Mühle

Eine Mühle ist eine Maschine, mit der durch Mahlen die Zerkleinerung eines Materials erzielt wird. Das Mahlen von Stoffen ist in vielen Fällen ein vorgelagerter Prozessschritt, der ein Ausgangsmaterial für eine Weiterverarbeitung vorbereitet. Das Ziel kann dabei sein die Größe des Materials herabzusetzen und zu vereinheitlichen, die Oberfläche eines Materials zu vergrößern oder verbundene Materialien voneinander zu trennen.

Mühlen können in drei Zerkleinerungskategorien unterteilt werden:

• Grobzerkleinerung: Hierbei werden sehr große Ausgangsstoffe, wie Gesteinsbrocken oder Sperrmüll, zerkleinert und auf einen Durchmesser unter 15 cm gebracht. Verwendete Maschinen werden auch als Brecher oder Zerkleinerer bezeichnet.
• Mittelzerkleinerung: In der Mittelzerkleinerung liegt der Zieldurchmesser unter 5 cm.
• Feinzerkleinerung: In der Feinzerkleinerung ist der Zieldurchmesser kleiner als 1 cm.

In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Materials, das Gemahlen werden soll, kommen unterschiedliche Mühlenbauarten zum Einsatz (s. Abbildung 1).

Zur groben Zerkleinerung von harten Gesteinsbrocken oder Bauschutt werden Brecher verwendet. In Brechern werden große Stücke durch Druck und Schläge zerkleinert. In einem Backenbrecher werden die Aufgabematerialien in die Öffnung zwischen zwei Brechbacken gegeben. Während eine der Backen starr gelagert ist, ist die zweite federnd gelagert und kann über ein Schwungrad in Bewegung versetzt werden. Mit dieser Bewegung werden die Gesteinsbrocken langsam zerschlagen. Je kleiner die Brocken dabei werden, umso weiter gleiten sie nach unten und verlassen schließlich den Backenbrecher. Der Kegelbrecher arbeitet nach einem vergleichbaren Prinzip. Hier wird das Gestein in einen Schacht gegeben, an dessen Ende ein Mahlkopf in Form eines Kegels schlingernd rotiert. Teilweise können mehrere Brecher nacheinander verwendet werden um eine gewünschte Korngröße zu erreichen. Dabei werden Backenbrecher für eine erste Zerkleinerung genutzt und anschließend Kegelbrecher, um Material weiter zu zerkleinern.

Weitere Mühlen oder Zerkleinerer, die in der groben und auch in der mittleren Kategorie genutzt werden sind Hammermühlen, Prallmühlen und Schneidmühlen. Diese Mühlenbauarten haben gemeinsam, dass in einem Gehäuse ein sich schnell drehender Rotor befindet. Auf diesem Rotor sind Werkzeuge angebracht, die das aufgegebene Material auf unterschiedliche Art beanspruchen.

In einer Hammermühle befinden sich beweglich gelagerte Hämmer auf dem Rotor. Diese schlagen auf das Material, das durch die Gutzuführung über die Schlagkante geschoben wird und zerkleinern es. Durch die bewegliche Lagerung der Hämmer ist es möglich, dass sie bei sehr festem Material ausweichen können, wodurch Schäden an der Mühle vermieden werden. Hammermühlen werden zur Zerkleinerung von Metallen, Abfällen, Sperrmüll und Holz eingesetzt. Eine besondere Bauform sind Autoshredder, die zur Zerkleinerung von Autos genutzt werden.

In Prallmühlen wird Material auf zwei Arten beansprucht. Die Schlagleisten, die am Rotor im Inneren der Mühle starr befestigt sind, schlagen auf Material, dass durch die Zuführung in die Mühle gegeben wird. Daraufhin wird das Material ebenfalls von den Schlagleisten gegen die Prallplatten geschleudert, wodurch es weiter zerkleinert wird. Prallmühlen werden zur Zerkleinerung mineralischer Rohstoffe oder von Bauschutt genutzt.

In Schneidmühlen sind Messer auf einem Rotor angebracht. Diese Rotormesser zerschneiden das Material. Dafür ist an der Zuführung ein festes Messer installiert. Der Spalt zwischen den Messern kann wenige Millimeter betragen. Sie werden insbesondere zur Zerkleinerung von Kunststoffen im Recycling verwendet.

Auch für die Feinzerkleinerung von Materialien steht eine Reihe von Mühlenbauarten zur Verfügung. In diesen Mühlen wird das Material hauptsächlich durch Druck beansprucht.

Eine weitverbreitete Bauart ist die Kugelmühle. Sie besteht aus einer rotierenden, leicht geneigten Trommel. Die Außenwände der Trommel sind als Sieb ausgeführt. In der Trommel befinden sich mehrere Stahlkugeln. Sie dienen als Mahlkörper. Die Kugeln reiben durch die Drehbewegung der Trommel aneinander. Das Mahlgut wird in die Trommel eingefüllt. Durch die Reibung zwischen den Kugeln wird das Gemisch zerkleinert. Ist es klein genug, wird es durch die Siebe der Außenwand ausgetragen. Die Mühlen können auch ohne Stahlkugeln eingesetzt werden. Dabei dient das Mahlgut selbst auch als Mahlkörper. Diese Bauart wird Autogenmühle genannt.

In Gutbett-Walzenmühlen wird das Mahlgut über einen Fülltrichter in den Spalt zwischen zwei gegenläufig rotierende Walzen gegeben. Die Walzen sind dabei hydraulisch oder federnd gelagert und werden gegeneinander gepresst. Durch die Rotation der Walzen wird das Gemisch zwischen den Walzen hindurch befördert und dabei durch den Druck zerkleinert. Diese Bauart wird beim Zementmahlen und beim Mahlen von Getreide genutzt.

In Vertikal-Wälzmühlen wird das Aufgabematerial auf einen runden und rotierenden Wälzteller aufgegeben. Auf dem Wälzteller drehen sich kegelstumpfförmige Mahlwalzen, die das Mahlgut zerkleinern. Durch ein Gebläse wird das fein gemahlene Material aus der Mühle transportiert. Anschließend wird es mit einem Zyklonabscheider von dem Luftstrom getrennt.

Das Mahlen in Mühlen ist sehr energieintensiv. Schätzungen gehen davon aus, dass weltweit 4 Prozent des Gesamtstromverbrauchs auf Zerkleinerungsprozesse entfällt.

Englische Übersetzung(en):

mill