المواقد والأفران

مواقد افران

Ranges and ovens - Ranges et fournaises

المواقد والأفران

الموقد لغة موضع الوقد، وكذلك الموقدة. وهي هِنَةٌ ذات ثلاثة جوانب أو أثافي تُعمل من حجر أو طين أو معدن وتوقَد فيها النار ويُطبخ عليها. والوقاد والوقيد والوَقود ما توقد به النار من حطب وغيره. والفرن بيت معد لأن يخبز أو يطبخ فيه الطعام، وهو غير التنور، والكلمة معربة عن الفارسية ومعناها «تحت» أو «أسفل»، ولعل «فرن الخبز» مأخوذ من هذا المعنى لأن النار توقد من تحته. و التنور تجويفة أسطوانية تجعل في الأرض ويُخبَز فيها أو يُشوى، والكلمة مركبة و معرّبة عن السريانية من «تن» أي دخان و«نور» أي نار. وأما الكانون والوجاق وكذلك الوطيس فهي مواقد ثابتة تجعل في الجدار أو في الأرض ويطبخ عليها. وأما المدفأة والمصطلى فموقدة يتدفأ بها، والأتون هو موقد نار الحمّام وموقد الجيّار (صانع الجير) والجصّاص.

والموقد range والكانون hearth والمدفأة stove والفرن oven والأتون kiln في الاستعمال الحديث أجهزة تحرق الوقود أو تحول الطاقة الكهربائية إلى حرارة للتسخين أو الطبخ أو التدفئة أو معالجة المصنوعات والمشغولات المختلفة حرارياً. والفرق الأساسي بين الموقد والفرن أن الأول مصدر للحرارة المكشوفة أو المعرضة للهواء الخارجي، وأما الفرن فمغلق غالباً ويحافظ على الحرارة في داخله. غير أن هذا التعريف لا ينطبق على جميع أنواع المواقد والأفران، وقد ينطبق مفهوم كل منهما على الآخر، أو يستعمل اسم أحدهما للدلالة على الآخر على سبيل التعميم. ووفقاً للتقاليد المتوارثة فإن المواقد والأفران تشمل مجموعة كبيرة جداً من وسائل التسخين والتحمية والتدفئة بما فيها المراجل البخارية ومكنات تكتيل المعادن والأفران الحرارية المختلفة وأجهزة التحمية بالتماس. كذلك يطلق اسم الفرن على الأجهزة المعقدة المستخدمة في معالجة المصنوعات المعدنية أو أجزاء منها حرارياً أو كيميا حرارياً، فتسخنها وتبقيها في درجات حرارة ثابتة، أو تبرِّدها إلى درجات حرارة معينة وبسرعة محددة مُتحكم فيها.

لمحة تاريخية

مواقد الطين والحجر معروفة منذ أن عرف الإنسان النار واستخدمها في التدفئة وفي طهو طعامه، وكان الموقد في العصر الحجري مجرد حفرة في الأرض تتوسط مكان السكن ومحاطة بحاجز من حجارة يمنع انتشار النار خارج الموقد، وأما الوقود فكان من الحطب أو الأعشاب الجافة، وكان دخان الوقيد يخرج من فتحة في السقف. وتدل آثار الحضارات القديمة في مصر والشام وبلاد الرافدين وفارس والصين على استخدام المواقد والتنانير للطهو والخبز (آثار بقرص في شمال غربي سورية) واستخدام المداخن لخروج الدخان. ولا يكاد يخلو منزل من منازل البدو الرحل من موقد للنار والطبخ. وقد استخدم الصينيون مواقد مبنية من الطين ومواقد من الحديد للتسخين يرجع تاريخها إلى القرن الثاني للميلاد. ونقل الأوربيون عن المشرق بناء مثل هذه المواقد وانتشر استخدامها في أوربا بدءاً من القرن الرابع عشر. وأول موقد معدني في المستعمرات الأمريكية صنع في بلدة لين Lynn (مساشوستس) سنة 1643، واستعمل مدفأة في الوقت نفسه، وكان مجرد صندوق من الحديد الصب مع غطاء. وفي عام 1740 طوَّر المخترع الأمريكي ورجل الدولة بنيامين فرانكلين Benjamin Franklin مدفأة شهيرة عرفت باسمه تتألف من صندوق من الحديد الصب تحشر في موقد في الجدار وتبرز عنه قليلاً بحيث تشع الحرارة من ثلاثة جوانب (الشكل 1). أما أول موقد (طباخ) عملي مخصص لطهو الطعام فصنعه عام 1790 بريطاني يدعى بنيامين تومسون B.Thompson، وكان هذا الموقد يشبه صندوقاً من قرميد له فتحات على سطحه لوضع قدور الطهو.

وفي القرن التاسع عشر أصبحت معظم المنازل في المناطق الباردة من أوربا وأمريكا، ولاسيما كندا والولايات المتحدة الأمريكية تحوي مدفأة جدارية fireplace للتدفئة والطهو (الشكل 2). ومع تطور صناعة الحديد ووسائل النقل، والتوسع في استعمال الحديد الصب انتشرت صناعة مواقد الطهو والمدافئ الحديدية في أنحاء العالم. وكانت في أكثرها تعتمد على الحطب وقوداً لها. أما أول مدفأة تحرق الفحم الحجري فقد سجل اختراعها عام 1833 على يد الأمريكي جوردان موت Jordan Mott وقد سميت «حراق القاعدة» baseburner، وكانت جيدة التهوية بحيث يحترق الفحم احتراقاً تاماً. وفي عام 1855 اخترع الألماني روبرت بونسن R.Bonsen أول حراق عملي يعمل على الغاز، ولم تنصرم عشر سنوات حتى كانت المواقد المبنية على أساس حراق بونسن تتصف بشعبية كبيرة في المدن التي كانت تنعم بتمديدات أنابيب الغاز المستعمل في الإنارة. أما من كان يقطن الريف في أوربا فلم يبدأ باستخدام مواقد الغاز إلا بدءاً من عام 1910 حين أصبح الغاز متوافراً في عبوات تحت الضغط.

كانت بدايات ظهور مواقد الكهرباء في عام 1909، وكانت النماذج الأولى منها قليلة الحرارة وتُنضج الطعام ببطء شديد، وقليل من الناس من اقتناها. ولكن النماذج المطوّرة منها التي أُنتجت بدءاً من عام 1930 تميزت بشعبية كبيرة وازداد انتشارها بعد الحرب العالمية الثانية.

في أواسط القرن العشرين ظهرت أفران الموجات الميكروية (الميكروويف microwave)، وهذه تسخن الطعام وتطهوه باستخدام موجات راديوية قصيرة جداً تتوغل بين جزيئات الطعام فتتسبب في اهتزازها، وينجم عن الاحتكاك بين الجزيئات المهتزة ارتفاع حرارتها وطبخها. وفي أوائل الثمانينات من القرن العشرين ازداد الإقبال على الأفران والمواقد  العادية وأفران الهواء الحار hot air، التي تعمل على الكهرباء أو الغاز ولها منفاخ blower يلف الطعام بالهواء الحار فيطهوه، وهذه أسرع وأفضل للطهو لأنها توزع الحرارة بالتساوي وبدرجات حرارة أقل من حرارة الأفران العادية.

الأقسام الأساسية للموقد

يتألف الموقد عامة من الأقسام الأساسية الآتية:

- مولد الحرارة، وهو الجزء الأساسي لكل جهاز مشع للحرارة، وتختلف بنيته باختلاف نوع الموقد والوقود والطاقة المستخدمة.

- سطح العمل، أو المساحة من الموقد التي توضع عليها المادة أو المشغولة المراد معالجتها حرارياً.

- ناخب الحرارة، ومهمته التحكم بحرارة الموقد والمحافظة عليها بالدرجة المطلوبة، ولاسيما في الأجهزة المستخدمة في المعالجة الحرارية والكيميائية الحرارية.

- مجموعة ضخ الوقود أو توصيلات الطاقة الكهربائية.

- آليات إدخال المشغولات إلى الموقد أو الفرن وإخراجها وتحريكها في داخله.

- منظومات التحكم الأتماتي بعمل الموقد أو الفرن.

- جسم الموقد الجامع لأقسامه، (الأساس والهيكل ومساحات الخدمة والصيانة وغيرها).

- مجموعة الانتفاع بنواتج  احتراق الوقود و تصريفها.

يمكن أن يكون مولد الحرارة منفصلاً عن البنية الأساسية للموقد أو سطح العمل (أتون أو حراق منفصل) كما في مواقد التدفئة المركزية، غير أن مولِّدات الحرارة في معظم الأفران الحديثة تكون مجموعة مع سطح العمل. كذلك قد تصمم بعض الأفران بحيث تولِّد الحرارة  بتسخين المشغولة نفسها، كما في الأفران التحريضية inductive ovens. أما مواقد التدفئة (المدافئ) فليس لها  غالباً سطح عمل؛ لأنها تشع الحرارة لتدفئة جو المكان المحيط بها.

تصنيف المواقد والأفران

تختلف المواقد والأفران فيما بينها اختلافاً كبيراً من حيث البنية والحجم وأنواع الوقود أو الطاقة أو الاستخدام. فمنها الكبير الضخم ومنها المتناهي في الصغر. ومنها ما يعمل على الوقود الجاف كالحطب (الشكل 3) والفحم والفحم الحجري (الشكل 4) وفحم الكوك، ومنها ما يعمل على الوقود السائل كالبنزين والكيروسين (الشكل 5) والمازوت أو زيت الفيول، ومنها ما يعمل بالوقود الغازي كالغاز الطبيعي والصنعي، ومنها ما يعمل بطاقة الكهرباء أو بالطاقة الشمسية أو غيرها. وتراوح درجات الحرارة المفيدة في المواقد والأفران بحسب وظيفتها بين 100 - 5000 (في أفران الصهر) درجة مئوية.

وبناء على ما سبق لا يوجد تصنيف عام وشامل لجميع المواقد والأفران، غير أنه يمكن تقسيمها إلى مواقد وأفران صناعية، ومواقد وأفران منزلية.

1- المواقد والأفران الصناعية: يمكن أن تصنف المواقد والأفران الصناعية طبقاً لوظيفتها التقنية إلى:

- أفران مخصصة لتخليص المواد من الرطوبة وهي نوعان:

-  أفران التجفيف، ووظيفتها تخليص المواد الصلبة من الرطوبة كالأخشاب والمسبوكات والجلود والخزف وغيرها، وأفران التبخير، أو أجهزة التبخير، ووظيفتها تكثيف المحاليل التي تنتجها الصناعات الغذائية[ر] والكيميائية وغيرها.

- أفران التسخين: ووظيفتها تسخين المواد أو المشغولات من دون تغيير حالتها الفيزيائية، كتحمية المعادن قبل معالجتها بالطرق والسحب والضغط في عمليات التعدين وصناعة المكنات.

- أفران المعالجة الحرارية: والغاية منها إعطاء المواد والمشغولات خصائص ميكانيكية وفيزيائية جديدة، مثل عمليات المعالجة الحرارية والمعالجة الحرارية الكيميائية وعمليات الدلفنة والكربنة وتصنيع قطع السيارات وغيرها.

- أفران الحرق: ووظيفتها معالجة خامات الفلز كالحديد الزهر والصلصال والكلس وغيرها بهدف تغيير بنيتها وخصائصها الكيميائية قبل معالجتها التالية، وحرق المشغولات المصنوعة من هذه الخامات، كمواد البناء والآجر والخزف والمصنوعات المطلية بالمينا[ر].

- أفران الصهر[ر]: ووظيفتها تحويل المواد الجامدة إلى مائعات بتسخينها إلى درجات حرارة عالية، واستخراج المعدن من خاماته كالحديد والفولاذ والمعادن السوداء والملونة والمعادن النادرة وسكبها وطبخ الزجاج وغيره.

- أفران الترسيب والتحليل والتكسير: وهي الأفران المخصصة لتقطير المواد وتحليلها إلى مركباتها الأولية وتبديل حالتها، ومنها أفران معالجة الوقود الجاف (فحم الكوك والفحم الحجري والمعادن الطيارة وغيرها، وأفران تكرير النفط[ر] وتكسيره وغيرها من عمليات الصناعات الكيميائية.

تُصنَّف الأفران كذلك بحسب أسلوب التبادل الحراري فيها، ومنها أفران التبادل الإشعاعي وأفران التيارات الحاملة مثل أفران التسخين المنخفضة الحرارة وأفران التجفيف، والأفران ذوات الطبقات التي تعالج فيها المواد على طبقات والأفران الثابتة والأفران الدوَّارة والأفران المتحركة، وهي على أنواع، فمنها ما تتحرك فيه المشغولات على بساط ناقل أو تدفع دفعاً أو تمد على سطحها أو ترصف على قاعدة متحركة أو غير ذلك.

2ـ المواقد والأفران المنزلية: تشتمل مواقد التدفئة على مجموعة كبيرة من أجهزة التدفئة المنزلية، وهناك كذلك كثير من الأفران ومواقد الطبخ المنزلية المتنوعة، إضافة إلى الأفران الكبيرة كالمخابز وأفران صنع المعجنات والحلويات وغيرها، وهي تصنف تحت هذا الاسم مع أنها صناعية في واقع الأمر.

تصنف المواقد المنزلية الحديثة بحسب نوع تسخينها إلى مواقد اللهب والمواقد الكهربائية:

- مواقد اللهب: وتعمل بأنواع مختلفة من الوقود وعلى رأسها مواقد الغاز. وتقسم إلى أفران تسخين مباشر وأفران تسخين غير مباشر. ففي الحالة الأولى تكون حرارة نواتج الاحتراق على تماس مباشر مع المواد الجاري تسخينها، أما الحالة الثانية فتنتقل فيها الحرارة من نواتج الاحتراق إلى المادة المطلوب تسخينها من خلال جدران أنابيب التشعيع الحراري أو عن طريق موائع تحيط بها (فرن الحمام المائي).

- موقد الغاز: لموقد الغاز عدة حرّاقات على سطح العمل وفرن أو فرنان. يقوم الحرّاق بمزج الغاز الطبيعي أو الغاز الصنعي أو غاز النفط المسيل مع الهواء، ويندفع المزيج من ثقوب صغيرة في رأس الحرّاق. يشعل المزيج الخارج من الرأس بشرارة كهربائية تصدر عن جهاز كهربائي صغير في بنية الموقد، أو بلهب شعلة صغيرة دائمة إلى جانب الرأس أو بلهب عود كبريت أو قداحة (الشكل 6).

تتوقف درجة الحرارة التي تصدر عن الحرّاق على كمية الغاز المندفع من الحراق، وهناك مفتاح و صمام يسمحان بمرور الغاز إلى كل حرّاق ويتحكمان بسريان الغاز فيه. وغالباً ما يكون التحكم بالمفتاح يدوياً ومنها ما يزود بقاطع حراري مؤتمت (ترموستات thermostat). أما الفرن فيكون مزوداً حكماً بقاطع حراري يتحكم بدرجة حرارة الفرن حسب الحاجة.

- المواقد الكهربائية: المواقد الكهربائية على أنواع منها مواقد المقاومة الكهربائية التي تسخن بتحويل التيار الكهربائي إلى حرارة عن طريق عناصر تسخين ذات مقاومة أو بتمرير التيار في المشغولة نفسها، والمواقد التحريضية ومواقد القوس الكهربائية. وهناك كذلك مجموعة من المواقد والأفران الخاصة مثل أفران البلازما وأفران الأشعة الإلكترونية والأفران الضوئية، ويضاف إليها أفران الطاقة الشمسية.

للمواقد والأفران والمدافئ الكهربائية المنزلية وحدات تسخين يتحول فيها التيار الكهربائي إلى حرارة عن طريق مقاومات. ولمعظم المواقد الكهربائية أربع وحدات تسخين دائرية على سطح العمل، ووحدة واحدة مربعة أو مستطيلة في الفرن (الشكل 7). وهناك مواقد تكون وحدات التسخين فيها تحت سطح من الخزف الزجاجي (السيراميك). ومعظم وحدات التسخين محمية بسطح واقٍ مشع للحرارة. تتألف الوحدة من أنبوبي تسخين معدنيين في كل أنبوب وشيعة حلزونية من سلك ناقل. يسري تيار الكهرباء في الملف فيرفع درجة حرارته، وهناك مادة عازلة تمنع التيار المار في الوشيعة من الوصول إلى سطح الأنبوب.

يمكن ضبط درجة الحرارة الصادرة عن وحدة التسخين بسهولة. ولبعض وحدات التسخين مفتاح تحكم يضبط جهد التيار الذي يغذي الملف، فتزداد درجة حرارة الملف برفع جهد التيار. كما يمكن لمفتاح التحكم تشغيل الملفين معاً أو كل ملف على حدة. و هناك أسطح طبخ مزودة بمفتاح ضبط يتحكم بقطع التيار ووصله بفواصل زمنية يختلف توقيتها بحسب الحرارة المرغوب فيها، وكلما طالت مدة سريان التيار في الوحدة ترتفع درجة الحرارة. أما وحدات تسخين الفرن فتضبط غالباً بناخب حراري أو قاطع حراري (ترموستات).

محمد وليد الجلاد

التجهيزات المنزلية ـ الصهر (أفران ـ) ـ الطهو ـ الفولاذ.

- Time-Life Editors,  Fireplaces and Wood Stoves (Home Repair and Improvement (Time-Life Books 1997).

- Group of Editors, The World Market for Electric Ovens, Cookers, Cooking Plates, Boiling Rings, Grillers, and Roasters  (ICON Group International, Inc. 2006).

التصنيف : الصناعة

المجلد: المجلد التاسع عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 811

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية