اشترك في نشرتنا البريدية ليصلك كل جديد

فقاسه · 10-10-2009, 03:20 PM

حقائق هندسية عن التفريخ
م / أشرف فتح الله أحمد راغب ماجستير الهندسة الزراعية

مقدمة تاريخية
إنفرد المصريين منذ أكثر من ألفين عام بتفريخ بيض الطيور صناعيا و بأعداد تجارية بنجاح حيث تعتمد الطريقة التى إتبعوها على تحضين البيض فى غرف منفصلة داخل مبنى معزول تعرف بالمعمل البلدى مع إجراء كافة المعاملا ت عليه بطريقة يدوية ، ولم تسجل محاولات ناجحة أخرى بإستثناء محاولات فى الصين القديمة ولكنها لم ترقى إلى الطريقة المصرية من حيث إرتفاع نسب الفقس نسبيا والأعداد التجارية المستخدمة ، وقد سجل الرحالة القدامى إعجابهم بالطريقة المصرية حتى ان الرحالة الهولندى Derumer ذكر أن المصريين يحق لهم أن يفخروا بمعامل التفريخ الموجودة لديهم اكثر مما يجب أن يفخروا ببناء الأهرامات ،
وطبقا لتقرير الهيئة العامة لإحصاءات الثروة الحيوانية لعام 1997 فإنه يوجد فى مصر الآن أكثر من 600 معمل تفريخ بلدى مسجل مازال يعمل حتى الآن ولا تختلف الطريقة المتبعة للتفريخ فيهم كثيرا عن الطريقة المتبعة قديما بإستثناء أن مصدر الطاقة المستخدم قد تغير إلى لمبات الكيروسين او اللمبات الكهربائية العادية بينما كان حطب الفول هو المستخدم قديما كما لجا البعض لإستخدام مواد البناء الأسمنتية فى البناء بدلا من الطوب النىء المعزول من الخارج بالتبن و إن كان الأخير أفضل لجودة عزله ، وتعتبر طريقة التفريخ المتبعة داخل تلك المعامل سرا تقتصر معرفته على العمال المشتغلين بتلك المعامل و المعروفين بإسم البرماوية نسبة إلى قرية برما بمحافظة الغربية التى يتركز فيها معظم تلك المعامل و تعتمد الطريقة ببساطة على إحساس ومعرفة هؤلاء العمال بإحتياجات البيض من الحرارة و التهوية و التقليب و الترطيب عند مختلف المراحل العمرية المختلفة للأجنة ،و الملاحظ حاليا أن أعداد تلك المعامل آخذ فى التناقص سريعا حيث يتم إحلالها بالمعدات الحديثة للتفريخ والتى أصبحت منتشرة الآن أكثر من أى وقت مضى.
حيث أن العمليات التى تجرى على البيض خلال تواجده داخل المفرخات هى عملية تهيئة بيئة يغلب عليها الشق الهندسى فى البحث و الدراسة فقد رأينا أن نلقى الضوء على بعض تلك العوامل التى يلزم فهم بعضها جيدا من وجهة النظر الهندسية .
درجة الحرارة كعامل رئيسى للتفريخ .
درجة الحرارة هى العامل الرئيسى المؤثر على عملية التفريخ فقد أظهرت الدراسات القديمة نسبيا أن درجة الحرارة المثلى للتفريخ لمعظم أنواع الدواجن هى 37.5 مئوية أو 99.5 فهرنهيت وأشار Barrott (1937) إلى أن وجود إختلافات تزيد أو تقل عن 0.3 درجة مئوية يؤدى إلى خسائر كبيرة فى نسبة الفقس وتقل درجة الحرارة قليلا عن 37.5 بتقدم عمر الأجنة داخل البيضة وأشارت دراسات Huggins (1941) إلى وجود إختلافات فى الدرجة المثلى للتفريخ تقع فى نطاق درجتين مئويتين بسبب إختلاف حجم البيضة وإختلاف البيئات و السلالات ، بينما أشارت الدراسات الحديثة و منها French (1997) إلى وجود إختلاف دائم فى درجة الحرارة بين جو المفرخة و الجنين داخل البيضة راجع إلى وجود طبقة هواء إستاتيكية رقيقة حول سطح البيضة تعمل كعازل حرارى وأن جودة عزل تلك الطبقة تتناسب عكسيا مع سرعة الهواء المحيط بالبيضة ، بحيث أن الفارق فى درجة الحرارة تلك يساوى تقريبا صفر فى حالة أن سرعة الهواء داخل المفرخة تساوى 5 متر / ثانية بينما يساوى الفارق 2.3 درجة مئوية عندما يتم التفريخ فى الهواء الساكن وقد يفسر ذلك أن المفرخات ذات الهواء الساكن- و منها المعمل البلدى- يتم رفع درجة حرارتها أكثر من الدرجة المثلى للتفريخ وأشارFrench أيضا أن سرعة الهواء داخل المفرخة هى التى تحدد الإختلافات الحرارية الموجودة داخل مختلف مناطق المفرخة كما ترتبط تلك الإختلافات بنوع أداه توزيع الهواء المستخدمة وترتيب حوامل أدراج البيض و حجم الفراغات بينها وقد تؤدى تلك الإختلافات أيضا إلى أن الدرجة المضبط عليها المفرخ تختلف عن الدرجة الفعلية المحيطة بالبيضة.وقد اشارت دراسات فعلية قام بها French (1997)إلى وجود إختلافات فى الحرارة تصل إلى درجة و نصف الدرجة مئوية بين مناطق العديد من المفرخات التجارية المعروفة ،أن ذلك قد يفسر أيضا وجود بعثرة فى زمن الفقس عن الزمن المحدد له و هو 504 ساعة للدجاج حيث أن زيادة الحرارة بمقدار درجة مئوية يؤدى إلى التبكير فى الفقس بمقدار 15 ساعة بينما يؤدى نقص الحرارة بمقدار درجة مئوية إلى التاخير فى الفقس بمقدار 20 ساعة .
الرطوبة
ذكر Tullet (1990)أن الآلاف من الثقوب الميكروسكوبية الموزعة على سطح البيضة هى المسؤولة عن تبخر الماء من البيضة كما أنها ضرورية لتبادل الغازات و ان حجم و شكل تلك المسام يختلف من بيضة لأخرى و من سلالة لأخرى مما يؤدى إلى إختلاف الفقد المائى من بيضة إلى أخرى وقد ربط Tullet بين كمية الماء المفقودة وحجم التبادل الغازى المرتبط بقدرة التوصيل لقشرة البيضة ، وذكر Lomholt (1967) أن البيض الناتج من قطيع عمره كبير يحتاج إلى رطوبة نسبية أعلى من البيض الناتج من قطيع عمره صغير ويعزى السبب فى ذلك إلى إرتباط عمر القطيع بعدد و شكل الثقوب الميكروسكوبية الموزعة على قشرة البيض ،
وقد لخص Owen (1991)عملية الفقد المائى المثالية لبيض الدجاج كالآتى:
1- يفقد البيض 12% من وزنه أثناء فترة التفريخ وهى 21 يوم .
2- كمية الفقد المائى موزعة بإنتظام على مدى ال21 يوم زمن التفريخ.
3- كل الفقد المائى سيكون بخارماء متبخر من سطح البيضة
مما سبق إستعراضه يتضح أنه لا توجد رطوبة نسبية محددة يوصى بضبط المفرخ عليها ولكن الرطوبة المثلى هى التى ستؤدى إلى أن يفقد البيض 12 % ( يوصى بوزن عينات بيض تجريبية من القطعان المختلفة لمراقبة عملية الفقد المائى بدقة ) كما يوجد ميل كبير فى معظم الأبحاث إلى زيادة الرطوبة أثناء الفقس لتعويض الفقد السريع لمحتوى البيض من الماء وإضعاف القشرة .
قياس الرطوبة
لوحظ أن هناك صعوبة لدى بعض المشتغلين فى المعامل فى التفرقة بين قياس الرطوبة كنسبة مئوية من درجة التشبع (الرطوبة النسبية ) وقياس الرطوبة كقراءة مبتلة وقياسها كمحتوى رطوبى (وزن الماء الموجود فى 1 متر مكعب هواء) .
الرطوبة النسبية
يمكن فهم الرطوبة النسبية على انها مقياس لقدرة الهواء على حمل جزيئات الماء منسوب لدرجة التشبع التى تساوى 100 % رطوبة نسبية وتعنى تلك الدرجة أن الهواء لم يعد قادرا على حمل مزيدا من جزيئات الماء ويرتبط هذا المقياس إرتباطا وثيقا بدرجة الحرارة بحيث أن زيادة الحرارة يؤدى إلى زيادة قدرة الهواء على حمل جزيئات الماء و العكس صحيح ، ويلاحظ أنه فى فصل الشتاء عندما تكون درجة الحرارة الخارجية 7 درجات مئوية و الرطوبة النسبية 95% فإن وزن الماء الذى يحمله متر مكعب من الهواء( المحتوى الرطوبى ) يكون فقط 5 جرام ماء لكل متر مكعب هواء جاف و بالتالى فإن دخول هواء بتلك المواصفات لماكينات التفريخ يمثل حمل لوحدات الرطوبة بها وذلك يفسر وجود مشاكل فى رطوبة وحدات الفقس أثناء فصل الشتاء ، بينما يختلف الأمر فى فصل الصيف حيث أن درجة حرارة 30 مئوية مع رطوبة نسبية 60% تعنى أن هذا الهواء يحتوى على 14 جرام ماء لكل متر مكعب هواء جاف و هو ما يزيد عن الحالة السابقة كثيرا بالرغم من إرتفاع الرطوبة النسبية للحالة الأولى عن الحالة الثانية .
القراءة المبتلة
تعتمد نظرية قياس الرطوبة كقراءة مبتلة على أن عملية تبخير الماء من سطح الجزء الذى يحتوى على الزئبق أو الأثير فى الترمومتر تؤدى إلى فقد ثابت فى درجة الحرارة مقداره 4.2 كيلو جول لكل لتر ماء(الحرارة الكامنة للماء) وتعتمد كمية الماء المتبخرة و بالتالى الإنخفاض فى الحرارة على مدى تشبع الهواء المحيط بجزيئات الماء .
مثلا: عند درجة تشبع (رطوبة نسبية ) 55% وحرارة 37.5 مئوية تكون القراءة المبتلة للحرارة أقل من القراءة العادية (الجافة ) بمقدار 7 درجات .
و بالتالى فان القراءة المبتلة المعادلة لرطوبة نسبية 55% عند درجة حرارة 37.5 مئوية هى 29.5 مئوية
و يمكن تحويل القيمة السابقة إلى درجة فهرنهيت من المعادلة التالية
درجة مئوية = (درجة فهرنهيت –32) X 0.556
ويمكن التحويل من رطوبة نسبية عند درجة حرارة معينة إلى قراءة مبتلة أو العكس عن طريق إيجاد الفرق بين القراءة المبتلة و الجافة و الكشف فى جدول الخريطة السيكومترية ، ويفترض لضمان دقة القياس بتلك الطريقة أن الشريط المبلل المستخدم سيكون نظيفا دائما وأن لا يزيد سمكه عن 2مم كما لا يفضل القياس فى سرعة هواء تزيد عن 2 م /ث ،و الشائع الآن هو إستخدام أحهزة إليكترونية لقراءة الرطوبة كرطوبة نسبية مباشرة بأجهزة رقمية حديثة أسرع و أدق فى الإستجابة للتغييرات فى الرطوبة دون الحاجة إلى إستخدام شرائط مبتلة تكون عرضة للــتأثر بالعوامل الخارجية و تحتاج إلى صيانة متكررة .
توليد الرطوبة داخل المفرخات
توجد طريقتان رئيسيتان لتوليد الرطوبة الأولى هى :
فونيات الرزاز المباشر
يتم إمداد الماء المفلتر أو مزيج من الهواء و الماء تحت ضغط لا يقل عن 3 بار فى فونيات معدنية في أماكن قريبة من المراوح في المفرخة و من مميزات هذه الطريقة التحكم الدقيق و سرعة الوصول للدرجة المطلوبة و من عيوبها تكرر إنسداد الفونيات من ترسب الأملاح عليها و ترسب طبقة من الأملاح على السطح الداخلي للمفرخات بإستمرار مما يسبب سرعة تكون الصدأ على الأجزاء المعدنية كما أن البيض القريب من موضع الفونيات قد يتعرض للتبريد مما يؤخر فقسه و يقلل من نسبة الفقس الكلية .
جهاز أقراص الرطوبة
أقراص الرطوبة هي وسيلة لزيادة الرطوبة عن طريق تعريض اكبر سطح مبلل ممكن للهواء عن طريق دوران مجموعة من الأقراص البلاستيكية خلال الماء مما يزيد من مقدار التبخير ، و تعطى تلك الطريقة ميزة أكبر حيث تتركز عملية التبخير على أسطح الأقراص فقط مما يعنى عدم ترسيب أي أملاح إلا على تلك الأقراص التي يجب أن يراعى في تصميمها سهولة التنظيف و الصيانة .
التقليب ووضع البيضة
لخص Wilson (1991) نتائج العديد من الأبحاث عن تأثير التقليب على نسبة الفقس فيما يلى:
1-عدد مرات التقليب يجب أن لا يقل عن ثلاث مرات يوميا و أفضل عدد لمرات التقليب هو 96 مرة يوميا إلا أن وصول عدد المرات ل 24 مرة يوميا يعطى نتائج مماثلة تقريبا .
2-وضع البيضة السليم بالنسبة للدجاج أن تكون قمة البيضة المدببة لأسفل و التقليب حول محور البيضة القصير .
3-زاوية التقليب تكون ما بين 20- 45 درجة على الأفقى .
4-اجمعت معظم الأبحاث على أن التقليب مهم للبيض من اليوم الأول و حتى اليوم الخامس عشر بالنسبة للدجاج وتتعاظم قيمة التقليب من اليوم الثانى و حتى اليوم السابع .
معدل التهوية المثالى
نظريا توجد ثلاث معدلات مختلفة للتهوية.
1-معدل التهوية اللازم لإزالة الحرارة الزائد ة من النشاط الجنينى ويتناسب طرديا مع عمر الجنين .
2-معدل التهوية اللازم للإمداد بالأكسجين و التخلص من ثانى أكسيد الكربون ويتناسب طرديا مع عمر الجنين .
3-معدل التهوية اللازم لإزالة الرطوبة الناتجة من التنفس و البخر من المسام ويتناسب طرديا مع عمر الجنين .
فإذا فرض أن المفرخ مزود بوحدة تبريد ماء بارد ذات سعة مناسبة و أن ظروف التشغيل ستحتاج دائما لإضافة رطوبة و ليس إزالتها ، فإن فتحات التهوية يجب ضبطها على معدل الرطوبة اللازم للإمداد بالاكسجين و إزالة ثانى أكسيد الكربون ،وجد أن أقصى قيمة لهذا المعدل
كانت فى اليوم السادس عشر لعمر الجنين و يساوى 20 متر مكعب فى الساعة لكل ألف بيضة دجاج وزن 60 جرام .
على الرغم من التقدم الكبير فى صناعة المفرخات من حيث تقنية التحكم و القياس وسهولة التشغيل فإن ذلك لم يقلل أبدا من الدور الهام الذى يلعبه مدير معمل التفريخ فى إدارة العشرات من العوامل المتداخلة المؤثرة على التفريخ فى نطاق عمله وهو إستلام البيض وفرزه وحتى عملية فرز الكتاكيت النهائية كما نتوقع من مدير معمل التفريخ الناجح أنه سيعرف دائما السبب فى خسارة بعض نسب الفقس أو قلة جودة الكتاكيت الناتجة حتى إذا كانت خارج نطاق سيطرته