أولا: الات غسل الفاكهة والخضر

تمر عملية تداول الخضر والفاكهة بعد الحصاد بعدة مراحل وهى الفرز والتنظيف والتدريج والتعبئة والنقل والتخزين ويعتبر التنظيف احد أهم هذه العمليات.

ويقصد بعملية التنظيف تلك العمليات التي يتم فيها إزالة المواد الغير مرغوب فيها والعالقة بسطح الثمرة وذلك لإعدادها لعملية التسويق أو التصنيع.

وهذه المواد غير مرغوب فيها لأنها ضارة بصحة الإنسان أو تسبب سرعة تلف الثمرة أو تقلل من جودتها وبالتالي تنعكس على قيمتها التسويقية وقد يجعلها غير صالحة للاستهلاك الآدمي.

وتجرى عملية الغسيل لهدف أو لأكثر من الأهداف التالية:

١- تليين المواد الصلبة العالقة بالثمار لتسهيل فصلها.

٢- التخلص من الأتربة العالقة بسطح الثمار وبالتالي تقلل كمية الأحياء الدقيقة مثل الفطريات والبكتريا مما يجعل الثمار صالحة للاستهلاك الآدمي.

٣- حماية الثمار من التلف السريع الحادث نتيجة تلوث سطحها.

٤- التخلص من متبقيات المبيدات والمواد الكيماوية السامة.

٥- تحسين مظهر المنتج الغذائي وزيادة قيمته الاقتصادية.

٦- الضرورة القانونية حيث تنص قوانين مراقبة الأغذية وحماية المستهلك على ضرورة إجراء عملية التنظيف للمنتج الغذائي.

طرق التنظيف

هناك أربع طرق رئيسية هي:

١- التنظيف باستخدام الوسائل الطبيعية.

٢- التنظيف باستخدام الوسائل الكيميائية.

٣- التنظيف باستخدام الوسائل الكهربية.

٤- التنظيف باستخدام الوسائل الحرارية.

تعتمد آلات التنظيف في عملها على واحدة أو اكثر من الوسائل الأربعة السابق ذكرها، ولكن هناك طريقتين أساسيتين للتنظيف أكثر انتشارا وأمانًا للثمار وللمستهلك وهما التنظيف الجاف والتنظيف الرطب.

أولا: التنظيف الجاف

تتميز طريقة التنظيف الجاف بالبساطة وانخفاض تكلفة التنظيف علاوة على أنها تترك سطح الثمرة جاف. ولكن يعاب عليها بأن كفاءتها منخفضة ولا تعطى نتائج فعالة مع ثمار المحاصيل البستانية لذلك فهي تستخدم عادة كتنظيف مبدئي تعقبها عملية الغسيل.

طرق التنظيف الجاف:

تختلف طرق التنظيف الجاف حسب آلية التجفيف إلا أنه يمكن إجمالها في الأربع طرق التالية:

١- التنظيف عن طريق الغربلة (النخل):

تعتمد عملية الفصل عن طريق الغربلة على أساس الاختلاف في الخواص الطبيعية (مثل الحجم والوزن واللون والشكل) بين المواد الغذائية والمواد الغير مرغوب فيها.

٢- التنظيف عن طريق الاهتزاز:

تستخدم هذه الطريقة مع الخضراوات الورقية (مثل السبانخ) حيث يتم فصل أوراق الخضروات الورقية عن المواد الغريبة بالهز مما يكسب المواد الغير مرغوب فيها قوة لتفصلها عن أوراق النبات.

٣- التنظيف عن طريق الاحتكاك:

تعتمد هذه الطريقة على إزالة المواد الغير مرغوب فيها عن طريق الاحتكاك بقوة أكبر من قوة تماسك هذه المواد مما يؤدى لفصل هذه المواد عن سطح الثمار، ويمكن إجراء التنظيف بالاحتكاك عن طريق استخدام الفرش الأسطوانية الدوارة أو السيور المطاطية المهتزة ذات السطح الخشن سوآءا كان ذلك بشكل جاف أو بشكل رطب (في وجود الماء).

٤- التنظيف الكهرومغناطيسي:

تستخدم هذه الطريقة أساسًا لتنظيف الحبوب التي تحتوى على نسبة عالية من برادة الحديد و القشور الأغلفة الفارغة للحبوب..... الخ.

تستخدم الخواص الإلكترومغناطيسية في تنظيف البذور والحبوب من الشوائب حيث تعتمد هذه الطريقة على الاختلاف بين البذور والشوائب في الخواص الطبيعية (مثل الشكل ، والحجم ، والوزن و تركيب النسيج السطحي).

ويتم تنفيذ هذه الطريقة (شكل 1 ) بمرور الحبوب على سير مطاطي مشحون بشحنة موجبة ويوجد بأعلى السير ألكترود مشحون بشحنة سالبة. وأثناء مرور البذور على السير يحدث تجاذب بين الشحنات السالبة للبذور والشحنة الموجبة للسير وعند مرور البذور تحت الألكترود يحدث تجاذب بين الشحنة الموجبة للبذور والشحنة السالبة للألكترود مما يؤدى إلى انفصال الحبوب عن السير وسقوطها فورًا نتيجة لكبر وزنها أما الشوائب فأنها تكون ذات وزن أقل فتظل ملتصقة بالسير وتسقط بعد ذلك. كذلك تستخدم هذه الطريقة في تنظيف أوراق الشاي من الشوائب والأتربة.

شكل( 1 ): رسم تخطيطي يوضح مكونات آلة التنظيف الكهرومغناطيسية

ثانيا: التنظيف الرطب (الغسيل):

يتميز التنظيف الرطب بأنه ذو كفاءة أعلى بكثير من التنظيف الجاف وخاصة مع الثمار النامية تحت سطح التربة أو التي تنمو في جو ملوث بالأتربة أو الغبار والملوثات الكيماوية والميكروبية.

ويجب أن تتم عملية غسيل الخضراوات والفاكهة مع مراعاة الحفاظ على الثمار بحالتها الطبيعية مع إزالة اكبر قدر ممكن من المواد الغير مرغوب فيها بأقل استهلاك للماء.

طرق الغسيل

١- الغسيل عن طريق النقع:

تعتبر أبسط طريقة من طرق الغسيل (شكل 2 ) حيث تجرى عملية النقع في أحواض الغسيل للتخلص من المواد شديدة الالتصاق أو اللزجة التي تغطى سطح الثمرة وفى بعض المعدات يعتبر النقع عملية غسيل مبدئية تجهز الثمار خلالها للدخول في مراحل الغسيل التالية:

شكل( 2 ): آلة غسيل بالنقع

٢- الغسيل عن طريق التعويم

تعتمد هذه الطريقة (شكل 3) على الاختلاف في الكثافة بين الحبوب والمواد الغير مرغوب فيها فعند غمر الحبوب في الماء تطفو المواد الغريبة على سطح الماء وتترسب الحبوب.

ولكن يعيب هذه الطريقة أنها تشبه طريقة النقع من حيث استهلاكها لمقدار كبير من الماء، ويتطلب بعد الغسيل تجفيف الحبوب حتى تحافظ على جودتها ومظهرها الخارجي.

شكل ( 3 ): الغسيل عن طريق التعويم

٣- الغسيل عن طريق الاهتزاز:

يعمل الاهتزاز على تسهيل فصل المواد الغير مرغوب فيها عن سطح الثمرة. وتستخدم هذه الطريقة مع بذور الخضراوات مثل الفول والبسلة.

وآلات الغسيل التي تعتمد على الاهتزاز تتكون من غربال هزاز يتحرك حركة ترددية ويستمد حركته من عجلة لا مركزية ويتم تساقط الماء من أعلى الغربال من خلال عدد من الرشاشات ويتم التخلص من المواد الغير مرغوب فيها، أما مياه الغسيل فيتم تجميعها في حوض أسفل الغربال لتوجه بعد ذلك للصرف للتخلص منها.

٤- الغسيل عن طريق الرش

يعتبر استخدام الرش ( شكل 4 ) من اكثر طرق الغسيل شيوعًا حيث تساعد هذه الطريقة على التخلص السريع من المواد الغير مرغوب فيها خاصة لو صاحب عملية الرش استخدام وسيلة لدعك الثمار مثل الفرش الأسطوانية، حيث يقلل استخدام الفرش مع الرشاشات من الحاجة إلى عملية النقع لفترة طويلة خاصة مع الثمار التي لا يوجد على سطحها مواد عالية اللزوجة أو الالتصاق بسطح الثمرة.

شكل (4): صورة لآلة الغسيل بالرش

٥- الغسيل عن طريق الأسطوانة الدوارة (آلة الغسيل البرميلية).

يوضح شكل (5) آلة الغسيل البرميلية حيث تناسب هذه الطريقة محاصيل الخضراوات الورقية مثل السبانخ والملوخية وتتكون الآلة من أسطوانة دوارة مثقبة ذات ميل خفيف ليسمح لأوراق النبات المغسولة بالمرور خلال الأسطوانة من فتحة التغذية إلى فتحة الخروج. ويوجد في مركز الأسطوانة أنبوبة مثبت عليها رشاشات يتساقط منها الماء على أوراق النبات ويتم صرف الماء بعد تجميعه في حوض اسفل

الاسطوانة الدوارة.

شكل(5): آلة الغسيل البرميلية

٦- الغسيل بالموجات الفوق صوتية:

الموجات الفوق صوتية هي الموجات ذات التردد الأعلى من ١٦ كيلوهرتز. وتعتمد هذه الطريقة على استخدام موجات فوق صوتية ذات ترددات تتراوح ما بين ٢٠–١٠٠ كيلوهرتز في حوض النقع حيث يؤدى هذا التردد إلى حدوث اهتزاز وتقليب للماء الموجود داخل أحواض الغسيل مما يساعد على فصل المواد الغير مرغوب فيها عن الثمار.

المواد المنظفة المستخدمة في الغسيل

١- المذيبات وتشمل كل من:

أ. الماء

ب. الصابون

ج. المذيبات العضوية

٢- القلويات مثل:

أ. هيدروكسيد الصوديوم

ب. هيدروكسيد البوتاسيوم

ج. هيدروكسيد الألومنيوم

٣- الأحماض مثل:

أ. حمض الهيدروليك

ب. حمض الكبريتيك

٤- الأملاح المتعادلة مثل: الصوديوم.

٥- المواد المطهرة

تنقية الماء المستهلك في الغسيل وإعادة استخدامه:

يمكن أن تستخدم المرشحات في تنقية المياه الناتجة من عملية الغسيل وذلك لأعاده استخدامها مرة أخرى في عملية الغسيل حيث تحتوى هذه المياه على المواد الغير مرغوب فيها مثل الطمى والبقايا النباتية والحشرية بالإضافة إلى المواد الكيماوية مثل الأسمدة و المبيدات والميكروبات والكائنات الحية الدقيقة، ولذلك يجب معالجة هذه المياه عن طريق المرشحات لإعادة استخدامها مرة أخرى. حيث تقوم هذه المرشحات بتنقية المياه إلى درجة تصل إلى ٨٠ % ليصبح من الممكن أعادة استخدامها في أحواض نقع الثمار.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على عملية الغسيل منها:-

١- الخواص الطبيعية للثمار مثل الشكل، والحجم، واللون، والوزن النوعي.

٢- خواص المواد الغريبة المطلوب أزالتها من حيث نوعها، وكميتها، وفترة وجودها على سطح الثمرة.

٣- قوى التماسك بين حبيبات المادة الغريبة وبعضها وقوى التلاصق بين حبيبات المادة الغريبة وسطح الثمرة.

٤- التفاعل الحادث بين المواد الغريبة وسطح الثمرة.

٥- أقصى زمن مسموح به لبقاء المواد الغريبة على السطح الخارجي لقشرة الثمرة دون أن تنفذ خلال مسام القشرة إلى داخل الثمرة.

٦- خواص الماء المستخدم في عملية الغسيل من حيث الكمية المتوفرة، ودرجة الحرارة، وصلاحية الماء للاستخدام.

٧- مدى الاحتياج إلى استخدام المواد المنظفة والمطهرة وتأثيرها على الثمرة والآلة وتأثير بقاياها التي توجد على الثمرة بعد الشطف (إن وجدت) على صحة المستهلك.

٨- الطريقة المتبعة في الغسيل والآلة المستخدمة حيث تختلف طرق التنظيف حسب نوع وشكل المنتج فهي إما أن تكون تنظيف جاف أو بالغسيل.

المشاكل التي تحد من انتشار آلات الغسيل في مصر:

وعلى الرغم من أهمية عملية الغسيل في رفع ذوق المستهلك المحلى وتلبية احتياجات المستورد علاوة على الحفاظ على سلامة المنتج لفترة أطول إلا أنه هناك مشاكل تحد من انتشار آلات الغسيل في مصر منها:

١- يستهلك الغسيل مقدار كبير من الماء النظيف الصالح للشرب مما يزيد من تكاليف عملية التنظيف. حيث تستهلك عملية الغسيل للأغذية المعلبة حوالى ٧–٨ م٣ ماء / طن من المنتج الغذائي ويستهلك الغسيل بالنقع حوالى ٥–٨ م٣ / طن من المحصول.

٢- ارتفاع تكاليف معالجة الماء المستهلك في الغسيل لإعادة استخدام مرة أخرى حيث تزيد من تكاليف عملية الغسيل بنسبة تتراوح ما بين ٣٠%–٤٠% والتي قد تكون ضرورية في بعض الأماكن البعيدة عن العمران.

٣- ارتفاع أسعار شراء آلات الغسيل وذلك لأن معظمها آلات مستوردة وذات إنتاجية عالية تتراوح ما بين ( ٥–٢٠ طن / ساعة) وبالتالي لا تصلح إلا للمصانع الكبيرة مما يؤدى إلى  ارتفاع تكاليف تشغيلها وتكاليف صيانتها.

٤- عدم توافر آلات الغسيل ذات الإنتاجية التي تناسب المصانع الصغيرة ومحطات الفرز والتدريج والتعبئة.

ثانيا: التجفيف السطحي للثمار بعد الغسيل:

لا بعد أن يعقب عملية غسيل ثمار المحاصيل البستانية والخضر تجفيف (تنشيف) للسطح الخارجي للثمار وذلك لمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض على سطح الثمرة خاصة إذا كان سطح الثمرة مصاب بخدوش أو جروح بالإضافة إلى أن عملية التجفيف السطحي تجعل الثمار جاهزة لعملية التشميع وغيرها من عمليات التداول الأخرى.

ثالثا: الفرز والتدريج

يتم عمليات الفرز والتدريج بعد عمليات الغسيل والتنظيف للمحصول سواءًا كانت بذور أو أجزاء خضرية أو ثمار حسب المواصفات المطلوبة للاستهلاك المحلى أو التصدير الخارجي، والأشكال (من 6 وحتى 12 ) توضح الآلات المستخدمة في عمليات الفرز والتدريج حسب نوع المحصول وحجمه ووزنه ولونه ونوع الآلة المستخدمة.

شكل ( 6 ): صورة لماكينة فرز ذات السيور الناقلة والفرز يدوى

شكل ( 7 ): آلة فرز وتنشيف ثمار الطماطم ذات سيور ناقلة والفرز يدوى

شكل ( 8 ): صورة لماكينة فرز اليدوي والتدريج لثمار التفاح

شكل ( 9 ): صورة لماكينة تدريج آلي لثمار البصل حسب المسافة بين أسطوانات التدريج

شكل ( 10 ): ماكينة فرز وتدريج يدوى للكانتالوب باستخدام حلقات ذات أقطار

مختلفة

شكل ( 11 ): صورة لماكينة تدريج آلي للبرقوق حسب الوزن

شكل ( 12 ): التدريج الإلكتروني للثمار حسب اللون

المصدر:

أ.د يوسف فرج شاروبيم، م. كمال محمد نافع، هندسة وميكنة زراعية (2009-2010)، للصف الثاني للمدارس الثانوية الزراعية، مجال استصلاح الاراضي والميكنة الزراعية، جمهورية مصر العربية.