которые использовались раньше. Все больше людей задается вопросом о принципе действия такой конструкции. Те, кто одним глазом видели небольшую ветряную мельницу, которая была установлена у кого-то в саду, захотели иметь мельницу и у себя на участке. Мельница может стать именно той изюминкой, которой не хватало для территории сада с деревьями. Мельница придает индивидуальности любому участку. Сложно найти две одинаковые мельницы, которые были бы сделаны своими руками. Каждый мастер вносит свои наработки.

Ветряную мельницу можно доработать и задействовать в качестве генератора электрической энергии. Это позволит освещать территорию двора с использование светодиодных лампочек и не платить за электричество. Для этого потребуются определенные знания физики и смекалка. Похожим образом можно задействовать мельницу, если на участке протекает небольшой ручеек.

Подход к ландшафтному дизайну должен быть умеренным. Без особых сложностей можно насадить разнообразие цветов и других растений, но смотреться это будет безвкусно. В каждом проекте должна быть своя изюминка. Ровно подстриженным газоном редко кого можно удивить. Мельница на участке даст возможность выделиться. Возле нее можно оборудовать небольшой уголок для отдыха после тяжелого дня, она может быть тайником для дорогих сердцу мелочей. О других возможностях использования такой мельницы рассказано ниже.

Дополнительные способы использования

Ветряная мельница может быть не только генератором и простым элементом, который украсит участок. У нее может быть и другое практическое применение. Именно поэтому стоит хорошо подумать, где именно ее можно установить. Например, если по садовому участку проведена система автоматического полива, то, скорее всего, может присутствовать люк, в котором находятся все водопроводные узлы. Такой люк невозможно скрыть под газонной травой, но, если этого не сделать, тогда он будет выделяться и портить вид. Как раз в этом случае на помощь придет мельница. Она может быть смонтирована непосредственно на крышку люка, чем скроет ее. При этом у посетителей не возникнет подозрений в том, что что-то не так.

Не всегда элементы канализации спрятаны в люки. Кроме того, на газоне могут быть и другие элементы, которые необходимо скрыть. За счет того, что материал для мельницы подбирается легкий, то он не может повредить элементы. Также корпус выполняется в виде колпака, поэтому может быть установлен сверху. Если соорудить мельницу больших габаритов, то этому нескончаемо рады будут дети. Они смогут использовать мельницу для игр с друзьями. Если конструкция будет применяться именно таким способом, то ее необходимо хорошо укрепить, чтобы она не травмировала чад. Кроме того, понадобится вход, который необходимо сделать с обратной стороны.

Для ухода за садом и газоном применяется немало инструмента. Удобнее, если он будет находиться непосредственно на участке и за ним не придется возвращаться в кладовку возле дома. В этом тоже может помочь мельница. Внутри мельницы можно оборудовать отличное помещение для хранения инвентаря. Чтобы он хранился как можно компактнее, можно соорудить различные садовые органайзеры. Мельницу можно соорудить из природного камня или огнеупорного кирпича. В этом случае можно все продумать так, чтобы она служила мангалом. Для этого также можно соорудить небольшой столик.

Изготовление своими руками

К изготовлению мельницы нельзя подходить легкомысленно. Хотя конструкция ветряка и может казаться довольно простой, но необходимо все правильно рассчитать. Только в этом случае можно получить действительно стоящее изделие, которое сможет украсить участок. Первым делом необходимо выбрать территорию, на которой будет установлена конструкция ветряка. Если поместить изделие между деревьев, то оно там затеряется и не будет радовать глаз, кроме того, сила ветра между деревьями меньше, поэтому вращение лопастей может практически отсутствовать, что будет плохо при наличии генератора внутри.

После выбора участка под ветряк производится его уборка и подготовка. Первым делом выполняется очистка от различных элементов, которые могут мешать. Это касается старых веток, кустарников или большого сорняка. Если раньше на участке росло дерево, то потребуется выкорчевать пенек. После уборки убирается трава и снимается небольшой участок грунта в том месте, где будет располагаться мельница. Далее подготавливается фундамент, на который будет смонтирован ветряк.

Чертеж

Нет строгих правил по сборке собственного варианта мельницы. Основной задачей будет нарисовать хороший схематический рисунок. На нем должны быть видны все детали мельницы. В зависимости от выбранного участка и целей, которые назначены для мельницы подбираются размеры. Их необходимо указать непосредственно на эскизе. Пример виден на фото выше. Следующим шагом идет подбор материала для мельницы. В его качестве подойдет древесина, но ее необходимо обработать антисептиком, а также покрыть лаком, чтобы она не разбухала от воздействия влаги, а также не была изъедена вредителями.

Подготовка фундамента

Когда с размерами все ясно, можно перейти к изготовлению фундамента для ветряка. Это необязательная процедура, но она требуется, если ветряк будет значительных размеров и применяться, как служебное помещение. Выкапывается небольшая яма на глубину в 50 см. Слоем в 15 см делается подсыпка щебня, таким же пластом укладывается песок средней зернистости. Его необходимо хорошо утрамбовать и выровнять, чтобы ветряк стоял ровно. Далее выставляется опалубка на ту высоту, на которую будет возвышаться фундамент для ветряка. В большинстве случаев она не требуется.

Внутрь ямы под фундамент ветряка укладывается армирующая сетка. Она изготавливается из арматуры, которая переплетается между собой вязальной проволокой. Сверху производится заливка бетона. Его необходимо хорошо утрамбовать, чтобы не было пустот, из-за которых в фундаменте ветряка могли бы пойти трещины. Монтаж ветряка на фундамент можно производить по истечении нескольких недель.

Сборка

Первым делом для мельницы понадобится каркас. Его можно изготовить из деревянного бруса с размерами 5×5 см. Крепить его необходимо не к бетонному основанию, а к небольшому ростверку. Его можно изготовить из бруса с размером 10×10 см. Из бруса изготавливается квадрат или прямоугольник. Все будет зависеть от выбранной конструкции. Элементы прочно соединяются между собой. Необходимо проверить соответствует ли каждый гол 90°. После этого на фундамент под мельницу укладывается слой гидроизоляции из рубероида. Он необходим, чтобы влага от бетона не повредила древесину. На рубероид укладывается деревянная конструкция основы ветряка и прикручивается к основанию анкерами.

Следующим шагом будет установка каркаса из бревен. На четырех углах крепятся стойки под мельницу. Чаще всего стенки мельницы имеют трапециевидную форму, поэтому бруски крепятся не под прямым углом, а с небольшим уклоном. Для этого их необходимо предварительно обрезать. Фиксация к основанию производится металлическими уголками. Когда четыре стойки для мельницы находятся на своих местах, делается верхняя обвязка. Дополнительно крепятся поперечные распорки, которые увеличат прочность всей конструкции мельницы. Это как раз тот момент, когда необходимо укрепить места, где будет располагаться окно и двери.

Следующим шагом сооружается крыша мельницы. В ветряках отлично смотрится небольшая двускатная крыша. Из брусков сооружаются треугольные фермы, которые монтируются сверху мельницы. После этого производится обшивка всех стен ветряка, кроме лицевой. Обшивку ветряка можно осуществить деревянной вагонкой или блок-хаусом. Ближе к крыше с лицевой стороны ветряка фиксируется механизм, на который будет установлены лопасти. Это может быть труба, в которую запрессовано несколько подшипников. Закрепить ее можно на горизонтальные перекладины каркаса ветряка с помощью хомутов. В подшипники вставляется металлический вал от лопастей. Его можно изготовить из отрезка арматуры.

Одним из самых сложных элементов ветряка является пропеллер. Выше приведена примерная конструкция лопастей для ветряка. Размеры можно пропорционально увеличить в зависимости от того, какие габариты имеет конкретная конструкция ветряка. После этого пропеллер устанавливается на подготовленный ранее вал. Теперь можно зашить переднюю стенку ветряка. Далее в ветряк монтируется окно и двери, а также выполняется организация внутреннего пространства. В качестве кровельного настила для ветряка подойдет профнастил или металлическая черепица. Видео о сборке декоративного ветряка есть ниже.

Резюме

Как видно, ветряк или мельница может оказаться довольно полезным дополнением саду. Благодаря своему уникальному виду ветряк однозначно будет привлекать внимание прохожих и гостей. Кроме того, ветряк значительно упростит задачу по обслуживанию сада. Внутри мельницы можно разместить насосное оборудование и основные узлы управления, что сохранит их от неблагоприятных погодных условий.

Мельница мукомольная — предприятие, которое осуществляет переработку зерна на муку. Мукомольная техника прошла большой путь развития от примитивных орудий первобытного человека до современных механизированных мукомольных мельниц. Древнейшими орудиями размола зерна были зернотёрка и ступка, затем жёрнов (см. Жерновой постав), приводившиеся в движение вручную. С развитием техники начали использовать водяные колёса в водяных мельницах. В Средние века стали строить ветряные мельницы, размалывающим устройством которых продолжали оставаться жернова. С усовершенствованием их конструкции улучшалась и переработка зерна. Развитию и совершенствованию мукомольных мельниц значительно способствовало изобретение паровой машины. В начале 19 в. появились мельницы с паровым двигателем.

Содержание

Производственный процесс [ править | править код ]

Доставка зерна [ править | править код ]

На современных мельницах приём зерна с автомобильного, железнодорожного и водного транспорта осуществляется механическими и пневматическими установками. Зерно размещается в элеваторе с учётом его типа (пшеница твёрдого сорта, пшеница мягкого сорта, рожь, овёс), качественных показателей (влажности, клейковины, стекловидности); также для зерна пшеницы идёт разделение по классам зерна (высший, первый, второй, третий, четвёртый, пятый класс, мелкое зерно)

Зерно, заражённое хлебными вредителями, хранится отдельно.

Подготовка зерна [ править | править код ]

Подготовка зерна к помолу производится в зерноочистительном отделении. Она включает: очистку зерновой массы от примесей с помощью сепараторов, триеров и магнитных аппаратов; очистку поверхности зерна сухим способом на обоечных машинах либо мокрым — в моечных машинах; кондиционирование зерна, то есть обработку его водой и теплом, и смешивание отдельно подготовленных к помолу типов зерна в помольную партию. Несмотря на то, что зерно всегда идёт разного качества с разных полей, мука должна быть строго определённого сорта. Это превращает смешивание помольной партии из зерна разных сортов в довольно сложную задачу. Дело в том, что мука слишком высокого качества (по некоторым показателям качества зерна) не подходит для изготовления некоторых видов выпечки и наоборот, попытка выпечь хлеб из муки низкого (по некоторым показателям) качества кончится не менее плачевно.

Обработка зерна [ править | править код ]

В размольном отделении зерно при сортовых помолах проходит 3 основных операции: первичное дробление, так называемый драной процесс; обогащение полученных крупок; тонкое измельчение в муку обогащённых крупок. Зерно измельчают на вальцовых станках, с которыми сопряжённо работают просеивающие машины — рассевы, сортирующие продукты измельчения зерна по крупности и, в известной степени, по качеству. Из крупок после их обогащения и измельчения на группе вальцовых станков получается более мелкий продукт — дунст, который затем размалывается в муку. Такой метод размола обеспечивает возможность выделения из зерна максимального количества свободного от оболочек эндосперма в виде муки. Полученная мука в выбойном отделении машиной засыпается в мешки и автоматически взвешивается. В производственном процессе участвует до 30 типов различных машин, причём зерно на предприятии средней мощности проходит путь в 5 км с момента приёма в элеватор до выпуска в виде муки из выбойного отделения.

Характеристики [ править | править код ]

Современные мельницы характеризуются большой энерговооружённостью (на одного производственного рабочего приходится 8—10 квт). Производственный процесс механизирован и непрерывен. Суммарный расход энергии на мукомольных мельницах достигает десятков миллионов кВт·ч в год; так, например, мельница, размалывающая в сортовую муку 800 т пшеницы в сутки, с элеватором ёмкостью в 100 тыс т зерна и пневматической установкой для выгрузки зерна из барж расходует в год при нормальной работе около 25 млн кВт·ч энергии. Современные мельницы оборудованы полностью пневматическим транспортом для перемещения зерна и промежуточных продуктов. Классическая фигура мельника в обсыпанной мукой одежде ушла в прошлое. Это связано не только с желанием экономить муку и поддерживать чистоту. На первых промышленных мельницах при неудачном стечении обстоятельств мог произойти так называемый объёмный взрыв. На современных мельницах (несмотря на практически полное отсутствие мучной пыли в воздухе) используют оборудование только во взрывобезопасном исполнении.

Переработка зерна – один из ведущих видов бизнеса во многих странах. Производством муки и других продуктов занимаются не только крупные предприятия. С ними с успехом конкурируют небольшие агрофирмы, оснащенные компактным мукомольным оборудованием. В России потребность в мини-мельницах возросла в конце 90-х годов, что привело к появлению многочисленных разработок оборудования этой категории разными производителями. Фермеру или компании легко подобрать модель мельницы оптимальной производительности с необходимым набором функций.

Для изготовления продуктов питания на основе муки используются сортовые и обойные помолы зерна пшеницы или ржи. Зерна хлебных злаков твердые и жесткие, имеют неоднородную по прочности и плотности структуру. Поэтому оборудование по переработке культур должно отвечать ряду требований, главное из которых – достаточная комплектность технологической линии.

С процессом измельчения зерна до нужной фракции справляются мини-мельницы, укомплектованные вальцовыми станками (вальцовыми мельницами). Мельницы оказывают механическое воздействие на зерна и разрушают их структуру. На рынок поставляются модификации техники с различным числом и расположением вальцов, типом механизма питания и привала рабочих вальцов (ручной или автоматический). При всем разнообразии моделей принцип действия всех устройств однотипный.

Описание и назначение

Мельничный комплекс включает модули: зерноочистительный, по корректированию влажности, размольный, транспортировочный.

Зерноочистительное отделение оснащается машинами, выполняющими очистку от примесей различного характера. Зерно непрерывно перемещается по технологической линии.

• Пневматический сепаратор очищает зерно от частиц с отличными от зерен аэродинамическими свойствами.
• Машины зерноочистительного агрегата отделяют примеси, отличающиеся размерами зерен (используются сита), куколь и сечку; очищают приставшую пыль, разрыхляют прилипшие комочки земли, снимают верхние оболочки (жесткая обойка).
• Второй пневмосепаратор удаляет легкие примеси.

Очищенное зерно направляется на увлажнение, а затем через магнитный сепаратор подается в мягкую обойку. Здесь с зерен снимаются покровы.

В размольном секторе монтируют несколько блоков вальцовых станков.

Каждый блок оборудуется 3-4 станками и единым для всех электроприводом. Зерно и крупа перемалываются на двух типах размольных систем: драной (грубый помол) и размольной (тонкий помол). Вальцовые станки предназначены для размола зерен пшеницы и ржи. Из пшеницы получают муку высшего, 1-го, 2-го сортов, кормовую. Из ржи – сеяную, обдирную хлебопекарную муку и кормовую.

При выборе модели учитывают характеристики исходного продукта:

• Вид злака – рожь, пшеница;
• Сорт пшеницы – твердый или мягкий;
• Качество зерна – влажность, содержание отдельных примесей.

Большинство разработок имеет компактное исполнение, что снижает затраты на постройку помещения и установку машин, т.е. эксплуатационные расходы.

Конструкция вальцовой машины

Станок оснащен вальцами, изготовленными из двух слоев чугуна: серого (внутренний) и белого (внешний). Поверхность наружного слоя выполнена рифленой; причем, количество рифлей на размольном вальце в два раза больше, чем на драном. Важная характеристика – твердость материала вальцов. Она варьируется в пределах 48-55 единиц по Роквеллу. Разные модели отличаются параметрами: диаметр вальцов, длина рабочей зоны, глубина отбеленного слоя.

Число вальцов и ориентация их в пространстве (горизонтальная, вертикальная) зависит от модели. Вальцы стоят на подшипниковых опорах. На массивной устойчивой станине, как правило, выполнен разъем для снятия вальцов.

На рынке представлены многочисленные варианты технологических мукомольных линий. Они различаются производительностью и ассортиментом готового продукта.

Принцип работы

В составе мельницы обязательно присутствует приемный бункер. Зерно из него подается на драную систему, вальцы которой отличаются крупными рифлями.

После первого этапа обработки на драной системе частицы разных размеров подаются в подвальцевый бункер, а оттуда – на мельничный рассев. В установках бывает до трех драных систем, где последовательно повторяется цикл измельчения.

Одновременно осуществляется сортировка на фракции: мука, отруби, другие продукты (крупки, дунсты). Эти рассевы подаются на вальцовый станок с рифлями тонкой нарезки. Здесь продукт проходит также три этапа измельчения, в процессе которых из смеси снова выделяются мука и отруби.

Следующий этап – выбой. Сюда продукт размола поступает посредством пневмотранспорта. Этот вид транспортировки создает воздушные потоки, благоприятствующие лучшей аспирации. Одновременно повышается сыпучесть продукта за счет снижения его температуры. Еще один плюс использования пневматики – отсутствие конденсата на внутренних поверхностях и вальцах станков, на самотеках и ситах.

Преимущества и недостатки вальцовых мельниц

Малогабаритные вальцовые станки предназначены для нужд мукомольных предприятий, фермеров, частных производителей муки разных сортов. Такие мельницы, например, модель Р6-АВМ-7, разрешается эксплуатировать во взрывопожароопасных местах хранения и переработки сырья.

Для обслуживания мини-мельниц не требуется мночисленного персонала. С механизмами обычно управляются 3-5 человек.

Вальцовые системы применяют не только предприятия, продающие муку. Мини-мельницы отлично справляются с плющением зерна для производства качественного корма. Степень плющения регулируется простым передвижением заслонки в бункере.

Производственный процесс осуществляется непрерывно, операции без потерь времени и труда сменяют одна другую благодаря прямоточной технологии. Исходные и частично переработанные зерновые продукты перемещаются механическим или пневматическим транспортом. По самотечным трубам они последовательно попадают на машины линии для прохождения всех этапов помола. Таким образом, процесс поддается механизации и автоматизации.

Преимущества вальцовых мельниц

Сортовой помол позволяет сделать акцент на выработке муки ходового сорта – высшего. Избирательного дробления позволяют добиться компактные и простые в обращении малогабаритные вальцовые станки. С этой целью лучше приобретать агрегаты, включающие несколько пар рабочих вальцов. Используя многошаговое измельчение зернового продукта, можно настроить режимы помола таким образом, чтобы учитывать свойства зерна. Процесс будет максимально приближен к технологии производства муки в промышленных масштабах.

Модульная конфигурация систем позволяет изменять число модулей, наращивая производительность мельницы. Можно совмещать в модулях составные части разных марок оборудования. Мельницу можно укомплектовать разными машинами, например, модуль зерноочистки одного производителя, рассев, вальцовый станок – другого. Использование таких возможностей удешевляет производство, делает его более эффективным. Каждый хозяин комплектует систему, исходя из потребностей своего предприятия.

Примеры новшеств: для поджатия вальцов ставят пластинчатые пружины; магнитная рамка перед приемной камерой отделяет металлические предметы, исключая их попадание на вальцы.

Конкуренция между производителями ведет к непрерывному усовершенствованию мукомольной техники. За счет обновления конструкций модели приобретают все более высокую надежность. Неоспоримые достоинства всех моделей и модификаций – мобильность и автономность.

Недостатки вальцовых мельниц

Приобретение установки требует больших финансовых затрат.

Вальцовые мельницы настраиваются на этапе сборки технологической схемы. Их практически не переналаживают из-за технических трудностей.

Примеры популярных моделей вальцовых мельниц

Приведем две марки мукомольных вальцевых станков с характерными особенностями техники данного вида.

Р6-АВМ-4/7/15/30/50 – агрегатная вальцовая мельница харьковской компании «Cолфид»

Управление оборудованием – электрическое. Принимает в переработку пшеницу, рожь, овес, ячмень, гречиху, а также бобовые и кукурузу. Позволяет получать муку первого и высшего сортов.

• Масса: ≤6400 кг.
• Размеры: 7×3,4×5 м. Габариты приведены без учета бункера, рамы, лестниц и трапов.

Высокое качество вырабатываемой муки достигается при малом расходе электроэнергии. Средняя производительность выхода муки из зерна базовой кондиции составляет 7 тонн в сутки. При этом первый сорт занимает

23%, высший – около 50%.

Монтаж мельницы не требует возведения специального здания. Ее механизмы устанавливаются на сборной прочной двухэтажной станине.

Мукомольные вальцовые мельницы «Харьковчанка» ООО «Станкинпром»

В семейство мельниц входят модели различного назначения: получение сеяной и обдирной ржаной муки; производство макаронного помола для выхода муки второго сорта и макаронной крупки.

• Покупатель может выбрать модель нужной производительности из широкого диапазона – 10-500 т/сутки.
• Оборудование дает 65% муки высшего сорта, удовлетворяющей требованиям ГОСТ.
• Процесс полностью автоматизирован.
• Механизмы обеспечивают высокую степень очистки, качество размола, дают высокий процент вымола муки.

Система характеризуется быстрой окупаемостью, долговечностью размольной системы. По индивидуальному заказу мельница поставляется с дополнительными опциями и оборудованием: компьютерное управление процессом, учет исходного и готового продукта, расхода энергии; бункер для зерна и партий муки, линия гранулирования и пр.

Заключение

Специалисты зерновой отрасли знают, что качество муки с вальцовых мельниц значительно выше по сравнению с продуктом, изготовленным на жерновых, молотковых или пальцевых станках. Однако по энергозатратам последние типы мельниц экономнее вальцовых, что объясняется коротким циклом помола на жерновах и т.п. – мука здесь вырабатывается за один пропуск зерна.

Оптимальная комплектация мини-мельницы дает возможность получить высококачественный помол с минимальными затратами. Современные разработки оборудования малой производительности позволяют скомпоновать минимальный набор агрегатов для работы по технологии сортового помола.

Вопрос повышения рентабельности вальцовых мельниц можно решить комплексно: снизить издержки перевозки и хранения; довести выход продукции, надежность, простоту обслуживания до уровня этих показателей в промышленном производстве.