هضم بالبخار

جهاز هضم البخار أو جهاز هضم العظام (المعروف أيضًا باسم جهاز بابان ) هو قدر ضغط عالٍ اخترعه الفيزيائي الفرنسي دينيس بابان عام 1679. وهو جهاز لاستخلاص الدهون من العظام في بيئة بخارية عالية الضغط، مما يجعلها هشة بما يكفي لطحنها بسهولة إلى مسحوق عظام . وهو سلف جهاز التعقيم بالبخار (الأوتوكلاف) وقدر الضغط المنزلي . ^{[ 1 ]}

صمام تحرير البخار، الذي تم اختراعه لجهاز الهضم الخاص ببابين بعد انفجارات مختلفة في النماذج السابقة، ألهم تطوير محرك البخار ذي المكبس والأسطوانة . ^{[ 2 ]}

أُنتج الفراغ الاصطناعي لأول مرة عام 1643 على يد العالم الإيطالي إيفانجيليستا توريتشيلي ، ثم طوّره العالم الألماني أوتو فون غيريكه باستخدام نصفي الكرة في ماغديبورغ . وثّق غاسبار شوت تجربة غيريكه في كتاب قرأه روبرت بويل . قام بويل ومساعده روبرت هوك بتحسين تصميم مضخة الهواء التي ابتكرها غيريكه، وصنعا مضخة خاصة بهما. ومن خلال تجارب عديدة، صاغا ما يُعرف بقانون بويل ، الذي ينص على أن حجم كتلة من الغاز المثالي يتناسب عكسيًا مع ضغطها. بعد ذلك بوقت قصير، صاغ جاك شارل قانون شارل ، الذي ينص على أن حجم الغاز عند ضغط ثابت يتناسب طرديًا مع درجة حرارته. دُمج قانونا بويل وشارل في قانون الغاز المثالي .

استنادًا إلى هذه المفاهيم، قام دينيس بابين ، مساعد بويل، عام 1679 ببناء جهاز هضم العظام ، وهو عبارة عن وعاء مغلق بغطاء محكم الإغلاق يحبس البخار حتى يتولد ضغط عالٍ. وقد أُضيفت لاحقًا صمامات لتصريف البخار لمنع انفجار الجهاز. ومن خلال مراقبة حركة الصمام صعودًا وهبوطًا بشكل منتظم، استلهم بابين فكرة محرك المكبس والأسطوانة. إلا أنه لم يُكمل تصميمه. وفي عام 1697، وبشكل مستقل عن تصاميم بابين، بنى المهندس توماس سافري أول محرك بخاري في العالم. ^{[ 3 ]} وبحلول عام 1712، طوّر توماس نيوكومن تصميمًا مُحسّنًا استنادًا إلى أفكار بابين . ^{[ 4 ]}

يذكر بويل أن بابان ذهب إلى إنجلترا على أمل إيجاد مكان يُتيح له مواصلة دراساته المفضلة على نحو مُرضٍ. وكان بويل نفسه قد انخرط لفترة طويلة في دراسة علم الهواء المضغوط، وكان مهتمًا بشكل خاص بالبحوث التي أجراها غيريك. وقد سمح بويل للشاب بابان بالانضمام إلى مختبره، وعمل الفيلسوفان معًا على هذه المسائل الشيقة. ومن المرجح أنه اخترع "جهاز الهضم" الخاص به أثناء وجوده في إنجلترا، ووُصف لأول مرة في كتيب كُتب باللغة الإنجليزية بعنوان "جهاز هضم أو محرك جديد لتليين العظام". ونُشر لاحقًا في باريس.

كان هذا وعاءً مزودًا بصمام أمان، يُغلق بإحكام بواسطة برغي وغطاء. يُمكن طهي الطعام والماء داخل الوعاء عند تسخينه، ويمكن رفع درجة حرارته الداخلية إلى الحد الذي يسمح به الضغط داخله بأمان. يُحدَّد أقصى ضغط بواسطة ثقل موضوع على ذراع صمام الأمان. إذا تجاوز الضغط هذا الحد، يُفتح صمام الأمان قسرًا ويتسرب البخار حتى ينخفض ​​الضغط بما يكفي ليُغلق الثقل الصمام مرة أخرى.

من المحتمل أن هذا الملحق الأساسي لغلاية البخار كان يُستخدم سابقًا لأغراض أخرى؛ ولكن يُنسب الفضل إلى بابين في استخدامه أولًا للتحكم في ضغط البخار. ^{[ 5 ]} في عام 1787، أشار أنطوان لافوازييه ، في كتابه "عناصر الكيمياء "، إلى "مُخَمِّر بابين" كمثال على بيئة يمنع فيها الضغط العالي التبخر، موضحًا أن الضغط الناتج عن تبخر السائل يمنع المزيد من التبخر. ^{[ 6 ]}

• محرك بخاري
• تاريخ الديناميكا الحرارية

• جهاز هضم بابين – صورة بجودة عالية
• روبرت بويل – لديه رسم تخطيطي لجهاز الهضم الخاص ببابين