Mulino Vitruviano
Un mulino ad acqua o mulino idraulico
è un impianto destinato ad utilizzare
energia meccanica prodotta dalla
corrente di un corso d’acqua, condotta
alla ruota del mulino tramite opportuna
canalizzazione. In genere, l'acqua viene
deviata e condotta alla ruota attraverso
un canale. L'acqua, viene poi drenata
attraverso un canale che può portare
l’acqua anche ad un’altra ruota. In un
mulino a filo d'acqua è la corrente del
corso d'acqua che, passando sotto la
ruota, ne provoca la rotazione. Nel caso
in cui l'acqua giunga dalla parte
superiore, la caduta verso il basso dovuta
alla forza di gravità, ne provoca la
rotazione.
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LEVIGATOIO
per giungere a una farina abbastanza
raffinata e al tempo stesso per
evitare che troppi grani schizzassero
via durante la “pilatura” nel mortaio,
si giunse ben presto al levigatoio.
Esso in sostanza non era altro che
uno strumento arcaico di macinazione
formato da una lastra di pietra con
superficie inferiore piana e superficie
superiore conca, a sella, o con
margini rialzati, che serviva da
“base fissa: su questa poi, con una
pietra tondeggiante a forma di
sasso rotondo o di pagnotta, detta “macinello”. Le cariossidi di grano venivano
schiacciate, spostate e spappolate trasformando i grani parzialmente spezzati in
farina. Tale operazione era una dura occupazione propria soprattutto delle donne.
Questo strumento di macinazione è ampiamente testimoniato nell’antico Egitto.
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MACINA ROTATORIA
Ciascuna delle due pietre (o macine) di figura
circolare e sovrapposte con foro centrale che servono
per macinare: quella inferiore, detta fondo o
dormiente, è fissa, piana di sotto e a cono schiacciato
sopra; quella superiore, detta coperchio o macina
corrente, è piana sopra e incavata sotto, in modo da
combaciare con la parte superiore del fondo. Lo
spessore di ciascuna macina, di solito, s'aggira intorno
ai 20 centimetri, mentre il suo diametro varia da 120
a
150
centimetri.
In molti casi ogni singola macina è costituita di vari
pezzi di pietra molare assemblati e tenuti stretti e
compatti da una necessaria cerchiatura. Si parla poi di
macina ingorda, quando il coperchio gira troppo
velocemente, di macina piana, quando l'andatura è
normale. Il termine macina sta anche per l'insieme
delle due pietre macinanti o macine.
e superfici macinanti sono di solito
scanalate per frangere meglio i cereali.
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IL MORTAIO
Metodi rudimentali di pestatura e di
schiacciamento dei cereali o delle
granaglie in genere mostrano di essere
presenti ancora in età neolitica, anche se
recenti rinvenimenti risalgono anche ad
epoche anteriori.
La macinazione avveniva attraverso uno
strumento di legno (in seguito verrà usato
di metallo), cioè di un paletto indurito
nella punta inferiore (il pestello) che
pestava in un contenitore cilindrico o a
tronco di cono di legno o di pietra (il
mortaio), scavato “a scodella” al suo
interno e con pareti rilevate allo scopo di
impedire ai semi di schizzare via durante
la pestatura
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TRAMOGGIA
Dal latino trimodia, cioè "che contiene tre
moggi". È una cassa a forma di piramide
tronca con base maggiore e minore aperte,
posta capovolta sopra la macina allo scopo
di versare granaglie o altri aridi. Presenta
una "bocca" superiore di versamento delle
granaglie e una "bocchetta" inferiore di
fuoriuscita delle medesime. Appesa a una
stanga per mezzo di due orecchie, essa
entra in vibrazione per facilitare la discesa
del cereale grazie soprattutto a un
eventuale bastone vibratore, che la fa
vibrare.
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LA MOLA ASINARIA
La mola asinaria è molto più piccola
rispetto alla mola dei mulini a vento o ad
acqua ed il diametro della macina poteva
misurare fino ai 150 centimetri. La sua
parte superiore è concava, mentre quella
inferiore è convessa. Il processo di
macinazione avveniva versando il grano in
una specie di imbuto di legno che per
mezzo di quattro cordicelle era fissato ad
una tavola di legno o ad una stanga. I
chicchi di grano da qui scendevano
lentamente nell’apertura conica della pietra
superiore. La macina superiore aveva due
prominenze che permettevano di fissare
con due pisoli la stanga biforcata alla quale
l’asinello si attaccherà.
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LAMINATOIO
Il grano subisce una rottura iniziale in laminatoi,coppie di cilindri rotanti in ghisa,
opportunamente distanziati che presentano una superficie rigata e ruotano in
senso opposto a velocità diversa. Il laminatoio a cilindri è costituito da una
struttura in ghisa divisa in due sezioni. Grazie ad un sistema automatico la
discesa del prodotto all’interno di una tubazione viene moderata ed è visibile
grazie ad un raccordo in vetro. I rulli di distribuzione hanno il compito di
distribuire il prodotto su tutta la lunghezza dei cilindri di macinazione.
I laminatoi in relazione alle caratteristiche operative di
distinguono in:
-rottura: si definiscono laminato di rottura quelli che
frantumano la cariosside, fanno slittare le parti corticali
fino a separarle dalla parte farinosa, senza rompere
quest’ultima o rovinarla il meno possibile.
La linea di demarcazione tra grano tenero e semiduro
per produrre farine da pane è caratterizzata da 4 0 5
passaggi di rottura,mentre nel grano duro per ottenere
semola i passaggi di rottura sono 6.
-svestimento: per laminatoi di svestimento si intendono
quelli che,pur operando minutamente tendono a
dividere i frammenti già classificati in modo da svestirli
dalle parti corticali residue.
-rimacina: la macinazione finale con rulli lisci farà
subire alla semola una serie di riduzioni
graduali,intervallate da passaggi di setacciatura nei
plansichter.
Mano a mano che si procede con le operazioni di
rimacina diminuisce la quantità di farina e semolini
rimarranno sempre più solidi.
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STRABONE
La prima e più antica menzione di un
"mulino ad acqua" o hydralétes è
quella del celebre geografo Strabone
di Amasia nel suo famoso trattato di
Geografia messo a punto nel 17 d.C.
e negli anni successivi: egli parlando
del centro urbano di Cabira nel
Ponto
(regione
nord-orientale
dell'Asia Minore) posto poco lontano
dalla sua città natale, ricorda che qui
"erano stati realizzati" il palazzo
reale di Mitridate VI Eupatore (salito
al trono negli anni 121-119 e morto
nel 63 a.C.), il "mulino ad acqua", il
serraglio per le bestie, le vicine
riserve di caccia, e infine le miniere,
tutte realizzazioni distinte l'una
dall'altra, che porterebbero a
considerare
l'hydralétes
un
manufatto a sé stante, forse a ruota
verticale, costruito in piena prima
metà del I secolo a.C., ma in area
periferica del mondo greco (e quindi
con un presumibile ritardo di
innovazione tecnologica).
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TIPI DI MULINI
MULINI A RUOTA ORIZZONTALE
L’opificio idraulico più diffuso nelle aree di montagna fino quasi ai nostri giorni è il
mulino da farina a ruota orizzontale. Si tratta di una struttura molto semplice: una
costruzione a due piani realizzata in pietrame, spesso a secco, e legno, in cui
alloggiavano la ruota, nella camera delle acque, e le macine e il relativo
equipaggiamento, nel vano soprastante.
Purtroppo però si tratta di un opificio poco produttivo, in cui non vi erano ingranaggi
intermediari tra la ruota e le macine che moltiplicassero il moto per ogni giro;
evidentemente, però, tanto bastava per le esigenze dell’area, dato che anche mulini
evidentemente moderni come quelli di Giaglione, pur rappresentando un’evoluzione ed
un ingrandimento del modello primigenio, continuano a fare uso del motore orizzontale.
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MULINO A RUOTA VERTICALE
Il mulino a ruota verticale rappresenta sicuramente una versione migliorata, sotto
l’aspetto del rendimento, di quello a ruota orizzontale. Non dobbiamo per questo
ritenere necessariamente che il primo sia l’evoluzione del secondo poichè
l’installazione a ruota verticale era ben conosciuta anche nell’Antichità.
Il cuore della differenza tra i due tipi di ruota sta nella coppia d’ingranaggi lubecchiolanterna che si trovava sotto il soppalco su cui erano collocate le macine e che aveva
l’importante funzione di trasformare il piano di trasmissione del moto da verticale in
orizzontale.
Il lubecchio, o scudo, montato sull’albero della ruota, era costituito da un disco, in noce
o castagno, munito di denti lungo la circonferenza (di solito 48). Questi erano realizzati
in legno duro: corniolo, melo o frassino. I denti del lubecchio s’incastravano ad angolo
retto con la lanterna, o rocchetto; composta di due dischi di legno duro uniti da un certo
numero di paletti di legno (di solito 8), detti fusoli o braccioli, a formare, appunto, una
lanterna o una gabbia.
Da qui si dipartiva il fuso su cui si montava la macina mobile, mentre l’albero motore
poggiava verso il basso sulla banchina.
Il vantaggio di questo sistema era che, cambiando il numero di denti e fusoli, si
potevanoottenere più giri della macina per ogni rotazione della ruota, aumentando così
il rendimentodegli opifici. Questo metodo, però, esigeva un controllo costante del
mugnaio e riparazioni frequenti, con conseguente aumento dei costi, ovviamente,
prima della sostituzione con ingranaggi in metallo
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MULINO A RUOTA
VERTICALE
IL MULINO A RUOTA VERTICALE È COSTITUITO DALLA COPPIA
CONICA, UN SISTEMA DI INGRANAGGI FORMATO DA LUBECCHIO E
LANTERNA. VANTA SIN DA SUBITO UN ENORME SUCCESSO PERCHÈ
ATTRAVERSO LA COPPIA CONICA, CHE TRASFORMA L’ENERGIA
IDRAULICA DA MOTO VERTICALE A ORIZZONTALE PERMETTENDO
DI AUMENTARE LA PRODUZIONE ATTRAVERSO LA COPPIA CONICA.
LA POSSIBILITÀ DI CAMBIARE IL NUMERO DI GIRI DELLA MACINA SI
HA VARIANDO IL NUMERO DEI DENTI DEL LUBECCHIO O DELLA
LANTERNA; INFATTI IMPIEGANDO UNA LANTERNA CON RAGGIO
MOLTO PICCOLO SI MOLTIPLICANO I GIRI PRODOTTI DAL
LUBECCHIO. LA PRODUZIONE DI QUESTO TIPO DI MULINO È
CONTEMPORANEA AL MULINO A RUOTA ORIZZONTALE E DETTATA
PRINCIPALMENTE DALLE ESIGENZE DI PRODUZIONE.
LANTERNA:
costituita da due
dischi di legno
unitinda un certo
numero (8 di
solito) di paletti
in legno detti
braccioli o fusoli,
a formare come
un lanterna
COPPIA CONICA: il sistema
lubecchio-lanterna
si
presenta i questo modo
durante il funzionamento
del mulino
LUBECCHIO: disco di legno (noce o castagno)
munito di denti (48 di solito in frassino) che
si incastrano ad angolo retto con la lanterna
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BURATTO
I vagli o buratti rotativi sono anch’essi indispensabili per la
selezioni di quasi tutte le sementi. Essi suddividono il seme in
base alla sua grandezza, sono generalmente ottenuti con
lastre forate, hanno forma cilindrica o tronco conica, disposti
in lieve pendenza (8-10%), uno dentro l’altro oppure di
seguito. Hanno aperture di forme e dimensioni diverse, a
seconda del seme che si vuole selezionare, e di misura
decrescente da un cilindro all’altro. Altri tipi di vagli
calibratori sono formati da una gabbia cilindrica ottenuta con
un filo metallico avvolto a spirale. I cilindri alveolati e i vagli
rotativi eliminano dalla semente parti di infiorescenze
SVECCIATORE
E’ una macchina che serve ad eliminare i semi che hanno forma
diversa da quelli da selezionare, come appunto la veccia dal
frumento. L’organo lavorante è costituito da più cilindri
alveolati, lunghi da 2 a 4 metri e ricavati da una lamina di zinco
o di acciaio. La loro superficie interna è ricoperta di alveoli. I
cilindri sono sistemati con un’inclinazione variabile dal 3 al 10
% sull’orizzontale, a seconda del tipo di separazione che
devono operare (corpi rotondi e lunghi); ad un’estremità sono
provvisti di una corona dentata su cui ingrana un pignone che
comanda il moto. Vi sono cilindri che ruotano a bassa, media e
ad alta velocità. All’interno del cilindro, sul suo asse, ma non
partecipante al moto, vi è una conca in lamiera, ad inclinazione
regolare: dentro ad essa gira una coclea trasportatrice. Un
bordo della coclea, munito di raschiatore, aderisce alla parte
interna del cilindro; il bordo può essere regolato a diverse
altezze. I semi di piccole dimensioni frammisti al seme da
selezionare entrano negli alveoli, vengono sollevati e superano
il lembo raschiatore, cadono dentro la coclea e quindi sono
portati via dalla coclea. Il seme che rimane nel cilindro, dopo
averlo percorso per l’intera lunghezza, viene scaricato da
apposite aperture. Le dimensioni degli alveoli sono scelte a
seconda del lavoro che si vuole eseguire.
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LA FISICA DEL MULINO
Adatta a grandi volumi d’acqua con bassa velocità, il sistema a ruota verticale con acqua passante per di sotto utilizza la
forza esercitata dall’acqua che spinge le pale immerse nella corrente creando il moto rotatorio della ruota idraulica.
Maggiore è la portata dell’acqua, maggiore è la velocità che acquisisce la ruota. Se l’acqua giungesse dall’alto, anche
l’energia potenziale[1]posseduta dall’acqua influirebbe sul moto rotatorio della ruota, aumentandone la velocità.
Il moto rotatorio si trasmette mediante il fuso ad una seconda ruota dentata, detta lubecchio, posta in verticale sull’asse
della ruota esterna e formata da una grande ruota di legno sulla quale sono inseriti molti denti in modo perpendicolare
rispetto ad essa.La ruota e il lubecchio hanno la stessa velocità angolare[2], ma velocità tangenziale[3]differente.
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I denti del lubecchio, di particolare forma e sezione adatti ad innestarsi nella lanterna, determinano la rotazione di
quest’ultima. Essa è posta in orizzontale sull’asse mola (albero di trasmissione verticale), formata da due ruote più piccole,
collegate da alcuni cilindri di legno che fungono da denti. Per mezzo di questo ingranaggio non solo si ha la moltiplicazione
dei giri, ma anche il passaggio del movimento di rotazione da verticale ad orizzontale. Il numero dei denti del lubecchio e
quello della lanterna sono uno il multiplo dell’altra.
L’ albero di trasmissione porta al moto rotatorio delle due mole, grosse pietre di forma circolare, di notevole diametro e
conseguentemente di grande peso, che formano la macina. La mola inferiore è fissa e poggia sulla nottola, lastra in ferro sagomato a
farfalla, con in centro un foro che va ad incastrarsi sull'asse dell'albero proveniente dalla lanterna, in modo da permettere la
trasmissione del moto. Pertanto la velocità angolare della lanterna è uguale a quella della macina.
Attraverso il moto circolare delle mole e il loro peso i chicchi vengono schiacciati.
[1] L'energia potenziale di un oggetto è l'energia che esso possiede a causa della
sua posizione o della sua orientazione rispetto a un campo di forze.
Come si può notare dall’immagine, un oggetto di massa m cadendo da un ripiano
posto ad un’altezza h acquisisce una velocità v grazie all’azione dell’accelerazione
gravitazionale g. Sul corpo agisce anche l’energia potenziale ricavabile dalla formula:
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