Анализ работ отечественных и зарубежных исследователей в области измельчения, библиография которых включает несколько тысяч наименований [1], показал, что современный прогресс в технике и технологии измельчения связан с созданием новых способов организации процесса [2], разработкой высокоэффективных аппаратов малой энерго- и металлоемкости [3], построенных на основе этих способов, а также с созданием рациональных систем управления дисперсностью получаемой продукции. Решение поставленных задач базируется на теоретических и экспериментальных исследованиях, основными направлениями которых являются: изучение физико-механических процессов [4], происходящих при разрушении твердых тел под действием внешней нагрузки; установление взаимосвязи между дисперсностью измельченного материала, которому присущи определенные физико-химические свойства и затратами энергии, необходимыми для преодоления внутренних сил сцепления в материале при его разрушении [5]; изучение закономерностей распределения зернового состава продуктов помола [6].
Исходной причиной измельчения продукта является подводимая к нему внешняя механическая энергия, которая расходуется на преодоление сил молекулярного притяжения и электростатического взаимодействия, преодоление сил взаимодействия внутри частицы за счет химических связей и накопление энергии упругих деформаций, которые частично переходят в пластические деформации и аккумулируются в так называемую структурно- обусловленную систему внутренних напряжений (СОСВН). При этом величина и удельные значения пластических деформаций зависят от способа приложения напряжений (удар, истирание, сжатие и т.д.,), природы твердого тела, а также размера частиц [7]. Эффект СОСВН характеризуется дефектами структуры твердой частицы, которые благодаря пластической деформации могут накапливаться в определенном месте, причем их энергия концентрируется и достигает значения, необходимого для образования микротрещин. Дефекты структуры (вакансии, дислокации, ряды дислокаций), как первоначально присутствующие в продукте, так и возникающие в процессе его пластического деформирования, снижают сопротивляемость твердого тела к разрушению, то есть его прочность и в значительной степени облегчают процесс диспергирования [8]. Всемерной интенсификации процесса измельчения способствует снижение пластических деформаций в диспергируемом теле. Эффект «охрупчивания» материала достигнут путем внедрения в аппаратурно-технологическую систему электромагнитного измельчения, реализованного в ЭММА [9], криогенного способа диспергирования [10, 11]. Проведенные исследования показали [1, 11], что применение в качестве хладагента азота позволяет увеличить хрупкость материала (тем самым уменьшить дисперсность порошка и внедрить безотходную технологию), не допуская перегрева и окисления (благодаря инертной среде), сохранить качество и витамины продукта, а также повысить производительность аппаратурно-технологической системы переработки сырья при одновременном снижении энергозатрат производства.