טחנת קמח עתיקה בארץ ישראל
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.