טחנת קמח עתיקה בארץ ישראל

טחנת קמח בכוח המים (בלשון המשנה נקראות רחיים של מים) היא מתקן חקלאי שפועל בעזרת אנרגיה של מים זורמים, כאשר מטרתו העיקרית (בעת העתיקה) הייתה יצור קמח על ידי טחינה של מינים של דגניים. הכלי העיקרי שבאמצעותו מתבצעת פעולת הטחינה של גרעיני דגנים, הוא הרחיים, מרכיב זה הוא החשוב ביותר בטחנת הקמח.

רחיים
הרחיים עברו שלבים רבים בהתפתחותם, מהרחיים הפשוטים (אבן תחתונה מוארכת ושטוחה, אבן עליונה צרה ומוארכת כאשר פניה התחתונות שטוחות ופניה העליונות מעוגלות), ועד הרחיים העגולים (סיבוביים) ורחיים פומפיים (דמויי שעון חול), אשר הופעלו בעזרת עבדים או בהמות עבודה. טחנות קמח במרחב הארץ – ישראלי בעת העתיקה הופעלו בעזרת כוח המים. הצעד הראשון בתולדות הפיתוח של טחנות הקמח היה המצאת "גלגל המים", והפעלת הרחיים באמצעותו.

"רחיים של המים" נזכרים לראשונה בספר תוספתא (שבת, סוף פרק א'), ולאחר מכן בתלמוד הירושלמי (מסכת שבת א', הלכה ה') לדבריו של אחד החוקרים הבולטים ביותר בתחום החקר של כלי עבודה ומתקנים החקלאיים במרחב הארץ-ישראלי, פרופ' שמואל אביצור, את ראשית הופעתן של "הרחיים של המים" יש לקבוע לפי האפיגרפיה של אנטיפטרוס מצידון, יליד העיר צור, למאה ה-2 לפנה"ס. בתקופה הזו שימוש במתקנים אלו למטרות חקלאות היה נפוץ ומובן מאליו, ואף קיימות עדויות לכך, שהשימוש ב"רחיים של המים" בשבת גרם לדיון הלכתי ולחילוקי דעות בין בית הלל ובית שמאי. שתי הקבוצות הללו פעלו לפני חורבן בית שני. בסקרים וחפירות ארכאולוגיות שנערכו במרחב הארץ-ישראלי ועבר הירדן נחשפו טחנות קמח רבות שמאפשרות חקר מעמיק של מגוון רחב של השיטות והטכנולוגיות שנעשה בהן שימוש במהלך הבנייה והתפעול של המתקנים הללו בימי קדם.

התפתחות טחנות הקמח

בשלב הראשון להתפתחות של טחנות הקמח הוקמו מתקני עץ פשוטים : פלג מים הוצר ובכך הוגבר זרם המים, לאחר מכן הקימו מעל, מסגרת דמוית שולחן, כאשר מעליו בנויה סוכה מאולתרת שבתוכה הוכנסו רחיים סיבוביים של יד. מרכיבים חשובים נוספים של המתקן היו: גלגל עץ בעל 6-4 זוויות פסיעה (דמוי מדחף) וציר שחיבר בין שקע העליון של גלגל העץ (גלגל המים) לאבן התחתונה של הרחיים באופן שגרם להם להסתובב. עקב ממדיו הקטנים, תפוקתו של המתקן לא הייתה רבה, קילוגרם אחד של קמח לשעה בערך. עם זאת ניתן לומר שלמתקן מסוג זה היו גם היתרונות כמו למשל : הרכבה והסרה מהירה ללא מאמץ רב, ניידות ומציאת מקור הכוח (מים) להפעלתו של המתקן.

בשלב השני לטחינה בכוח המים, הטוחנים התמקדו בפיתוח התעלות והטיית הזרמים של פלגי המים. על מנת להגביר את הזרם, המים הועברו דרך מרזב מגלשי שגובהו בדרך כלל פחות משני מטרים. כתוצאה מהפרשי הגובה שנוצרו, זרמו המים בעוצמה דרך גלגל העץ והתפוקה של המתקן גדלה. עם זאת בשלב זה, עדיין לא חלו שינויים בצורה וההרכב של המתקן עצמו.

בשלב השלישי מופיע סוג חדש של טחנות הקמח הקרוי "טחנת מיגלש". סוג זה מתאפיין במעבר ממתקני עץ קטנים וניידים, לשימוש באבן כמרכיב העיקרי למבנה קבע של טחנת הקמח. יחד עם זאת מפתחים שיטות חדשות להגברת זרם המים, שיטות אלו כוללות: הקמת סכרים במקורות של המים שופעים, הכוונה של זרם המים דרך תעלות הטיח לעבר אמות – מים ארוכות אשר מוליכות את המים לתוך המבנה. בתוך המבנה עצמו המים עוברים דרך מיגלש אבן שגובהו בשלב זה, שני מטר ויותר (רחב בחלקו העליון וצר בחלקו התחתון) צורה זו מאפשרת להגביר את הלחץ של המים המכים בגלגל העץ. כתוצאה משדרוגים אלו נוצרה אפשרות להשתמש ברחיים גדולים יותר להגדלת התפוקה בטחינת הקמח. מיתקן על נחל תנינים ליד הקיבוץ מעגן מיכאל, הוא דוגמה לטחנת מיגלש טיפוסית, מערכות של טחנת קמח זו כוללות סכר פנימי של 175 מטר וחיצוני של קילומטר ורבע אשר יוצרים אגם על פני ביצת כבארה הסמוכה.

השלבים האחרונים בתהליך ניצול כוח המים בארץ ישראל התאפיינו בהתגבשות הסופית של מבנה טחנת הקמח ומרכיביו. ניצול המים והתפוקה הכללית בטחנות מיגלש הייתה רבה אך לא מספקת, לכן נעשו ניסיונות לפתח מיתקנים יעילים יותר. מיגלש המים הוחלף בארובה (מגדל חלול בנוי אבן עם נקב קטן בתחתית), והמים הועברו אל תוך הארובה דרך התעלה בחלק העליון של המתקן, כתוצאה מכך המים פרצו החוצה בלחץ רב והכו בגלגל המים בעוצמה רבה יותר, לאחר התקנת הארובה ניצול המים בטחנות הקמח הגיעה עד כדי 35 אחוזים ואף יותר, לעומת ניצול של 20 – 25 אחוז בסכרים וטחנות מיגלש. בעקבות כך על בסיס טחנות "הארובה" התפתחו שני סוגים נוספים של טחנות הקמח, האחד הוא: "טחנת אשדה" הבנויה בשניים – שלושה מפלסים הכוללת – זוג רחיים נוסף וגלגל מים משוכלל מברזל. וסוג השני הנקרא "בריכת הרמה" מתקן הפועל לפי חוק הכלים השלובים, אשר שימש גם להשקיה. טחנות הקמח מסוג "בריכת – הרמה" הן תופעה ארץ – ישראלית ולא קיימות עדויות לטחנות קמח דומות במקומות אחרים בעולם. אחד המקומות בארץ שניתן לראות את שרידיה של הטחנה מסוג "בריכת הרמה" נמצא ליד המעיין בראש העין, מצפון – מערב לכפר הערבי הנטוש אל-מיר.

תהליך טחינת הקמח בכוח המים

כתוצאה מהתפתחות טחנות הקמח חלו שינויים גם בתהליך טחינת הקמח. תפוקתם של מתקני הטחינה הראשונים בעלי רחיים של יד, שהופעלו בעזרת פלג של שספיקתו כמאה ליטר מים לשנייה, הייתה כקילוגרם ורבע קמח לשעה במשך כל היממה, כלומר היא החליפה עבודה ידנית של שלושה – ארבעה אנשים. במשך הזמן עם המעבר למערך קבוע הבנוי מאבן נוצרה ההזדמנות לעלות את התפוקה הכללית של טחינת הקמח על ידי התקנת רחיים גדולים יותר המאפשרים טחינה של שלושה קילוגרם קמח בשעה, דהיינו עבודה של כעשרה בני אדם. מאוחר יותר בטחנות מיגלש עם מפל המים של שניים וחצי מטרים התפוקה הגיעה עד ל-20 קילוגרם קמח לשעת העבודה, בדומה למלאכתם של שישים איש ב-24 שעות.

הופעתן של טחנות הארובה גרמו למהפכה נוספת בתחום ניצול אנרגיית המים לצרכיו של האדם, בטחנות קמח עם הארובה אשר הוקמו על פלגי המים שספיקתם מאה ליטר לשנייה, המאפשרים מפל מים של כשמונה מטרים על גלגל העץ, ניתן היה להתקין ולהפעיל עד שלושה זוגות רחיים גדולים ולטחון כ-80 קילוגרם קמח לשעה. כמו כן לאחר החלפת גלגלי מים מעץ בגלגלי הברזל עם כמות כפולה של זוויות פסיעה עלתה התפוקה בטחנות הארובה עד ל 150-120 ק"ג קמח לשעה ביממה.

אולם החשיבות העיקרית של טחנות הארובה היא ביכולת לנצל מקורות דלי – מים על ידי הפלה של המים מגובה רב (עד כדי 12 מטר), יחד עם השימוש בגלגלי מים אופקיים ובכך להפוך את החיסרון ליתרון, מה שחיוני במיוחד במרחב הארץ – ישראלי. לעניין זה טחנות הארובה הגיעו לשיא התפתחותם בתקופה הביזנטית, במאה ה-6 וראשיתה של מאה ה-7 לספירה, וכמותן ממערב לנהר הירדן הגיעה עד ל-230 טחנות עם 350 זוגות רחיים.

מבנה ותפעולה של טחנת קמח

בעקבות הסקרים והחפירות שנערכו במדינת ישראל, מהגליל ועד הנגב נחשפו שרידיהם של טחנות קמח הבנויות במגוון רחב של טכנולוגיות. לטחנות הקמח הפועלות בעזרת כוח המים היו שתי קומות, העליונה קומת הטחינה והתחתונה קומת ההפעלה. כמו כן טחנות קמח העתיקות כללו שלושה מתקני משנה. המתקן הראשון הוא המתקן להספקת הכוח וריכוזו. המתקן כלל סכרים לחסימה ואגירה של מקורות המים, אמות ותעלות להפניה של המים, כמו כן מיגלשים או ארובות להפלה של המים למקום הנדרש. המנגנון השני הוא: מיתקן הכוח (המנוע) גלגל המים המורכב מעץ או מברזל המופעל באמצעות זרם המים הנופלים דרך המיגלש או הארובה. והשלישי הוא מתקן הייצור (הרחיים) המבצע את הטחינה והייצור של הקמח. כתוצאה מאבולוציה של טחנות הקמח המופעלות באמצעות המים התפתחו שני טיפוסי הטחנות (מיגלשיות וארובתיות) שההבדל העיקרי ביניהם היה בתהליך הספקת המים והפנייתם למיתקן היצור.
בטחנות מיגלש – חסימת מקור המים התבצע באמצעות סכר רחב וגבוה הבנוי מאבן. החסימה גרמה לעלייה במפלס המים והיווצרות בריכת-אגירה, לאחר מכן הועברו המים דרך סגרים ומנהרות הטיה (בגובה של מטר עד מטר וחצי) שהוקמו לרוחב בחלק העליון של הסכר וזרמו למיגלש אבן הממוקם בצדו השני של הסכר כאשר הם גולשים ומכים בחוזקה בכפות של גלגל המים, בדרך כלל מספר הסגרים היה שווה למספר זוגות הרחיים.
בטחנות הארובה – היו חוסמים את פלג המים בעזרת סכר מאולתר הבנוי משכבה נמוכה של אבנים שהסדקים ביניים נסגרו בעשבים, סמרטוטים וחלקיקים מהנחל. במקביל במפלס נמוך יותר מהסכר ופלג המים, נחפרה תעלת הטיה אשר לתוכה הוזרמו המים, בשלב הבא המים כוונו אל אמת אבן ובדרך זו הגיעו לטחנה עצמה.
מתקן הכוח – היה ממוקם בקומת ההפעלה של הטחנה והכלי העיקרי שבאמצעותו סובבו את הרחיים היה סדן עץ אשר בתוך חריצים העשויים בהיקפו בחלקו התחתון, הותקנו זוויות פסיעה (כפות) שאורכן כ-50-40 סנטימטר וגובהן 25 ס"מ. כמות הכפות בגלגל המים הייתה משתנה מארבע ועד לעשרים, בדרך כלל מספרן היה שש – עשרה. בקצהו העליון של סדן העץ היה חריץ שלתוכו הותקן רכיב המכונה "עקרב" (ציר המתפצל לשתי שיניים אופקיות) ושולב לתוך שקעים שנחצבו באבן התחתונה של הרחיים.
מתקן הייצור – היה מורכב מזוג אבני בזלת עגולות, ברוב המקרים בקוטר של 120-90 סנטימטר המיועדות לטחינת הקמח. לדבריו של אביצור, גודלם ומשקלם של הרחיים הוגבל באופן טבעי לכושר הנשיאה של הגמל שהיה צריך להביא אותם מהמחצבה אל מקום טחנת הקמח. אבני הרחיים הונחו בדרך כלל בתוך בור שלידו נמצא כלי קיבולת המיועד לאסוף את מנות הקמח מהרחיים. במרכז של אבן רחיים העליונה היה בית הבליעה דמוי צוואר (לוע) בגובה של 15 – 18 ס"מ אשר לתוכו היו מזרימים את גרעיני דגן, ולא עוד אלא היו מנקרים את החלק התחתון של אבן העליונה וחלקו העליון של האבן התחתונה באופן שאפשר אוורור וזרימה חופשית של הגרגרים הנטחנים. הספקת גרעיני הדגן לרחיים נעשתה דרך מכל עץ (מרזב סגור) שצורתו משולשת, הנתלה בשיפוע בעזרת החבלים מעל לרחיים, בפינה התחתונה של המכל הייתה פייה קטנה שדרכה הוזרמו הגרגרים לתוך הלוע של הרחיים. בנוסף בפייה הותקן מנגנון הכולל חבל דק המחובר אל מעין ברז, כאשר עם סיבובו החבל היה נמתח, מעלה את הפייה לגובה הנדרש על מנת לשלוט בקצב הזרמה או מפסיק לחלוטין את הזרמת הגרגרים, בייחוד ככל שזרימת הגרגרים הייתה איטית יותר נכנסו לתוך הרחיים פחות גרגרים, וכתוצאה מכך איכות הקמח לאחר הטחינה הייתה טובה יותר.

נוסף על כך בטחנות הקמח אופקיות היו שני מרכיבים שבאמצעותם היה ניתן לשלוט על תהליך הייצור של הקמח. המכלול הראשון הוא לוח עץ שהותקן מתחת למשפך של המים. מטרתו הייתה להסיט את זרם המים מהגלגל המסובב את הרחיים. פירושו של דבר שכאשר מניחים את הלוח בצורה ישירה מתחת לזרם המים כיוון הזרם משתנה וגלגל המים מפסיק להסתובב וברגע שמזיזים אותו הצדה כיוון הזרם חוזר אל הגלגל וטחנת הקמח ממשיכה לפעול. מרכיב השני הוא מוט אנכי ארוך המחובר בקצהו התחתון לקורה שעליה מחוברים סדן וגלגל המים, קצהו העליון של המוט מסתיים בקומת הטחינה ויוצר מעין מגבה מכני שבאמצעותו ניתן להרים ולהוריד את אבן הרחיים העליונה, מה שמאפשר שליטה נוספת בטחינת הקמח או לעומת זאת עצירה מוחלטת בפעילות הטחנה.

את שרידיהן של טחנות הקמח המופעלות בעזרת כוח המים ניתן לראות באזורים שונים במדינת ישראל, הצפוניות ביותר נבנו על יובלי נהר הירדן (נחל חרמון ונחל שניר), טחנות קמח של האגן המזרחי בבקעת יריחו כוללות מערכת שלמה של תעלות, בריכות אגירה, גשרי מעבר ואמות מים שהוקמו באזור בתקופתו של המלך הורדוס. במרכז הארץ באגן המערבי נמצאות טחנות על נחל הירקון, כאשר גודלן ומספרן הכולל של טחנות קמח אלו עולה על שאר הטחנות בתחומי מדינת ישראל. על פי המקורות הערביים נבנו טחנות על הירקון במאה התשיעית ובתקופה הצלבנית, אך החוקרים סבורים שהטחנות הגדולות הוקמו בתקופות קדומות יותר. ולבסוף הטחנות הדרומיות ביותר, כמו למשל טחנת עין גדי הנמצאת כ-50 מטר מתחת למעיין. בספר "אונומסטיקון" של אוסביוס איש קיסריה נזכר כפר גדול של היהודים באזור, וחוקרים מניחים שמי המעיין שימשו אז להפעלה של טחנת הקמח.

ראו גם
טחנת קמח
מכניקת הזורמים
טחנת רוח
טחנת מים

לקריאה נוספת
שמואל אביצור, 1976. אדם ועמלו, אטלס לתולדות כלי עבודה ומיתקני ייצור בארץ-ישראל. ירושלים-תל אביב. עמ' 86-80
שמואל אביצור, סקר מתקני כוח המים בארץ-ישראל (1955-1953). תל אביב, תשכ"ג.
איתן איילון, אברהם איזדרכת, מכמני קיסריה: סיכומים ומחקרים בנושא קיסריה וסביבתה. חלק א, עמותת ידידי קיסריה העתיקה, ירושלים, תשע"א 2011, עמ' 164-141

הערות שוליים

מתקנים חקלאיים בעת העתיקה
טחנות קמח