نظم تهوية عنابر الدواجن
Ventilation Systems in Poultry Houses
تعتبر التهوية من أصعب الأشياء التي تواجه مربي الدواجن وبخاصة مربي بداري التسمين ، حيث أنها إذا قلت أو زادت عن المعدلات المطلوبة للطائر فإن ذلك يؤثر على الأداء الإنتاجي للطائر وعليه تحدد المكسب والخسارة. والتهوية في عنابر الدواجن تختلف في فصل الشتاء عن الصيف.
- فالتهوية في فصل الشتاء يكون الغرض منها هو إمداد الطائر بالأكسجين اللازم مع تغير هواء العنبر الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون والأمونيا، تقليل رطوبة الفرشة، مع الحفاظ على درجة حرارة العنبر بما يتناسب مع عمر الطائر (يعبر عنها بأقل معدل تهوية).
بينما في فصل الصيف فإن الغرض من التهوية هو إزالة الحرارة الزائدة التي تتولد من الطيور، الحرارة المكتسبة من أشعة الشمس الخارجية.
ونظام التهوية الجيد هو الذي يمد الطيور بالأكسجين والهواء النظيف وإزالة الغبار وغاز الأمونيا وثاني أكسيد الكربون وبخار المياه من الهواء والفرشة بالعنبر والحفاظ على حرارة العنبر في الجو البارد وكذلك الحفاظ على الجو الرطب في فصل الصيف (يتم إمداد العنبر بالحرارة في الشتاء والبرودة في الصيف).
• وعن طريق تصميم نظام تهوية جيد يمكن زيادة عدد القطيع في العنبر والحصول على نسبة التجانس بين الطيور من حيث الوزن وقلة الأمراض نتيجة عدم وجود أماكن مبللة (وهي الوسط الذي يناسب نمو البكتريا) وبصفة خاصة تحت البطاريات.
التهوية عن طريق السقف أو التهوية الجانبية أو العرضية :-
طبقا لعوامل المناخ وطريقة تصميم العنبر يمكن اختيار أفضل نظام للتهوية أو خليط من النظم المستخدمة وبصفة أساسية يوجد ثلاث أنواع من نظم التهوية الميكانيكية :
1. التهوية الطولية وفيها تثبت المراوح في نهاية العنبر على الجانبين.
2. التهوية عن طريق السقف وفيها تثبت المراوح في السقف.
3. التهوية العرضية وفيها تثبت المراوح في الحائط الجانبي.
ويمكن استخدام خليط من النظم السابقة بحيث يتكون من 20 % تهوية عن طريق السقف، 80 % تهوية عن طريق نهاية العنبر حيث تعطي نتائج جيدة.
وقد وجد أن أفضل نظم التهوية هو نظام التهوية الطولية والتي تسمى أيضا بالتهوية بالأنفاق Tunnel ventilation. حيث توضع مراوح الشفط في نهاية العنبر والتي من خلالها يتم سحب الهواء من العنبر ليحل محلة هواء متجدد من خارج العنبر. والهدف من نظام التهوية بالانفاق في عنابر الدواجن هو تقليل درجة حرارة العنبر لتكون اقل من 30 ويمكن عمل ذلك عن طريق مرور تيار هوائي بارد على مستوي الطيور بسرعة 2 م / الثانية (120 م / الدقيقة).
تأثير التبريد عن طريق سرعة الهواء
من المفهوم أن سرعة الهواء لها تأثير بارد على الحيوان . على سبيل المثال عندما يكون شخص راكب دارجة بسرعة في وقت الصيف ، فأن سرعة الهواء التي تصادف وتقابل الشخص تحسه بالشعور بالرطوبة وتلطف من حرارة الجو. في حالة الطيور فإن كل زيادة في سرعة الهواء يقابلها نقص في درجة الحرارة (جدول 3). لذلك فأن التهوية الطولية يفضل استخدامها في الأجواء الحارة وذلك لخلق سرعة هواء على الطيور ويفضل ألا تزيد سرعة الهواء عن 2.5 م / الثانية على مستوي الطيور في الجو الحار.
الهواء الخارج = الهواء الداخل
كمية الهواء التي تخرج من العنبر يدخل كمية قدرها إلى داخل العنبر لهذا فانة يمكن تركيب فتحات تهوية علوية بأبعاد مختلفة في المساكن المغلقة. وللحصول على معدل تيار هواء جيد فان سرعة الهواء الداخل عن طريق الفتحات الجانبية يجب ألا يتعدى 4.5 م / الثانية وإلا سوف يتسبب في متاعب للطيور .
جدول (3) تأثير الشعور بالبرودة مع زيادة سرعة الهواء وقلة الرطوبة النسبية .
شكل (6) عدد مراوح الشفط في العنبر يجب ان يتناسب مع عدد الطيور في العنبر.
شكل (7) مراوح الشفط يجب أن تزود بشبكة سلكية ومانع للإضاءة والتيارات الهوائية.
حساب عدد مراوح الشفط اللازمة في عنابر الدواجن
Calculating the Number of Exhausted Fans in the Houses
تتحدد عدد المراوح اللازمة لعنبر الدواجن عن طريق عدد الطيور المرباة في المتر المربع، واعلى وزن للطيور، سرعة الهواء المطلوبة داخل العنبر. قد وجد أن نظام التبريد عن طريق pad cooling ، وسرعة مرور الهواء بمعدل 2 - 3 م / الثانية يمكن تخفيض درجة حرارة العنبر بما لا يقل عن 10 - 15 م. فمثلا : إذا كانت درجة حرارة الجو الخارجي 36 م فان نظام التبريد يخفض درجة حرارة العنبر الي 28 م ، واذا كانت سرعة مرور الهواء داخل العنبر 2 م/ الثانية، فأنها تخفض درجة حرارة العنبر 6 درجات أخري لتصبح درجة حرارة العنبر 22 م. وفي حالة موجات الحر الشديد فإنه ينصح بزيادة سرعة الهواء إلى 2.5م / الثانية وذلك لتقليل درجة الحرارة .
يحسب عدد المراوح المطلوبة لعنبر الدواجن بناء علي أعلي معدل تهوية مطلوبة للعنبر .
معدلات التهوية الموصى بها في عنابر الدواجن
المناطق الحارة : من 8 – 10 م3 / الساعة / كجم وزن حي .
مناطق أوربا الشرقية : من 4 - 6 م3 / الساعة / كجم وزن حي .
مناطق أوربا الغربية من 3 - 4 م3 / الساعة / كجم وزن حي .
وهناك طريقتين لحساب عدد المراوح المطلوبة للعنبر :
الطريقة الاولى: عن طريق حساب مساحة مقطع العنبر وسرعة الرياح المطلوبة في العنبر.
عدد المراوح المطلوبة للعنبر = مساحة مقطع العنبر (العرض × الارتفاع ) x سرعة الهواء (م / الساعة ) ÷ كفاءة تشغيل المروحة ( م3 / الساعة ) .
فعلى سبيل المثال: عنبر عرضه 14 م وطوله 85 م وارتفاعه 3 م وسرعة مرور الهواء المطلوبة 2 م / الثانية . احسب عدد المراوح اللازمة لعنبر إذا كانت كفاءة المراوح المتاحة 42000 م3 / الساعة عند ضغط استاتيكي صفر بسكال (ابعاد المروحة 140 × 140 سم). وتختلف قدرة أو كفاءة المروحة حسب الضغط الاستاتيكى داخل العنبر.
من الناحية العملية يحسب كفاءة مراوح الشفط عند الضغط الاستاتيكي 0.1 عند استخدام خلايا التبريد.
إذا كفاءة المروحة عند ضغط 1. 0 بوصة = 42000 × 86 / 100 = 36120 م3 / الساعة.
كمية الهواء المطلوب طردها من العنبر = 14 ( عرض العنبر ) × 3 ( ارتفاع العنبر ) × 2 × 60 × 60 ( سرعة الهواء / الساعة ) = 302400 / 36120 (كفاءة المروحة م3 / الساعة عند 0.1 بسكال) = 8 مروح تقريبا.
الطريقة الثانية: يمكن حساب عدد المراوح المطلوبة للعنبر عن طريق حساب عدد كيلوجرامات اللحم في العنبر وأقصى معدل تهوية لكل كجم لحم.
حساب عدد كيلو جرامات اللحم في العنبر =
عدد الطيور في العنبر × متوسط وزن الطيور x أقصى معدل تهوية (8-10 م3 / الساعة / كجم وزن حي) .
ملحوظة: بصفة عامة ينصح بان يتم تربية بداري اللحم بكثافة 30-35 كجم في المتر المربع.
في حالة عنبر عرض 14 م وطوله 85 م فان كمية الهواء المراد تجديدها = 85×14 (ابعاد العنبر ) x 30 (كثافة كجم لحم من الطيور في العنبر) × 8 (اقصى معدل تهوية) = 285600 م3
عدد مراوح الشفط المطلوبة = 285600 ( كمية الهواء المراد تجديدها م 3) / 36120 (قدرة المروحة عند 0.1 بسكال) = 8 مراوح تقريبا.
قدرات مراوح الشفط Capacities of Exhausted Fans
تعتمد كفاءة مراوح الشفط على عرض الريشة وزاوية الريشة وشكل الريشة وربط السير بالمروحة والضغط الاستاتيكي داخل العنبر وعادة فان المراوح تعمل ب 86% من كفاءتها في حالات التبريد بالخلايا السيليلوزية.
وتعتمد كفاءة مراوح الشفط على عدة عوامل منها قوة الموتور وعدد لفاتة وعدد الريش وطول الريشة
جدول (4) يوضح كمية الهواء الخارجة من المروحة التي تعتمد على مواصفات الموتور وريش المروحة.
نظم تبريد عنابر الدواجن Cooling Poultry Houses
نظام التبريد بالخلايا السليلوزية ومراوح الشفط Pad Cooling System
درجة الحرارة المثلي لقطعان الدواجن والتي من خلالها يمكن الحصول على أعلى معدل إنتاجي هي بين 20 - 25 م والرطوبة النسبية 50-70% . وباستخدام نظام التبريد بالخلايا ومراوح الشفط والمسمى أيضا بالتهوية بالانفاق Tunnel ventilation يمكن الوصول الي هذه الدرجة بسهولة حتى في حالة ارتفاع درجة الحرارة خارج العنبر الى درجة عالية. وهذا النظام من التبريد معروف ايضا بفكرة التبريد التبخيري evaporative cooling. والتبخير هي العملية الفيزيائية والتي عن طريقها يتم تحويل الماء من الصورة السائلة الي صورة بخار، هذه العملية تحتاج الي طاقة حرارية يتم امتصاصها من الهواء المحيط وعليه فإن درجة حرارة الهواء تنخفض .
وكلما كانت درجة الحرارة عالية بينما الرطوبة النسبية منخفضة كلما كانت كفاءة التبريد عن طريق التبريد التبخيري أفضل وعملية التبخير تحدث بسهولة. وقد وجد من الخبرة العملية أن أفضل كفاءة للتبريد ( %80 ) يمكن الحصول عليها عند مرور الهواء من خلال خلايا التبريد بسرعة 1.5م / الثانية .
ونظام التبريد بالخلايا ومراوح الشفط مصمم ليعطي أعلى كفاءة في جميع الحالات والظروف وحسب المعدات التي قد تعترض الهواء داخل العنبر مثل أماكن وجود الاقفاص داخل العنبر وعلية يتم اختيار اماكن خلايا التبريد ومراوح الشفط داخل العنبر .
ويتكون نظام الخلايا من المواد الآتية :
* الخلايا السيليلوزية : وهي مصنوعة من شرائح السليلوز المتعرجة والمعاملة خصيصا بمواد كيماوية لمنع التعفن ولضمان بقائها تعمل بكفاءة عالية لمدة طويلة والشكل المميز لخلايا التبريد والمتعرج وقدرتها على الاحتفاظ بالماء تمنعها من وجود اماكن جافة أو احداث أي انسداد او انحراف للماء عن مسارها حيث ان هذه الخلايا مصممة لضمان توزيع الماء توزيع متجانس خلال هذه الخلايا السليلوزية وتصنع الخلايا السيليلوزية من ورق سيليلوز يتم معاملته بمواد مانعة للتعفن وتجعله غير قابل للذوبان والتحلل وتحتوي على مواد لتقوية التشبع وعوامل الترطيب .
- سمك الخلايا يختلف من 6-15 سم ، ينصح لخلايا التبريد التي تستخدم في مزارع الدواجن ألا تقل عن 10-15 سم سمك حتى يتم الحصول علي أعلي معدل تبريد وترطيب .
وكلما كانت ألواح التبريد سميكة كلما كانت كفاءة التبريد أعلى، بينما الزيادة الكبيرة في سمك ألواح التبريد تؤدي إلى زيادة الضغط المضاد وعلية فإنه يجب زيادة معدل التهوية وذلك للحصول علي اعلي كفاءة تبريد ويفضل عمل فتحات تهوية في العنبر لدخول الهواء منها وذلك لمنع انسداد ألواح الخلايا في حالة عدم تشغيلها وذلك لضمان بقائها لمدة أطول.
• خلايا التبريد اللازمة لتوزيع الماء: وهي خلايا سيليلوزية سمك 10 أو 15 سم حسب سمك الخلايا المستخدمة وعرض هذه الخلايا 10 سم بينما يختلف طولها من 60-90 سم. ويمكن الحصول عليها من خلال تقطيع عدد من الخلايا السيليلوزية بالمقاسات المذكورة سابقا في حالة عدم توافرها. وتوضع اعلى خلايا التبريد في اتجاه عكس مسارات المياه في الخلايا السيليوزية، وظيفتها توزيع المياه على الخلايا السيليلوزية الرئيسية.
* الاطار الخارجي : الاطار الخارجي لنظام خلايا التبريد يتكون من مجري من اعلى ومجري من اسفل على شكل حرف U على كل جانب ، والاطار يجب ان يصنع من معدن مضاد للتآكل (استانلس او الالمنيوم).
* ماسورة توزيع المياه وماسورة تجميع الماء الراجع : ماسورة توزيع الماء من خلالها يتم توزيع الماء علي خلايا التبريد وهى ماسورة مصنوعة من البلاستيك ومثقبة على مسافات 10-15سم على ان توجه المياه الى أعلى لتفادى ضغط المياه على الخلايا، بينما مأسورة الراجع يتم تركيبها في قاع خلايا التبريد ومن خلالها يتم توجيه الماء الي تنك الماء مرة أخري.
* تنك الماء : ويشتمل علي مضخة للماء لضمان سريان الماء على جميع الخلايا وتعتمد قدرة هذه المضخة علي مسطح خلايا التبريد ومن الأهمية معرفة كمية المتدفق من الماء علي سطح الخلايا للحصول علي أعلي كفاءة تبريد ويتم تركيب عوامة في تنك الماء وذلك للحفاظ علي مستوي ثابت للماء .
* تركيب فلتر ماء: من خلاله يتم تقليل نسبة الملح في الماء ، حيث زيادة نسبة الملح تؤدي الي قفل وتدهور الخلايا السليلوزية
• موقع خلايا التبريد : Pad location
يتم وضع خلايا التبريد طبقا لطبيعة المبني ويمكن وضع خلايا التبريد والمراوح في أماكن مختلفة من العنبر سواء في اطراف العنبر أو في وسط العنبر .
ويجب تظليل الخلايا السليلوزية من الخارج وذلك لحمايتها من أشعة الشمس المباشرة ووللتقليل من الأتربة والرمال المتراكمة على الخلايا.
في أوقات الشتاء يمكن تغطية الخلايا السليلوزية بستائر وذلك لحمايتها من الجو الخارجي مع التأكد علي وجود فتحات تهوية أخرى لتهوية العنبر.
طلاء خلايا التبريد Shacled cooling pads
يمكن معاملة خلايا التبريد العادية بطلاء أسود وذلك كي يمكنها البقاء لفترة طويلة ولتقليل ترسيب الأملاح ونمو الفطريات والتي يمكن ان تسد خلايا التبريد مما يؤدي في النهاية الي قلة كفاءة التبريد ويوصي باستخدام خلايا التبريد المغطاة بغطاء اسود في المناطق التي يكون فيها الماء عسر أو نوعيته رديئة. الغطاء المستخدم يزيد من التوزيع المتجانس للماء على خلايا التبريد وسرعة جفاف الماء يساعد على قلة نمو الفطريات .
دورة المياه في نظام التبريد بالخلايا Water Cycle in Pad Cooling System
للحصول على أعلى معدل كفاءة تبريد لابد من أن تكون دورة المياه على الأقل بمعدل 9 لتر / الدقيقة لكل متر من الخلايا السليلوزية (الورق) فعلى سبيل المثال إذا كان لديك طول خط ورق التبريد 18 م فإن كمية المياه المراد تدويرها لا تقل عن 160 لتر / الدقيقة على خلايا التبريد.
يتم تبخير فقط حوالي 10% من كمية المياه الساقطة على الورق والكمية المتبقية وهي 90% يتم إعادة ضخها مرة أخرى على الورق.
- كمية المياه التي تتبخر على سبيل المثال في يوم درجة الحرارة فيه معتدلة 25 م ، 50 % رطوبة نسبية حوالي 15 لتر/ الدقيقة.
- في درجة حرارة 35 م ورطوبة نسبية 20 % كمية المياه التي تتبخر تتضاعف إلى 30 لتر / الدقيقة (في عنبر عرضه 12.5 م).
المياه الزائدة على الورق تعتبر مفيدة ليس فقط لزيادة كفاءة التبريد ولكن أيضا لغسيل الأتربة والأملاح التي ربما تتواجد على الورق حيث أن ترسيب الأملاح والأتربة على الورق يزيد من الضغط الاستياتيكى على المراوح وتقلل من سرعة الرياح داخل العنبر. وينصح بوضع مضخة المياه في المنتصف (منتصف الخط). هناك فائدتين من وضع مضخة المياه في منتصف الخط :
الأولى: أن عودة المياه إلى المضخة تكون أسرع حيث تأخذ نصف المسافة فقط وبالتالي يعاد ضخ هذه المياه بسرعة وضمان عدم خلو التنك من المياه.
الثانية: أنه يمكن تشغيل نصف الورق إذا كان المراد على سبيل كمية قليلة من التبريد نظرا لعمر الكتاكيت أو درجة الحرارة ليست عالية جدا خارج العنبر.
كما أنه يمكن الحصول على معدل سريان مياه متجانس على الورق لذا ينصح إذا زاد طول الخط عن 15 م طول . أن توضع المضخة في منتصف الخط.
أيضا هناك إعتبارات يجب مراعاتها في نظام التبريد وهي:
- وجد أن فتحات 32/5 بوصة احتمالات انسداد هذه الفتحات أقل من الفتحات التي تكون حجمها 8/1 من البوصة.
- عند اختبار النظام الجديد يجب فحص جميع الفتحات والتأكد من خلوها من أي رايش أو سدد .
جدول (5) تأثير حجم الفتحة بالبوصة والمسافة بين الفتحتين على الارتفاع الطولي من الخلايا الذى يمكن تغطيته بالماء .
من الأهمية مراجعة حجم الفتحات والمسافة بين كل فتحتين في النظم التي تم تركيبها حيث أن كثير من الشركات تحدث تعديلات بناء على أرض الواقع.
تجانس سريان المياه على الورق : من الأهمية أيضا أن يكون سريان المياه على ورق التبريد متجانس يلاحظ أن ضغط المياه في بداية الطلمبة أسرع وأكثر وكلما انتقلنا إلى نهاية الخط يكون الضغط قليل وهذا ناتج عن قلة ضغط المياه.
- ومن أهم العوامل المؤثرة في ضغط المياه هو حجم ماسورة المياه، والمسافة بين كل فتحتين، وطول الخط، وكلما بعدت المسافة عن المضخة يقل تدفق المياه، ويجب اختبار قوة المياه عند نهاية الخط، ويمكن عمل 2 ماسورة توزيع للمياه في حالة الخطوط الطويلة سمك الماسورة 1 بوصة ومن العيوب أيضا وجود مياه غزيرة في بداية الخط وضعف المياه في نهاية الخط وفي هذه الحالة يمكن زيادة حجم المضخة.
منع تكوين الطحالب والترسيبات على الخلايا :
يجب الحفاظ على خلايا الورق نظيفة ويمكن ذلك من خلال وضع منظفات أو مطهرات في المياه قاتلة للطحالب والبكتريا وغيرها حيث تعمل على فتح أي سدد يحدث نتيجة نمو الفطريات دون التأثير على الخلايا نفسها.
كيفية حساب كمية الخلايا السيليلوزية في عنابر الدواجن
تحسب كمية الهواء المراد تجديدها من العنبر (م3 / الثانية) ثم قسمة هذه الكمية على سرعة الهواء م / الثانية (1.5 م / الثانية) حيث تعمل مراوح الشفط عند هذه السرعة بكامل كفاءتها نظرا لتخفيض الضغط الاستياتيكي
فعلي سبيل المثال :
عنبر مساحته 14 × 85 = 1190 م3
يتم حساب كمية الهواء المراد تجديدها (م3/ساعة) =
14 x 85 (ابعاد العنبر) x 30 (كثافة كجم لحم من الطيور في العنبر) × 8 (اقصى معدل تهوية) = 285600 م3
ثم يتم تحويلها الى (م3 / الثانية) = 285600 ÷ (60×60) = 79.33 م3 هواء / الثانية.
م 3 هواء / الثانية
مساحة الخلايا السيليلوزية = 79.33 م3 هواء / الثانية : 1.5 م/ الثانية = 52089 م2 خلايا سيليلوزية، حيث وجد من نتائج الخبرة العملية ان اعلى كفاءة تبريد يمكن الحصول عليها عند سرعة هواء 1.5 م / الثانية.
كمية الخلايا السيليلوزية 52.89 م2 (تساوى 35.26 م طول × 1.5 م ارتفاع).
وحيث ان هذه المساحة تقسم علي جانبي العنبر = 35.26 ÷ 2 = 17.63 م طولي على كل جانب.
شكل (8) نظام التبريد بالخلايا السيليلوزية مع ملاحظة تظليل الخلايا السليليوزية لحمايتها من اشعة الشمس المباشرة.
نظام وضع الخلايا السيليلوزية في العنبر
يمكن ان تكون في بداية العنبر ومراوح الشفط في أطراف العنبر (في حالة العنابر التي طولها اقل من 100 م) او يمكن ان تكون في وسط العنبر ومراوح الشفط في أطراف العنبر. في حالات المباني الغير معزولة وارتفاع درجة حرارة الجو فانة يمكن حساب اعلي معدل تجديد هواء / كجم وزن حي بمعدل 15 م3 / الساعة .
شكل (9) لوازم خلايا التبريد (الإطار الخارجي)
وينصح بتركيب فلتر على خط المياه الواصل إلى خلايا التبريد لمنع تراكم الأملاح على الخلايا.
إسكان وتجهيز مزارع الدواجن
نظام التبريد عن طريق الضباب أو الرذاذ Fogger
يتم عن طريق خلق ضغط عالي للماء يمر من خلال فوهة أو فونية وتثبت خطوط المياه أسفل سقف العنبر حوالي من 3 - 4 خطوط مزودة بالفوهات كل 4 - 5 م وفيها يتم إخراج الماء على شكل ضباب يتم توزيعة داخل العنبر عن طريق مراوح الشفط . وهذا النظام يصلح في المناطق التي تكون فيها درجة الرطوبة منخفضة ( أقل من 50% رطوبة نسبة ) وهذا النظام أيضا له القدرة على خفض درجة حرارة العنبر الي 10 درجات مئوية. ومن عيوب هذا النظام أنه إذا لم يتم التحكم في حجم الرذاذ الخارج فانة يرفع رطوبة العنبر .
وهناك نوعين من نظام التبريد بالضباب : ذو الضغط العالي ، ذو الضغط المنخفض .
الأول : ذو الضغط العالي وهو ينتج قطرات ماء حجمها من 10 - 15 ميكرون وهذا النظام يقلل رطوبة العنبر.
الثاني : ذو الضغط المنخفض وتكون فيه حجم قطرات الماء أكبر من 30 ميكرون وهذا النظام قد يسبب زيادة الرطوبة داخل العنبر.
على سبيل المثال لتبريد 1000 م2 من العنبر عن طريق الرذاذ Foggers فانه يجب توفير:
- مضخة ضغط عالي بمعدل 600 لتر ماء / الساعة
- الضغط المطلوب 110 - 120 بار
- عدد الفوهات او الفونيات Nozzles 60 فونية (قطر 10 ميكروميتر) يتم توزيعا توزيع متجانس في المساحة.
