Grist değirmeni

Bir grist değirmeni (ayrıca: grist değirmeni, mısır değirmeni, un değirmeni, yem değirmeni) tahıl tanelerini un ve ufalama haline getirmektedir. Terim, öğütme mekanizmasına veya onu tutan binaya atıfta bulunabilir.

Yunan coğrafyacı Strabo, Coğrafya'sında, MÖ 71'den önce Küçük Asya'daki Cabira'daki kral Mithradates VI Eupator'un sarayının yakınında su gücüyle çalışan bir tahıl değirmeni bulunduğunu bildirmiştir.

İlk değirmenlerde yatay kanatlı çarklar bulunmaktadır. Bu düzen daha çok İskandinavya'da bulunduğu için "İskandinav çarkı" olarak bilinmektedir. Çark, sırayla "yolcu taşı" olarak adlandırılan değirmen taşının merkezine bağlı olan bir şafta bağlanmıştır. Kürekler üzerinde su tarafından üretilen döndürme kuvveti, doğrudan koşucu taşına aktarılarak, benzer boyut ve şekildeki bir taş olan sabit bir "yatağa" karşı öğütülmesine neden olmuştur. Bu basit düzenleme dişli gerektirmemektedir. Ancak taşın dönme hızının mevcut suyun hacmine ve akışına bağlı olması dezavantajına sahipti ve bu nedenle yalnızca hızlı akan nehirlerin olduğu dağlık bölgelerde kullanıma uygun görülmektedir. Suyun akış hızına ve hacmine olan bu bağımlılık, aynı zamanda taşın dönme hızının oldukça değişken olduğu ve optimum öğütme hızının her zaman sağlanamayacağı anlamına gelmektedir.

MÖ 1. yüzyılın sonunda Roma İmparatorluğu'nda dikey tekerlekler kullanılıyordu ve bunlar Vitruvius tarafından tanımlanmıştır. Roma teknolojisinin zirvesi, muhtemelen, 19 metre yükseklikte suyun on altı su çarkını döndürdüğü ve günde 28 ton olarak tahmin edilen bir öğütme kapasitesi sağladığı Barbegal su kemeri ve değirmenidir. Roma sonrası dönemde de su değirmenlerinin kullanımı devam etmiştir.

3. yüzyıldan itibaren Bizans İmparatorluğu ve Sasani İmparatorluğu'nda değirmencilikte bir genişleme olmuştur. Ardından 8. yüzyıldan itibaren İslam dünyasında büyük ölçekli fabrika değirmencilik tesisleri yaygın bir şekilde kullanılmıştır. Orta Çağ'da, Yakın Doğu ve Kuzey Afrika'da, yemek üretmek için tahıl ve diğer tohumları öğütmek için kullanılan dişli değirmenler inşa edilmiştir. İslam dünyasındaki değirmenler hem su hem de rüzgar tarafından desteklenmiştir. İlk rüzgar enerjisiyle çalışan değirmenler 9. ve 10. yüzyıllarda şu anda Afganistan, Pakistan ve İran olan yerlerde inşa edilmiştir. Mısır'ın Bilbays kasabasında günde yaklaşık 300 ton un ve tahıl üreten bir tahıl işleme fabrikası vardı.

10. yüzyılın sonlarından itibaren, Kuzey Avrupa'da öğütmede büyük gelişmeler yaşanmıştır. İngiltere'de, 1086 tarihli Domesday araştırması, İngiltere'nin suyla çalışan un değirmenlerinin kesin bir sayısını vermektedir. 5.624 kişi ya da her 300 nüfus için bir tane değirmen bulunmaktadır. Bu tarihten itibaren su çarkları, öğütme dışında başka amaçlar için de kullanılmaya başlanmıştır. İngiltere'de, faaliyette olan değirmenlerin sayısı nüfus artışını takip etti ve 1300'de yaklaşık 17.000'e ulaşmıştır.

Avrupa'da Orta Çağ'dan kalma sınırlı sayıda değirmen örneği bulunabilir. İspanya'daki Ebro Nehri üzerinde mevcut olan iyi korunmuş bir su çarkı, 1202'de Cistercian rahipleri tarafından inşa edilen Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda ile ilişkilidir. Cistercian, bu teknolojiyi Batı Avrupa'da kullanmalarıyla bilinmektedir.

"Gristmill" veya "mısır değirmeni" terimleri tahıl öğüten herhangi bir değirmene atıfta bulunabilse de, terimler tarihsel olarak çiftçilerin kendi tahıllarını getirdikleri ve öğütülmüş un aldıkları yerel bir değirmen için kullanılmıştır. İlk değirmenler neredeyse her zaman çiftçi toplulukları tarafından inşa edilmiş ve desteklenmiştir. Çoğu kasaba ve köyün kendi değirmeni bulunmaktadır, böylece yerel çiftçiler tahıllarını öğütülmek üzere oraya kolayca taşıyabilmekteydi. Ekmek, diyetin temel bir parçası olduğu için bu topluluklar yerel değirmenlerine bağımlıdır.

Bazıları rüzgar veya hayvancılıkla çalıştırılsa da, klasik değirmen tasarımları genellikle su ile çalışmaktadır. Bir su değirmeninde, suyun dönmesini sağlamak için bir su çarkının üzerine veya altından akmasına izin vermek için bir savak kapısı açılır. Çoğu su değirmeninde su çarkı suya dikey olarak, yani kenardan, ancak bazı durumlarda yatay olarak monte edilmiştir. Daha sonraki tasarımlar, yatay çelik veya dökme demir türbinleri içeriyordu ve bunlar bazen eski tekerlek değirmenlerine yeniden yerleştirilmiştir.

Tekerlekli değirmenlerin çoğunda, çukur çarkı olarak adlandırılan büyük bir dişli çark, su çarkı ile aynı dingil üzerine monte edilmiştir ve bu, aşağıdan yukarıya dikey olarak çalışan bir ana tahrik mili üzerinde daha küçük bir dişli çarkı, deveyi çalıştırmaktadır. Bu dişli sistemi, ana milin tipik olarak yaklaşık 10 rpm'de dönen su çarkından daha hızlı dönmesini sağlar.

Değirmen taşlarının kendileri yaklaşık 120 rpm'de dönmektedir. Biri diğerinin üzerine serilir. Yatak adı verilen alt taş zemine sabitlenirken, üst taş, kızak, ana mil tarafından tahrik edilen ayrı bir mil üzerine monte edilir. Taş somun adı verilen bir tekerlek, koşucunun milini ana şafta bağlar ve bu, taşın bağlantısını kesmek ve dönmesini durdurmak için yoldan çıkarılabilir ve ana şaft diğer makineleri sürmek için bırakılır. Bu, unu rafine etmek için mekanik bir elek sürmeyi veya tahıl çuvallarını değirmen evinin tepesine kaldırmak için kullanılan bir zinciri sarmak için tahta bir tamburu çevirmeyi içerebilir. Taşlar arasındaki mesafe, gereken un derecesini üretmek için değiştirilebilir; taşları birbirine yaklaştırmak daha ince un üretir.

Tahıl, çuvallar içinde, vinç üzerindeki değirmenin tepesindeki çuval tabanına kaldırılır. Torbalar daha sonra, tahılın bir hazneden aşağıdaki taş zemindeki değirmen taşlarına düştüğü kutulara boşaltılır. Tahıl akışı, hafifçe eğimli bir oluk içinde sallanarak düzenlenir ve buradan yolluk taşının ortasındaki bir deliğe düşer. Öğütülmüş tahıl (un), taşların dış kenarından yolluk taşındaki oluklardan çıkarken toplanır ve zeminde veya yemek tabanında çuvallarda toplanmak üzere bir oluktan aşağı beslenir. Benzer bir işlem, un yapmak için buğday ve mısır unu yapmak için mısır gibi tahıllar için kullanılır.

Değirmen taşlarından binayı sarsan titreşimleri önlemek için genellikle ayrı bir ahşap temel üzerine, değirmen duvarlarına bağlı olmayan, yani kabuk olarak bilinen bir yere yerleştirilirler. Bu temel, binayı taşlardan ve ana dişlilerden gelen titreşimlerden izole etmiştir ve ayrıca değirmen taşlarını mükemmel bir şekilde yatay tutmak için temelin kolayca yeniden seviyelendirilmesine izin vermiştir. Alttaki yatak taşı, üstteki koşucu taş kabuğun seviyesinin üzerinde olacak şekilde kabuğun içindeki bir yuvaya yerleştirilmiştir.

Amerikalı mucit Oliver Evans, on sekizinci yüzyılın sonunda un yapma sürecini otomatikleştirerek ilk değirmenlerin yoğun sürecinde devrim yarattı. Tek bir sürekli sürece entegre olan değirmenler, genel tasarımdan sonra Otomatik değirmen olarak tanındı. 1795'te süreci tam olarak açıklayan "The Young Mill-Wright ve Miller's Guide"ı yayınladı.

Evans, ticari bir değirmen olarak tasarlanan otomatik un değirmenini tanımlamak için grist değirmeni terimini kullanmamıştır. Evans kitabında, bu öğütücülerin sıralı öğütülmesine izin veren bir sistem tarif etmektedir ve "bu şekilde inşa edilen bir değirmen, gündüzleri öğütücüleri öğütebilir ve geceleri tüccar-iş yapabilir" diye belirtimektedir.

Modern değirmenler tipik olarak ağır çeliği döndürmek için elektrik veya fosil yakıt kullanmaktadır. Kepek ve tohumu endospermden ayırmak için dökme demir, tırtıklı ve düz silindirler kullanmaktadır. Endosperm, tam tahıl veya graham unu oluşturmak için kepek ve tohumla yeniden birleştirilebilen beyaz un oluşturmak için öğütülmektedir. Farklı öğütme teknikleri gözle görülür şekilde farklı sonuçlar üretir, ancak besinsel ve işlevsel olarak eşdeğer çıktı üretmek için yapılabilir. Bununla birlikte, taş öğütülmüş un, dokusu, ceviz aroması ve besleyici olarak üstün olduğuna ve çelik valsli undan daha iyi bir pişirme kalitesine sahip olduğuna inanılması nedeniyle birçok fırıncı ve doğal gıda savunucusu tarafından tercih edilmektedir. Taşlar nispeten yavaş öğütüldüğünden, buğday tohumunun, tohum kısmındaki yağın oksitlenmesine ve kokmasına neden olabilecek ve vitamin içeriğinin bir kısmını yok edecek türden aşırı sıcaklıklara maruz kalmadığı iddia edilmektedir. Taş ile öğütülmüş unun, özellikle sert buğdaydan öğütüldüğünde, valsli öğütülmüş un ile karşılaştırıldığında, tiamin bakımından nispeten yüksek olduğu bulunmuştur.

Grist değirmenleri, yalnızca daha önce sapları ve saman sapları çıkarılmış olan "temiz" tahılları öğütür, ancak tarihsel olarak bazı değirmenler, öğütmeden önce harmanlama, tasnif etme ve temizleme ekipmanlarına da sahiptir.

Un değirmenlerinde yaygın olarak bulunan bir zarar, Akdeniz un güvesidir. Güve larvaları, makineleri tıkayan ve bazen tahıl değirmenlerinin kapanmasına neden olan ağ benzeri bir malzeme üretmektedir.