فرن مبني من الطوب

بنى الإنسان أفرانًا حجرية قبل ظهور الكتابة بزمن طويل. بدأ تطور تقنيات الطهي عندما شرع الإنسان القديم في استخدام النار لإعداد الطعام، ^{[ 1 ]} في البداية من خلال طرق مثل الشواء على سيخ فوق اللهب المكشوف أو الجمر. غالبًا ما كانت تُدفن الجذور النشوية وغيرها من الأطعمة التي تتطلب وقتًا أطول في الرماد الساخن، وأحيانًا تُغطى بالحجارة الساخنة أو بمزيد من الرماد. أما بالنسبة للكميات الأكبر، فكان الطهي يتم في أفران أرضية ، وهي عبارة عن حفر تُسخن بالنار وتُبطن بالصخور الساخنة.

لا تزال هذه التقنيات مستخدمة حتى اليوم، وهي موثقة جيدًا في السجل الأثري. مع ذلك، لم تظهر أفران البناء الحقيقية، المبنية من مواد مثل الطين أو الطوب أو الحجر، إلا مع ظهور زراعة الحبوب وخبز الخبز . ولعل البيرة ، التي يُرجح أنها كانت مصدرًا مبكرًا للخميرة البرية ، قد لعبت دورًا في تطوير الخبز المخمر . تُظهر الرسوم المصرية القديمة الخبازين وهم يضعون العجين على أحجار ساخنة ويغطونه بأوانٍ طينية ساخنة، وهو شكل مبكر من أشكال الخبز المغلق. ^{[ 2 ] [ 3 ]} بمرور الوقت، تطورت هذه الأفران، التي كانت تُستخدم لخبز رغيف واحد، إلى أفران أكبر قادرة على خبز عدة أرغفة. وتطورت أساليب البناء من الحفر والقباب الطينية إلى أقبية أكثر ديمومة مبنية من الطوب والحجر.

في دول الخليج العربي الحديثة ، تُستخدم أفران البناء تقليديًا لخبز الخبز ، وهو نوع من الخبز المسطح. ^{[ 4 ]} في جنوب آسيا، تُستخدم أفران التندور ، المصنوعة في الأصل من الطين، على نطاق واسع في الهند وباكستان ، على الرغم من أن النسخ المعاصرة منها قد تعمل بالكهرباء. يُمثل تصميم التندور المفتوح من الأعلى شكلًا انتقاليًا بين الفرن الأرضي وأفران البناء المغلقة. في الأمريكتين قبل وصول كولومبوس ، بُنيت أفران مماثلة من الطين أو الطوب اللبن ، ويُشار إليها الآن عادةً بالمصطلح الإسباني " هورنو " الذي يعني "فرن". ولا تزال أفران "هورنو " تقليدية في جنوب غرب الولايات المتحدة .

يمكن أيضًا بناء أفران الطوب باستخدام قوالب خشبية ، على الرغم من أن العديد من التقاليد طورت تقنيات بناء القباب التي لا تتطلب أي قوالب. على سبيل المثال، غالبًا ما تُبنى أفران القبة الإيطالية التقليدية بشكل حر، وأحيانًا بالاعتماد على النظر فقط. يبدأ البناء عادةً بقاعدة دائرية من الطوب أو أنصاف الطوب. تُوضع الطبقات اللاحقة على طبقات من الملاط على شكل إسفين، كل منها بميل داخلي متزايد، لتشكيل قبة تدريجيًا. يثبت الشفط بين الطوب الجاف والملاط الرطب الطوب في مكانه حتى الطبقات العلوية، وعندها يمكن استخدام دعامات مؤقتة حتى يثبت حجر الزاوية الهيكل.

تُعدّ الأفران المستطيلة أسهل في البناء باستخدام الطوب القياسي، وتتطلب قطعًا بسيطًا. يُساعد استخدام الطوب المقوس المخروطي الشكل في بناء أقبية أكثر متانة، ولكن بدون دعم جانبي، مثل الدعامات أو التسليح الفولاذي، قد يتسبب وزن القبو في انهياره . أما الأفران الدائرية، فتتطلب قطعًا أكثر دقة، ولكنها عادةً ما تحتاج إلى تدعيم أقل.

بغض النظر عن طريقة بناء الأفران، سواءً من الطين أو الطوب أو مواد الصب الحديثة أو المكونات الجاهزة المعيارية، فإن المبادئ الهيكلية الأساسية تبقى ثابتة. ويتم تركيب معظم الأفران تحت سقف أو غطاء واقٍ من العوامل الجوية.

يُعدّ دمج العزل تطورًا هامًا في بناء أفران البناء. ولأن البناء يفقد الحرارة بنفس سرعة امتصاصها، اعتمدت الأفران التقليدية على زيادة الكتلة للحفاظ على الحرارة لفترة أطول. صحيح أن الجدران السميكة قادرة على تخزين المزيد من الطاقة الحرارية، ولكن إلى حدٍّ معين فقط. وبما أن الحرارة تنتقل بطبيعتها من الساخن إلى البارد ، فلا يمكن للسطح الخارجي للفرن أن يصل إلى درجات حرارة الخبز الداخلية إلا إذا تم عزله بمواد مقاومة للحريق.

تتضمن عملية العزل الفعّالة وضع طبقة مقاومة للحرارة والضغط أسفل الفرن، تشبه المرتبة، وطبقة أخرى فوقها تشبه البطانية. مع ذلك، ونظرًا لأن الأفران غالبًا ما تزن آلاف الكيلوغرامات، فإن القليل من المواد الطبيعية توفر العزل والدعم الهيكلي الكافي. وقد ساهمت التطورات التكنولوجية الحديثة في توسيع الخيارات المتاحة بشكل ملحوظ.

تُقلل بعض تصاميم الأفران من فقدان الحرارة برفع الفرن عن الأرض الرطبة. في أمثلة تاريخية مثل أفران الطين الكندية، سمحت الجدران السميكة حتى للقواعد الخشبية بالبقاء آمنة من الاحتراق والحرق الزائد. ^{[ 11 ]} كما استُخدمت أحجار خفيفة الوزن مثل التوفا أو الخفاف كمواد عازلة لقواعد الأفران.

في ثمانينيات القرن الماضي، روّج آلان سكوت، صانع الأفران الذي يُعتبر رائدًا في مجال أفران الحطب الحديثة ^{[ 12 ]} ، لتقنيةٍ تستخدم ألواحًا خرسانية خفيفة الوزن مصنوعة من الخفاف أو البيرلايت أو الفيرميكوليت. وبمدّ حديد التسليح داخل الجدران الداعمة، أصبح بالإمكان تعليق الفرن من اللوح الخرساني. وقد أدى إزالة القوالب إلى تكوين فجوة هوائية عازلة أسفل الفرن، مما كسر الجسر الحراري الذي كان سيسمح بفقدان الحرارة إلى الأساس. ^{[ 12 ]}

وتشمل استراتيجيات العزل الأخرى استخدام ألواح عازلة عالية القوة تحت أرضية الفرن أو دمج زجاجات فارغة مع الطين والمواد العضوية (مثل نشارة الخشب، والقشور، وقشور المكسرات) للحصول على قاعدة عازلة خفيفة الوزن تشبه الإسفنج. ^{[ 13 ]}

للحفاظ على الحرارة فوق الفرن، قد يقوم البناؤون بتغليفه بجدران مملوءة بالبيرلايت أو الخفاف أو الفيرميكوليت. أو بدلاً من ذلك، يمكن لفّ الفرن بأغطية من الصوف المعدني مصنوعة من صخور أو طين مقاوم لدرجات الحرارة العالية. وتتطلب هذه الأغطية غلافًا خارجيًا واقيًا، غالبًا ما يكون مصنوعًا من الجص المقوى أو البلاط.

أظهرت دراسة أجراها بويلي وبلانشيت على أفران الطين الكندية أن النسبة المثالية بين ارتفاع الباب وارتفاع القبة تبلغ حوالي 63%. فالقبة المرتفعة جدًا تقلل من الحرارة الإشعاعية، بينما يسمح الباب المرتفع جدًا بتسرب الحرارة. ^{[ 14 ]} في المقابل، فإن الباب الذي يقل ارتفاعه عن 63% من ارتفاع القبة يحد من تدفق الهواء، مما يعيق الاحتراق. ^{[ 14 ]}

تختلف أفران البناء الحديثة اختلافًا كبيرًا عن الأفران التقليدية. فبعضها يتكون فقط من سطح خبز مصبوب، يشبه حجر البيتزا ، داخل غلاف فرن قياسي. وتنتشر هذه الأفران في المطابخ التجارية، على الرغم من وجود نسخ أصغر حجمًا توضع على الطاولة. ^{[ 15 ]}

قد لا تشبه أفران البناء الحديثة أسلافها كثيرًا، إذ قد تحتوي على سطح مصبوب (يشبه حجر البيتزا ) داخل هيكل فرن تقليدي. تُستخدم هذه الأجهزة بشكل أساسي في المنشآت التجارية، مع توفر نماذج تُوضع على الطاولة. ^{[ أفران كويزينارت "الطوبية" التي تُوضع على الطاولة. 1 ] [ 16 ] [ 17 ]}