Kdysi dávno jsem požádal svou tetu, výbornou kuchařku, o sepsání knihy vzácných rodinných receptů. S povzdechem mi odpověděla „Ale Péťo, co já ti tam mám psát? Vždyť mouka je pokaždé jiná, brambory jsou jednou moučný a jednou lojovatý. Já váhy vůbec nepoužívám.“ Receptář jsem nakonec dostal, ale každý návod byl doplněný spoustou poznámek, tu k hustotě těsta, tam zas k době kynutí. Úplně stejné je to i v tom našem hliněném řemesle. Vše se stále mění, vše je v pohybu. Ještě aby ne, vždyť vlastně bez přestání pracujeme s přírodninami. K pochopení toho, jak suroviny v keramice fungují, dojdeme dlouhou praxí, ale hodně může pomoci i vážení.
Proč je dobré v dílně vážit?
Pracoval jsem v jedné dílně, kde se pro dosažení konkrétního odstínu míchaly dvě glazury dohromady. Do jednoho kýble přišly tři naběračky z kýble druhého. Výsledný odstín bylo třeba pokaždé vyvzorovat. Celkem často výpal ukázal, že odhad nebyl tak úplně přesný. Pak se přidalo jednoho, nebo druhého, a test se zopakoval. A tak pokaždé znovu, když namíchaná poleva došla, po dlouhá desetiletí. Pokud by na začátku někdo správný poměr zvážil a zapsal, to by, panečku, ušetřilo práce. Pojďme se podívat blíž na další situace, kde všude využijeme váhy.
Kdy vážíme?
V keramické dílně se setkáváme s řadou situací, při kterých nám budou váhy vítaným pomocníkem. Je to nejčastěji:
Testování surovin není v podmínkách malých dílen zcela běžné, nicméně někdy se může hodit znalost granulometrie, kdy se za pomoci sady laboratorních sít a přesných vah určuje procentuální zastoupení jednotlivých frakcí zrn. Také se užívá stanovení vlhkosti vstupních surovin, která svým přirozeným kolísáním ovlivňuje množství navažované sušiny, o kterou nám jde především. Míchání vlhkých surovin bývá jednodušší, než jejich pracné a drahé vysoušení. K tomu ale musíme vědět, kolik vody obsahují a o tuto hodnotu upravit recepturu. Ani zde se neobejdeme bez vah.
Testování složení hmot provádí každý, kdo vytváří své vlastní receptury. Váží se a zkoumají poměry jílů, ostřiv, lehčiv, taviv, barviv, ztekutiv nebo množství rozdělávací vody.
Testování vlastností hmot jako například vyjádření citlivosti k sušení (Bigotova křivka) nebo nasákavosti varem, patří k praktickým dovednostem, jež může využít i drobný keramik, který si hmoty kupuje. Zkoušek existuje mnohem víc, ale u těchto potřebujete dobré váhy.
Výroba hmot následuje po ukončení testů. V této fázi používáme veliké provozní váhy, které pracují v řádech kil až tun.
Ztekucování už bylo zmiňováno u testování hmot. Kromě licích břeček se ztekucují také engoby (zejména terra sigillata a řecký firnis). Váží se suchá hlína a na přesných vahách i malá množství elektrolytu. Bez vah a viskozimetru se neobejdeme při stanovování ztekucovací křivky, která nás informuje o nejlepším poměru a druhu ztekutiva.
Sádra a voda se buď odhadují, anebo váží. V příručkách pro modeláře nacházíme i receptury pro přípravu pomocných materiálů. Často jsou uváděny v gramech.
Točení na kruhu si vyžádá použití váhy v případě, že chcete vyrábět více stejných kusů. Někteří točíři potřebné množství hlíny odhadují a dlužno dodat, že odhad lze velmi přesně vycvičit.
Určení litrové hmotnosti se někdy nesprávně nazývá určení hustoty. K tomuto měření lze použít hustoměr, anebo odměrný válec a váhy. Při 20 °C odměříte 1 litr, který pak zvážíte. Přídavkem vody nebo sušiny se dostanete na potřebnou litrovou hmotnost, takže vaše glazury a engoby budou vždy stejně „husté“. Více se můžete dočíst v našem článku Vysoce rafinovaná Terra sigillata.
Příprava glazur, dekoračních materiálů a engob si nezřídka vyžádá použití vah. Obzvlášť v případě složitějších receptur míchání od oka nebude fungovat. Vzpomeňte na příhodu s mícháním dvou kýblů.
Vývoj glazur, dekoračních materiálů a engob je téma samo o sobě. Podrobněji se mu budeme věnovat v dalším textu, ale už nyní podotýkám, že se neobejdeme bez kvalitních vah.
Testování glazur a jejich navažování
S ohledem na množství
Zkoušení glazur neodmyslitelně patří do portfolia činností skoro každého keramika. Počínaje jednoduchým smícháváním komerčně vyráběných glazur, barvítek a barvících oxidů a konče specifickým výzkumem chování skloviny, bádáním nad krystalizací nebo přípravou polev z hornin a minerálů z našeho okolí, všude tam se nevyhneme navažování. Důležitým měřítkem je množství vzorků, které nám za rok projde rukama. S jejich počtem stoupá množství surovin, práce, odpadu a zabraného prostoru. Děláme-li deset provozních vzorků za rok, nijak nevadí, když použijeme méně přesné váhy, které umožní bezpečně navážit 100 g glazury. Budou to stejné váhy, jaké se hodí třeba v kuchyni. Propadnete-li však glazurám a zatoužíte poznat všechny principy a tajemství, která nabízejí, hravě překročíte hranici 1000 testů ročně. S přesností kuchyňských vah byste se dostali k metráku surovin, nemluvě o všem tom cezení, shánění nádob a likvidaci nevyhovujících zkoušek. Nastává čas poohlédnout se po nějakých přesnějších vahách.
Přesné váhy
Zkušenosti ukazují, že na pokrytí jedné průměrně veliké testovací kachličky spotřebujeme 5-10 gramů glazury. Ve své dílně standardně připravuji 5g vzorky. Od této hmotnosti odvozuji výběr vah. V některých případech pracuji s 0,2 % barvících oxidů, což pro pětigramový vzorek vyžaduje schopnost opakovaně a věrohodně zvážit 0,01 g. Tímto se dostáváme do skupiny tzv. přesných vah. Je to zařízení s dílkem na stupnici o velikosti 0,001 g. Pozorný čtenář si jistě všimne, že používáme váhy o řád přesnější, než je nejmenší vážené množství, popř. dbáme pokynů výrobce vah. Počítáme totiž s chybou a nejistotou vážení, které mívají celou řadu příčin. Váhy označované jako přesné mají počet dílků větší než 10 000. Vzhledem k tomu, že nabídka zahrnuje širokou škálu modelů od laboratorních předvážek, které se používají při běžné laboratorní praxi, až po průmyslové váhy, využívané například ke kontrole hotově baleného zboží nebo pro míchání, navažování receptur a další aplikace, je obtížné tyto váhy jednodušeji popsat. Nejčastěji pracují na tenzometrickém principu nebo v případě starších modelů na technologii kmitající struny. Tyto váhy kladou o něco menší nároky na okolní podmínky než váhy analytické nebo mikrováhy, ale s ohledem na jejich poměrně vysoké rozlišení a přesnost nelze zanedbat působení okolního prostředí a k vahám je nutné přistupovat odpovídajícím způsobem.
Postavte je do rohu
Chceme-li plně využít potenciál přesných vah, je třeba je umístit v místnosti s pevnou podlahou a bez vibrací (vlaky, tramvaje, důlní a stavební činnost apod.). V zásadě volíme místa v rozích místností, mimo průvan (okna, ventilátory) a mimo komunikační trasy. Přesnému vážení neprospívají ani změny vlhkosti a teploty. V ideálním případě využíváme vážící stoly připevněné k podlaze nebo ke stěnám. I když uznávám námitku, že málokterá dílna takovým stolem disponuje. Hledáme tedy co nejstabilnější konstrukci, jejíž horní plocha je vodorovně vyvážena.
Po umístění zařízení provádíme tzv. justování pomocí vnějšího nebo vnitřního justovacího (kalibračního) závaží. To by mělo proběhnout po zapnutí a zahřátí vah. Tuto minimální dobu uvádí výrobce v návodu. V případě levnějšího zařízení si budete provádět justování manuálně sami. Justovací závaží zakoupíte na základě doporučení výrobce u specializovaných prodejců. V souvislosti s vážní technikou jistě narazíte na termín kalibrace. Kalibraci provádí vyškolený specialista v místě, kde je váha používána a výstupem je kalibrační list, který dokládá vlastnosti zařízení. Kalibrace se občas nesprávně zaměňuje s justováním. Vzhledem k povaze vážení v mé dílně kalibrování neprovádím.
| Rozdělení vah |
"d" dílek (rozlišení) |
"n" počet dílků (váživost) |
| Ultra mikro váhy | <µg | >106 d |
| Mikrováhy | =µg | ~106 d |
| Analytické váhy | =0,1mg | ~104-5 d |
| Přesné váhy | =1mg | >104 d |
| Váhy běžné přesnosti | ~0,1g | od103 do104 d |
| Orientační měřidla | <103 d |
Další parametry
Vedle rozlišení a váživosti (maximální možná vážená hmotnost) nás při výběru zajímá kvalita zpracování, vestavěné funkce a vybavení vah. Současní výrobci nabízejí nepřeberné množství produktů v širokém cenovém rozpětí. Pokud možno hledejte zařízení s vyšší vlastní hmotností, což urychluje ustalování a zlepšuje opakovatelnost. Vaše váha musí disponovat funkcí tára. Pro přesné váhy se hodí skleněný box nebo alespoň ohrádka, která brání průvanu, nebo dechu obsluhy. Také se zajímejte o velikost vážící plochy a možnost šroubovacích nožek. V případě, že součástí konstrukce nebude vnitřní justovací závaží či libela, budete je muset dodatečně dokoupit.
Osvědčilo se mi koupit použitý kvalitní stroj, ikdyž každý vážní technik by před nákupem doporučoval kontrolu u vážního technika. Mám dobré osobní zkušenosti se značkami Sartorius a AND. Levnější Kern používám pro méně náročné aplikace. U nás se běžně dají koupit na inzerát, nebo na zahraničních portálech jako např. EBay. Vyplatilo se mi na vahách nešetřit. Použité mohou stát 4000-10000,-Kč
Vážení, a teď něco o navažování
Příprava
Kromě vah budete potřebovat prostředky osobní ochrany zdraví (respirátor, rukavice…), eventuelně digestoř, váženky, střičky, lžičky, pinzetu, nádobky pro navážené vzorky (používám jednorázové kelímky na destiláty), pracovní verzi receptur, popř. metodický postup experimentu, zápisník, psací potřeby, permanentní popisovač, vhodně připravené označené suroviny (namleté, promíchané, cezené, prané atp.), dostatečné osvětlení.
Před samotným navažováním se ujistěte, že jsou váhy alespoň 2 hodiny předem zapnuté, justované, ve vodováze, v nulové pozici a se zobrazeným detektorem stability. Při práci se snažte udržovat čistotu. Mnoho chyb vzniká vlivem špatné organizace jednotlivých úkonů na pracovišti. Vždy se vyplatí dobrá komunikace s kolegy a přesně vymezené činnosti pro každého člena týmu, je-li nějaký. Pokuste se nastavit kontrolní mechanizmy, které minimalizují možnost vzniku chyb. V takto připraveném pracovišti lze dosáhnout opravdu vysokých výkonů a navážení stovek vzorků zabere minimum času.
Metodika
Dobrá organizace a klidná atmosféra přispívá k pravidelné, rytmické až mechanické práci, což přináší pravidelné a opakovatelné výsledky. První navážky mají zhoršenou opakovatelnost. Lepší výsledky dostanete až po určité době. Váženku umisťujte vždy na střed vážící misky, pokud možno pinzetou. Snažte se o souvislou sérii měření bez přerušování. Dodržujte minimální hmotnost navážky doporučenou výrobcem vah. Nepřekračujte maximální hodnotu váživosti. Vážený materiál by neměl ulpět na zařízení. Základní zásadou je navažování pouze jedné složky receptury, tzn. nikdy nepřivažujeme. V případě překročení zamýšleného množství, nelze jednotlivé složky identifikovat, a tudíž ani odebrat. Vždy važte do čisté váženky a dokonale ji vyprazdňujte. U navažování kapalin a roztoků zabraňujte odparu. U navažování suspenzí zabraňujte odparu a sedimentaci. U navažování směsí dokonale promíchávejte a zabraňujte odmísení. U navažování hygroskopických látek zabraňujte hydrataci z okolí.
Věděli jste, že vážení je určování hmotnosti daného množství látky nebo předmětu, zatímco navažování znamená experimentální určení množství látky o předem určené hmotnosti?
Když scházejí přesné váhy
V případě navažování menšího množství, než je nejmenší přípustné pro vaše váhy, anebo při práci s malým množstvím intenzivně barvícího složky, lze využít tzv. nosič, ve kterém navažovanou látku rovnoměrně rozptýlíte, nebo rozpustíte. Pak navažujete větší množství, ale do glazury se dostane jen zlomek dotčené látky. Samozřejmě musíte znát poměr s nosičem.
Například
Potřebujeme do 5 g transparentky přidat 5 mg Cr2O3
50 mg oxidu chromu dobře promícháme se 450 mg základního transparentu (nosičiem) v suchém stavu. Jde o stejnou transparentku, kterou používáme v tom konkrétním testování. To je dohromady 500 mg. Této směsi navážíme 50 mg. Navážka tedy obsahuje 45 mg glazury (nosiče) a 5 mg Cr2O3. Takže místo 5 mg bude nejmenší navážka 10x větší, ale s obsahem 5 mg Cr2O3, o který nám jde. Z důvodu zachování přesnosti je nutné navážit vzorek základní transparentky o 45 mg menší, protože toto množství přijde do vzorku ve formě nosiče. Dejte pozor na dokonalé promísení obou složek (doporučuji sítovat).
Bylo by možné použít i jiný nosič. Hypoteticky, třeba med. Tím bychom vyřešili problém sedimentace, nebo odmísení a korekci receptury, protože med bezezbytku vyhoří. Stále však musíme znát přesný poměr nosič/oxid.
Závěr
Pokud jste dospěli až sem, jistě už není třeba zdůrazňovat, že nejsou váhy jako váhy a že jedny v dílně nestačí. Tedy alespoň pokud máte dobrodružně-analyticko-pedantského ducha, jako mám já. Přesto nikdy nezapomínám, že moje stará teta váhy nepoužívala, a přece byla její svíčková nejlepší na celém světě.
- - - - -
Autor: Petr Toms | Jazyková korektura: Zuzana Chomátová
Zdroje:
Elektronická učebnice; https://eluc.kr-olomoucky.cz/verejne/lekce/2258
České kalibrační sdružení ; http://www.cks-brno.cz/dokumenty/vystupy-z-ukolu/162-piruka-pro-uivatele-vah/file
Hepnar-váhy a vážící systémy; https://www.hepnar.cz/poradna/view/jaky-je-rozdil-mezi-externim-a-internim-justovanim/
Mettler-Toledo s.r.o.; https://www.mt.com/cz/cs/home/library/FAQ/laboratory-weighing/Balance-Scale-Service-Calibration.html
Laval Lab; https://lavallab.com/products/laboratory-scales/top-loading-economical-laboratory-scales/
Přihlaš se a vlož komentář...