أي مطحنة أعلاف فعّالة لطحن الذرة وفول الصويا؟

العوامل الرئيسية المؤثرة على كفاءة مطحنة الأعلاف للذرة وفول الصويا

كيف يؤثر تقليل حجم الجسيمات على جودة العلف وهضميته

إن اتساق حجم الجسيمات له أهمية كبيرة بالنسبة لكفاءة نمو الماشية. تشير الدراسات إلى أن طحن الذرة وفول الصويا بين 600 و800 ميكرون يؤدي إلى تحسن في معدلات تحويل العلف بنسبة تتراوح بين 15 و20 بالمئة وفقًا لنتائج سبرينغر الصادرة العام الماضي. فعندما تكون الجسيمات كبيرة جدًا، لا تمتص الحيوانات العناصر الغذائية بكفاءة كافية. ولكن الطحن الزائد ليس أمرًا جيدًا أيضًا، لأنه يزيد من استهلاك الطاقة بنسبة تتراوح بين 18 و22 بالمئة، ويؤدي فعليًا إلى مشكلات تنفسية للدجاج والديوك. وقد أظهر تحليل البيانات المستمدة من 14 مطحنة أعلاف مختلفة في عام 2023 نتيجة مثيرة للاهتمام: إذ شهدت المصانع التي حققت الحجم المثالي للجسيمات انخفاضًا في الهدر بنحو ربع الكمية، كما زادت سرعة زيادة وزن العجول بنسبة 9.5 بالمئة تقريبًا مقارنة بالدُفعات العادية.

استهلاك الطاقة في الطحن: الذرة مقابل فول الصويا

في الواقع، يحتاج الذرة إلى طاقة أكثر بنسبة تتراوح بين 12 و15 بالمئة لكل طن مقارنةً بالفول السوداني بسبب كثافة النخالة فيها. كما أن محتوى الرطوبة مهم أيضًا - فالذرة تعمل بشكل أفضل عند مستوى رطوبة يتراوح بين 12-14%، في حين أن الفول السوداني يحتاج إلى نسبة أقل تبلغ 10-12%. نظرت دراسة نُشرت في مجلة Nature العام الماضي عن كثب إلى هذه الأمور. ووجد الباحثون أنه عند استخدام ثقوب شاشة بقطر 9 مم بدلاً من 14 مم، انخفض استهلاك الطاقة في طحن الذرة بنحو الثلث. أما الفول السوداني فلم يُظهر تغيرات دراماتيكية كهذه، حيث بلغ الفرق حوالي 8% فقط في اختباراتهم. ويحدث أمر مثير للاهتمام مع سرعة المطارق أيضًا. عندما يزيد المشغلون السرعة عن 80 مترًا في الثانية، تصبح عملية معالجة الذرة أسرع بنسبة 33%. ولكن يجب الحذر مع الفول السوداني عند هذه السرعات لأن الحبوب تبدأ بالتلف نتيجة تراكم الحرارة.

محتوى الرطوبة، والصلابة، والعوامل المؤثرة الخاصة بالمحاصيل

عامل	تأثير الذرة	تأثير الفول السوداني
الرطوبة أعلى من 15%	زيادة استهلاك الطاقة بنسبة 20%	زيادة استهلاك الطاقة بنسبة 12%
صلابة الحبة	يتطلب عزم دوران أعلى بنسبة 30%	تسمح القشور الهشة بإعدادات دوران أقل
درجة حرارة الطحن	تؤدي درجات الحرارة فوق 65°م إلى تدهور النشا	يتحمل حتى 75°م دون حدوث تلف في البروتينات

أظهرت التجارب الميدانية أن خفض رطوبة الذرة بنسبة 3% يقلل تكاليف الطحن بمقدار 1.72 دولار للطن مع الحفاظ على سلامة الكريات (Tandfonline، 2022). ويُطيل المحتوى المنخفض من السيليكا في فول الصويا (0.2% مقارنةً بـ 1.4% في الذرة) عمر شاشة مطحنة المطارق بمقدار 400 إلى 600 ساعة تشغيل.

أداء مطحنة المطارق في معالجة الذرة وفول الصويا

كفاءة الطحن لمطاحن المطارق على ذرة ووجبة فول صويا

تعمل مطاحن المطرقة بشكل أفضل عندما تتناسب حجم ثقوب الشاشة وسرعة الدوار ومعدل تغذية المادة الداخلة مع نوع المحصول الذي يتم معالجته. عند طحن الذرة، يجد معظم المشغلين أن استخدام شاشات بحجم يتراوح بين 3 إلى 6 ملليمترات مع سرعات دوارة تبلغ حوالي 1800 إلى 2100 دورة في الدقيقة يُنتج جزيئات بمتوسط حجم يتراوح بين 600 إلى 800 ميكرومترًا. ويحافظ هذا الإعداد على استهلاك الطاقة دون 30 كيلوواط ساعة لكل طن وفقًا لدراسات حديثة نشرها سبرينغر في عام 2025. أما بالنسبة للصويا، فإن المعالجة تتطلب درجة أكبر من النعومة. ويبدو أن الشاشات التي يبلغ قياسها 2 إلى 3 مم وبسرعات أقل تتراوح بين 1400 و1600 دورة في الدقيقة تعمل بشكل جيد للحصول على هضم جيد للبروتين دون إنتاج الكثير من الحرارة أثناء المعالجة. تشير بعض الأبحاث إلى أنه إذا تم طحن الذرة إلى ما دون 500 ميكرومتر، فإن الكمية المعالجة تنخفض فعليًا بنسبة حوالي 17٪. ومن المثير للاهتمام أن تقليل حجم جزيئات الصويا إلى مقاسات مشابهة يستهلك طاقة أكثر بنسبة 22٪ تقريبًا مقارنةً بالذرة.

اختيار حجم الشاشة وتأثيره على توزيع حجم الجسيمات

يتحكم قطر ثقب الشاشة في تجانس الجسيمات، وهو عامل رئيسي يحدد جودة العلف. تُظهر البيانات المستمدة من 12 تجربة زراعية ما يلي:

محصول	الشاشة المثلى (مم)	متوسط حجم الجسيمات (مايكرومتر)	استهلاك الطاقة (كيلوواط ساعة/طن)
الذرة	4.5–5.5	720–880	24–28
فول الصويا	2.5–3.5	480–550	32–36

تحسّن الشاشات الأصغر (≤3 مم) التماسك ولكنها ترفع تكاليف الطاقة بنسبة 18–25%. بالنسبة للعمليات المختلطة، فإن إعدادات الشاشة المزدوجة توازن بشكل فعّال بين الاحتياجات الغذائية والكفاءة التشغيلية (Springer 2025).

موازنة معدل الإنتاج واستهلاك الطاقة في عمليات المطاحن المطرقية

تم تصميم مطاحن المطرقة التي تُستخدم للإنتاج عالي السعة لمعالجة ما يقارب من 8 إلى 12 طناً من الذرة في الساعة، على الرغم من أنها تستهلك عادةً حوالي 40٪ أكثر من الطاقة مقارنةً بنظيراتها الدقيقة. ويصل الكفاءة القصوى عندما يعمل المحرك ضمن سعة تتراوح بين 85٪ و90٪. إذا عمل المطحنة تحت هذا النطاق، فإن حوالي 12-15٪ من الطاقة تُهدر. أما تجاوز هذه النقطة المثالية فيؤدي إلى زيادة نفقات الصيانة بحوالي 18 سنتاً لكل طن معالج. وبفضل محركات التردد المتغير الحديثة، أصبح لدى المشغلين الآن القدرة على إجراء تعديلات فورية. وتقلل هذه الأنظمة من هدر الطاقة، حيث توفر حوالي 9٪ أثناء معالجة الذرة وتوفر نسبة مذهلة تبلغ 14٪ عند معالجة فول الصويا وفقاً لأبحاث من Academia.edu عام 2015.

المطحنة الأسطوانية مقابل مطحنة المطرقة: مقارنة الكفاءة في معالجة الذرة وفول الصويا

طحن الذرة: دقة المطحنة الأسطوانية مقابل إنتاجية مطحنة المطرقة

عندما يتعلق الأمر بطحن الذرة، فإن المطاحن الأسطوانية تُنتج تجانسًا أفضل بكثير في حجم الجسيمات مقارنة بالمطاحن المطرقية. فمعظم إعدادات المطاحن الأسطوانية تصل إلى تجانس يتراوح بين 85 و90 في المئة، بينما لا تتجاوز المطاحن المطرقية عادةً 60 إلى 75 في المئة. وطريقة عمل المطاحن الأسطوانية تقلل في الواقع من تلف النشا بنسبة تتراوح بين 12 و18 في المئة، مما يجعل العلف أسهل لهضم الحيوانات وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة Nature العام الماضي. قد تُعالج المطاحن المطرقية ما بين 8 إلى 12 طنًا كل ساعة، ما يجعلها خيارات جيدة عندما يكون حجم الإنتاج هو الشاغل الرئيسي. ولكن هناك عثرة. فهذه المطاحن المطرقية نفسها تميل إلى إنتاج أحجام غير متساوية من الجسيمات، ما قد يقلل من معدلات الهضم بنسبة تتراوح بين 5 و7 في المئة في عمليات تربية الدواجن. ومن ناحية إيجابية، فإن المطاحن الأسطوانية تستهلك عمومًا طاقة أقل بنسبة 30 إلى 40 في المئة لكل طن من الحبوب تُعالج. ومع ذلك، يحتاج المشغلون إلى التحقق بانتظام من الفجوات وتعديلها إذا أرادوا أن تستمر معداتهم في الأداء عند المستويات المثلى.

أداء معالجة فول الصويا: أي مطحنة أعلاف تفوز؟

تُسبِّب القشور الليفية والمحتوى العالي من الزيت في فول الصويا بعض المشكلات الحقيقية في المعالجة لكل من المزارعين وشركات تصنيع الأعلاف على حد سواء. عندما يتعلق الأمر بطحن علف فول الصويا، فإن المطاحن المطرقية عادةً ما تكون أفضل من نظيراتها مطاحن الأسطوانات. يمكن لمعظم المطاحن المطرقية تمرير ما يقارب 92 إلى 95 بالمئة من المادة من خلال غرابيل قطرها 3 مم، في حين أن مطاحن الأسطوانات تُدير عادةً فقط 80 إلى 85 بالمئة. ولكن هناك نقطة مهمة. تُظهر الدراسات التي تبحث في سرعة تشغيل هذه الآلات أن المطاحن المطرقية تستهلك في الواقع طاقة أكبر. عند سرعات رأس المطرقة حوالي 28 متراً في الثانية، فإنها تستهلك ما بين 22 و28 كيلوواط ساعة لكل طن من فول الصويا الذي يتم معالجته. وهذا يعني استهلاكاً للطاقة أعلى بنسبة نحو 35 بالمئة مقارنة بمطاحن الأسطوانات. وفي إنتاج الأعلاف المصنعة حيث يُعد بقاء جزء من القشور أمراً مهماً، فإن لمطاحن الأسطوانات ميزات أيضاً. فهي تميل إلى الحفاظ على بقاء ما يقارب 15 إلى 20 بالمئة إضافية من هذه المواد الليفية سليمة، مما يُحدث فرقاً في الحفاظ على وظيفة الكرش المناسبة للبقر الحلوب التي تتغذى على هذا النوع من العلف.

مقارنة بكفاءة الطاقة والتكاليف التشغيلية على المدى الطويل

وفقًا لدراسة من عام 2023، يمكن لمطاحن الأسطوانات توفير ما يقارب سبعة آلاف وأربعمئة إلى تسعة آلاف ومئتين دولار سنويًا في تكاليف الطاقة عند النظر في منشأة تعالج عشرة آلاف طن. وعلى الرغم من أن مطاحن المطارق تتطلب استثمارًا أوليًا أقل بنسبة ثلاثين بالمئة تقريبًا، إلا أن هناك عيبًا. الأجزاء التي تتآكل بسرعة مثل المطارق والشبكات تميل إلى التلف بتردد ثلاث إلى أربع مرات أكثر مما نراه في مطاحن الأسطوانات. وهذا يعني أن المشغلين ينتهي بهم الأمر إلى إنفاق ما بين 1.20 و1.50 دولار إضافية لكل طن على مر الزمن فقط لاستبدال هذه المكونات. تعتمد بعض المنشآت الآن أساليب هجينة حيث تقوم أولاً بكسر المواد باستخدام مطاحن الأسطوانات ثم تُنهي العمل بمطاحن المطارق للطحن النهائي. لا يؤدي هذا الأسلوب المختلط فقط إلى خفض الاستهلاك الكلي للطاقة بنحو خمسة وعشرين إلى ثلاثين بالمئة، بل ويُطيل أيضًا عمر أجزاء مطحنة المطرقة ليصبح ضعف المدة التي تدومها عادة.

اختيار طاحونة الأعلاف المناسبة بناءً على أهداف إنتاجك

متى يجب اختيار مطحنة المطارق: الإنتاج العالي والمرونة

في المزارع ومحطات التجهيز حيث تكون السرعة هي العامل الأهم، تُظهر المطاحن المطرقية تميّزًا حقيقيًا في التعامل مع محاصيل مثل الذرة وفول الصويا. يمكن للإصدارات الصناعية الأكبر إنتاج ما يقارب 20 طنًا في الساعة، وهو ما يتناسب مع من يعملون بعمليات واسعة النطاق على مدار اليوم. ما يميّز هذه الآلات هو نظام الشبكة القابل للتعديل، الذي يسمح للعمال بضبط درجة نعومة أو خشونة الطحن بين 400 إلى 1,200 ميكرون. هذا الأمر مهم لأن الحيوانات المختلفة تحتاج إلى قوام مختلف في علائقها، مع الحفاظ في الوقت نفسه على وتيرة جيدة للإنتاج. كما تتعامل المطاحن المطرقية بشكل جيد جدًا مع الأحمال المختلطة، وهي نقطة تعجز عنها العديد من الأنظمة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يتم التحوّل من نوع حبوب إلى آخر بسرعة نسبيًا مقارنةً بالبدائل، مما يُعد مفيدًا خلال مواسم الحصاد أو عند تغيّر الظروف السوقية فجأة. وعلى الرغم من أن تكاليف تشغيلها أعلى من بعض الخيارات الأبسط، إلا أن معظم المشغلين يجدون أن هذه التكلفة الإضافية تستحق تمامًا بالنظر إلى المرونة الكبيرة التي توفرها هذه الآلات في البيئات الزراعية المتغيرة باستمرار.

متى تكون مطحنة الأسطوانات استثمارًا أفضل: الاتساق وتوفير الطاقة

عندما يتعلق الأمر بالعمليات التي تتطلب أعلى درجات الدقة، فإن المطاحن الأسطوانية تكون عادة الخيار المفضل. تُنتج هذه الآلات أحجام جسيمات متميزة بدرجة كبيرة، مع نطاق تباين لا يتجاوز 5٪، وهي نقطة بالغة الأهمية لتصنيع أعلاف الدواجن والخنازير ذات الجودة العالية. مقارنةً بالمطاحن المطرقية، توفر المطاحن الأسطوانية فعليًا ما بين 15 و30٪ من تكاليف الطاقة لكل طن عند التعامل مع الذرة. ولماذا؟ لأنها تعتمد على طريقة الطحن بالضغط بدلًا من الاعتماد على التأثيرات المتكررة التي تستهلك الكثير من الطاقة دون داعٍ. والأمر يصبح أفضل عندما يتم معالجة فول الصويا، نظرًا لاحتياجه إلى قوة ميكانيكية أقل بكثير بشكل عام. صحيح أن التكلفة الأولية تكون أعلى بنسبة تتراوح بين 20 و40٪ مقارنةً بالمطاحن المطرقية، ولكن يجب النظر إلى الأجل الطويل. حيث تدوم أجزاء المطحنة الأسطوانية من 3 إلى 5 سنوات، مقابل 12 إلى 18 شهرًا فقط لأقراص المطحنة المطرقية. إضافةً إلى ذلك، هناك توفير مستمر في استهلاك الطاقة. بالنسبة لأي شخص يدير عملية تصنيع أعلاف ويحتاج إلى التحكم في التكاليف والحفاظ على جودة ثابتة على المدى الزمني، خاصةً الذين ينتجون خلطات مسبقة أو يتعاملون مع أعلاف طبية حيث يكون التماسك في الجودة أمرًا لا يمكن التنازل عنه، فإن المطاحن الأسطوانية تُعد بلا شك استثمارًا مربحًا على المدى البعيد.

قسم الأسئلة الشائعة

ما هو الحجم المثالي للجزيئات عند طحن الذرة وفول الصويا؟

تشير الدراسات إلى أن الحجم المثالي لجزيئات طحن الذرة وفول الصويا يتراوح بين 600 و800 ميكرون لتحسين معدلات تحويل العلف وامتصاص العناصر الغذائية.

كيف يؤثر حجم الشاشة على كفاءة الطحن؟

يؤثر حجم الشاشة تأثيراً مباشراً على تجانس الجزيئات واستهلاك الطاقة. فالمشاش الصغيرة تحسّن التماثل لكنها تزيد من استهلاك الطاقة.

ما الفروق الرئيسية بين مطاحن المطارق ومطاحن الأسطوانات؟

تتفوق مطاحن المطارق في الإنتاجية العالية والمرونة، في حين توفر مطاحن الأسطوانات تجانساً أفضل للجزيئات وتوفيراً في الطاقة، وهي عوامل مهمة خاصة في العمليات التي تتطلب الدقة.

كيف يمكن أن تؤثر محتويات الرطوبة وصلابة النواة على عملية الطحن؟

يزيد المحتوى العالي من الرطوبة من احتياجات الطاقة، في حين أن صلابة النواة تتطلب عزم دوران أكبر عند معالجة الذرة مقارنة بأغماد فول الصويا الهشة، مما يسمح باستخدام إعدادات سرعة أقل.