محلج القطن

كانت النسخ الأولى من محلج القطن تتألف من أسطوانة واحدة مصنوعة من الحديد أو الخشب، وقطعة مسطحة من الحجر أو الخشب. ويُعثر على أقدم دليل على وجود محلج القطن في القرن الخامس الميلادي، في شكل لوحات بوذية تُصوّر محلجًا بأسطوانة واحدة في كهوف أجانتا غرب الهند . ^{[ 4 ]} كانت هذه المحلجات المبكرة صعبة الاستخدام وتتطلب مهارة عالية. وكانت الأسطوانة الضيقة ضرورية لفصل بذور القطن دون سحقها. وكان تصميمها مشابهًا لتصميم حجر الطحن ، الذي كان يُستخدم لطحن الحبوب. ويُحيط الغموض بتاريخ محلج القطن المبكر، إذ يُرجّح أن علماء الآثار قد ظنّوا أجزاءه أدوات أخرى. ^{[ 4 ]}

بين القرنين الثاني عشر والرابع عشر، ظهرت محالج القطن ذات الأسطوانتين في الهند والصين. وبحلول القرن السادس عشر، انتشرت النسخة الهندية من هذه المحالج في جميع أنحاء تجارة القطن في البحر الأبيض المتوسط. وكان هذا الجهاز الميكانيكي، في بعض المناطق، يعمل بقوة المياه. ^{[ 11 ]}

تم اختراع محلج القطن ذي التروس الدودية الدوارة في شبه القارة الهندية خلال عهد سلطنة دلهي المبكر في القرنين الثالث عشر والرابع عشر، ودخل حيز الاستخدام في الإمبراطورية المغولية في القرن السادس عشر تقريبًا، ^{[ 12 ]} ولا يزال يُستخدم في شبه القارة الهندية حتى يومنا هذا. ^{[ 4 ]} وظهر ابتكار آخر، وهو دمج ذراع التدوير في محلج القطن، لأول مرة في أواخر عهد سلطنة دلهي أو أوائل عهد الإمبراطورية المغولية. ^{[ 13 ]} وقد أدى دمج التروس الدودية وذراع التدوير في محلج القطن الدوار إلى توسع كبير في إنتاج المنسوجات القطنية الهندية خلال العصر المغولي. ^{[ 14 ]}

ذُكر أنه باستخدام محلج قطن هندي، وهو مزيج بين الآلة والأداة، يستطيع رجل وامرأة تنظيف 28 رطلاً من القطن يومياً. وباستخدام نسخة فوربس المعدلة، يستطيع رجل وفتى إنتاج 250 رطلاً يومياً. وإذا استُخدمت الثيران لتشغيل 16 من هذه الآلات، ووُظِّف عدد قليل من الأشخاص لإطعامها، فإنها ستُنتج ما يُعادل إنتاج 750 شخصاً في السابق. ^{[ 15 ]}

تم إدخال آلة حلج القطن الهندية الدوارة، المعروفة باسم " تشوركا" أو "شارخا" ، إلى الولايات المتحدة في منتصف القرن الثامن عشر، حيث تم اعتمادها في جنوب الولايات المتحدة . استُخدمت هذه الآلة لتنظيف القطن طويل التيلة ، لكنها لم تكن مناسبة للقطن قصير التيلة الأكثر شيوعًا في بعض الولايات مثل جورجيا . أُجريت عدة تعديلات على آلة حلج القطن الهندية الدوارة على يد هوغو كريبس عام 1772 وجوزيف إيف عام 1788، لكن استخداماتها ظلت مقتصرة على القطن طويل التيلة، إلى أن طوّر إيلي ويتني آلة حلج للقطن قصير التيلة عام 1793. ^{[ 17 ]}

تقدم إيلي ويتني (1765-1825) بطلب للحصول على براءة اختراع لمحلج القطن الخاص به في 28 أكتوبر 1793؛ مُنحت البراءة في 14 مارس 1794، ولكن لم يتم التحقق من صحتها حتى عام 1807. حُدد رقم براءة اختراع ويتني بـ 72X. ^{[ 18 ]} ثمة جدل طفيف حول ما إذا كانت فكرة محلج القطن الحديث ومكوناته تُنسب بشكل صحيح إلى إيلي ويتني. فقد ادعى الكتيب "المرأة كمخترعة"، الذي نُشر عام 1883، أن كاثرين ليتلفيلد غرين اقترحت على ويتني استخدام مكون يشبه الفرشاة يُستخدم في فصل البذور عن القطن. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

كان نموذج محلج القطن الذي صممه ويتني قادرًا على تنظيف 23 كيلوغرامًا من الوبر يوميًا. يتكون النموذج من أسطوانة خشبية مغطاة بصفوف من الأسلاك الرفيعة التي تلتقط ألياف كرات القطن. يمر كل صف من الأسلاك عبر قضبان شبكة مشطية، ساحبًا ألياف القطن عبرها. ^{[ 21 ]} كانت أسنان الشبكة المشطية متقاربة، مما يمنع مرور البذور أو أجزاء الكأس الجاف الصلب لزهرة القطن الأصلية أو العصي وغيرها من الشوائب العالقة بالألياف. بعد ذلك، تقوم سلسلة من الفرش على أسطوانة دوارة ثانية بتنظيف الألياف المنظفة وفصلها عن الأسلاك، مما يمنع تعطل الآلية. 

حاول العديد من المخترعين المعاصرين تطوير تصميم لمعالجة القطن قصير التيلة ، وحصل كل من هودجن هولمز وروبرت واتكينز وويليام لونجستريت وجون موراي على براءات اختراع لتحسينات في محلج القطن بحلول عام 1796. ^{[ 22 ]} وفي نهاية المطاف، قررت محاكم براءات الاختراع، بعد سنوات من المعارك القانونية، إلغاء براءة اختراع هودجن هولمز لمحلج القطن المنشاري وإعلان ويتني مخترعًا له. ورغم أنه أمضى سنوات عديدة في المحكمة محاولًا إنفاذ براءة اختراعه ضد المزارعين الذين قاموا بنسخها دون ترخيص، إلا أن تغييرًا في قانون براءات الاختراع جعل مطالبته قابلة للتنفيذ قانونيًا في نهاية المطاف - بعد فوات الأوان بالنسبة له لجني الكثير من المال من الجهاز في السنة الوحيدة المتبقية قبل انتهاء صلاحية براءة الاختراع. ^{[ 23 ]}

بينما سهّلت آلة حلج ويتني تنظيف بذور القطن قصير التيلة، إلا أنها ألحقت الضرر بألياف القطن طويل التيلة ( Gossypium barbadense ). في عام 1840، حصل فونز مكارثي على براءة اختراع لآلة حلج أسطوانية ناعمة، وهي آلة حلج دوارة. سُوِّقت آلة حلج مكارثي للاستخدام مع كلٍّ من القطن قصير التيلة والقطن طويل التيلة، ولكنها كانت مفيدة بشكل خاص لمعالجة القطن طويل التيلة. بعد انتهاء صلاحية براءة اختراع مكارثي في ​​عام 1861، صُنعت آلات حلج من نوع مكارثي في ​​بريطانيا وبِيعت في جميع أنحاء العالم. ^{[ 24 ]} اعتُمدت آلة حلج مكارثي لتنظيف صنف "سي آيلاند" من القطن طويل التيلة المزروع في فلوريدا وجورجيا وكارولاينا الجنوبية. كانت تنظف القطن أسرع بعدة مرات من آلات الحلج القديمة، وعند تشغيلها بواسطة حصان واحد، كانت تُنتج من 150 إلى 200 رطل من الوبر يوميًا. ^{[ 25 ]} استخدمت آلة حلج مكارثي سكينًا مترددًا لفصل البذور عن الليف. حدّت الاهتزازات الناتجة عن الحركة الترددية من سرعة تشغيل الآلة. في منتصف القرن العشرين، حلت محلجات الشفرات الترددية محلها محلجات الشفرات الدوارة. تُعدّ هذه المحاجر، المنحدرة من محلج مكارثي، المحاجر الوحيدة المستخدمة حاليًا في الولايات المتحدة لقطن التيلة الطويلة جدًا. ^{[ 26 ]}

على مدى عقد ونصف بعد انتهاء الحرب الأهلية عام 1865، شاع استخدام عدد من الميزات المبتكرة في حلج القطن في الولايات المتحدة. شملت هذه الميزات استخدام الطاقة البخارية بدلاً من الطاقة الحيوانية، ووحدة تغذية آلية لضمان سلاسة عمل محلج القطن، ومكثف لتسهيل التعامل مع القطن النظيف الخارج من المحلج، ومكابس داخلية بحيث لم يعد القطن بحاجة إلى النقل عبر ساحة المحلج لتكويمه. ^{[ 27 ]} ثم، في عام 1879، بينما كان روبرت س. مونجر يدير محلج والده في روتيرسفيل، تكساس ، ابتكر تقنيات حلج نظامية إضافية. انتقل روبرت وزوجته، ماري كوليت، لاحقًا إلى ميكسيا، تكساس ، وقاما ببناء محلج نظامي، وحصلا على براءات اختراع ذات صلة. ^{[ 28 ]}

دمج نظام مونجر لحلج القطن (أو محلج النظام) جميع آلات عملية الحلج، مما يضمن انسيابية تدفق القطن عبر الآلات. تستخدم هذه المحاجر الهواء لنقل القطن من آلة إلى أخرى. ^{[ 29 ]} كان من بين دوافع مونجر لاختراعاته تحسين ظروف عمل الموظفين في محلج القطن. ومع ذلك، كانت نقطة البيع الرئيسية لمعظم مالكي محالج القطن هي التوفير في التكاليف المصاحب لإنتاج القطن بسرعة أكبر وبجودة أعلى. ^{[ 30 ]}

بحلول الستينيات، تم إحراز العديد من التطورات الأخرى في آلات حلج القطن، لكن الطريقة التي يتدفق بها القطن عبر آلات الحلج ظلت نظام مونجر. ^{[ 31 ]}

أشار المؤرخ الاقتصادي ويليام إتش. فيليبس إلى تطور نظام حلج القطن باسم "ثورة مونجر" في مجال حلج القطن. ^{[ 32 ]} وكتب،

كانت ابتكارات مونجر تتويجًا لما أسماه الجغرافي تشارلز إس. أيكن ثورة حلج القطن الثانية، حيث استُبدلت محالج القطن المملوكة للقطاع الخاص بمحالج عامة واسعة النطاق. وأدت هذه الثورة بدورها إلى إعادة هيكلة كبيرة لصناعة حلج القطن، إذ حلّت محلّ مصانع ومتاجر الحلج الصغيرة والمتناثرة في القرن التاسع عشر شركات كبيرة في القرن العشرين، تتولى تصميم وبناء عمليات حلج القطن بأكملها، متناقصة العدد. ^{[ 33 ]}

يُعرض أحد الأمثلة القليلة (وربما الوحيدة) المتبقية من مشروب الجن من نوع مونجر في مزرعة فروغمور في لويزيانا.

قبل اختراع محلج القطن الميكانيكي، كان تنظيف القطن وفصل الألياف عن البذور يتطلب جهدًا كبيرًا. ^{[ 34 ]} ومع اختراع محلج إيلي ويتني، أصبح القطن تجارة مربحة للغاية، مما أدى إلى ثروات طائلة في جنوب الولايات المتحدة قبل الحرب الأهلية . وأصبحت مدن مثل نيو أورليانز، لويزيانا ؛ وموبايل، ألاباما ؛ وتشارلستون، كارولاينا الجنوبية ؛ وغالفستون، تكساس ، موانئ شحن رئيسية، مستفيدة اقتصاديًا بشكل كبير من القطن المزروع في جميع أنحاء الجنوب. بالإضافة إلى ذلك، أدى التوسع الكبير في إنتاج القطن إلى زيادة الطلب على آلات النسيج، وتطوير تصاميم الآلات التي استبدلت الأجزاء الخشبية بأخرى معدنية. وقد أدى ذلك إلى اختراع العديد من أدوات الآلات في أوائل القرن التاسع عشر. ^{[ 3 ]}

أدى اختراع محلج القطن إلى نمو هائل في إنتاج القطن في الولايات المتحدة، وتركز معظمه في الجنوب. فقد ارتفع إنتاج القطن من 750 ألف بالة عام 1830 إلى 2.85  مليون بالة عام 1850. ونتيجة لذلك، ازداد اعتماد المنطقة على المزارع التي تستخدم العمالة السوداء المستعبدة، حيث أصبحت الزراعة في المزارع القطاع الأكبر في اقتصادها. ^{[ 35 ]} فبينما كان العامل الواحد يستغرق حوالي عشر ساعات لفصل رطل واحد من الألياف عن البذور، كان بإمكان فريق من اثنين أو ثلاثة عبيد باستخدام محلج القطن إنتاج حوالي خمسين رطلاً من القطن في يوم واحد فقط. ^{[ 36 ]} ازداد عدد العبيد بالتزامن مع ازدياد إنتاج القطن، إذ ارتفع من حوالي 700 ألف عبد عام 1790 إلى حوالي 3.2  مليون عبد عام 1850. ^{[ 37 ]} أدى اختراع محلج القطن إلى زيادة الطلب على العبيد في جنوب الولايات المتحدة ، مما عكس التدهور الاقتصادي الذي شهدته المنطقة خلال أواخر القرن الثامن عشر. ^{[ 38 ]} وهكذا، حوّل محلج القطن القطن كمحصول، وجعل من جنوب الولايات المتحدة أول قوة زراعية عظمى في العالم. ^{[ 39 ]}

كان إيلي ويتني يأمل أن يساهم اختراعه في الحد من العبودية بتقليل عدد العمال اللازمين لمعالجة القطن. لكن ويتني لم يخترع آلة لحصاد القطن، إذ ظلّت هذه المهمة تُنجز يدويًا. ولم تظهر أولى آلات حصاد القطن إلا في ثلاثينيات القرن العشرين. بل على العكس، أدّت آلته إلى زيادة استخدام العبيد. فقد أصبحت زراعة القطن أكثر ربحية، فاشترى مزارعو القطن المزيد من العبيد لتوسيع الإنتاج. وبسبب هذا التأثير غير المقصود على العبودية في أمريكا، والذي ضمن تطور اقتصاد الجنوب نحو الزراعة القائمة على المزارع الكبيرة (مع تشجيع نمو صناعة النسيج في أماكن أخرى، مثل الشمال)، يُشار إلى اختراع محلج القطن غالبًا كأحد الأسباب غير المباشرة للحرب الأهلية الأمريكية. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}