Okiem Technologa - spożywczość w ceramice. Nieco teorii i porady praktyczne

„Spożywczość w ceramice” - Nieco teorii i porady praktyczne

„Omnia sunt venena, nihil est sine veneno.Sola dosis facit venenum”. - cyt. Paracelsus - Cóż jest trucizną? Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka czyni, że dana substancja nie jest trucizną.
 

W opracowaniu używam zamiennie pojęcia toksyczność i powszechnie ostatnio używanego neologizmu „spożywczość”

Zacznę może od tego, że moim zdaniem, trudno znaleźć bardziej ekologiczną działalność człowieka jak ceramika. To przecież sam Pan Bóg stworzył człowieka z gliny.

Ceramika to nic innego jak powtórzenie naturalnych procesów geologicznych. Temperatura na styku zjawisk wulkanicznych oraz czas i ciśnienie .

Skład skorupy ziemskiej: pierwsza górna warstwa to sial, potem sima i tak dalej aż do ciężkiego gorącego jądra. Sial to Si- krzem i Al.-glin. Sima to Si – krzem i Mg-magnez.

Jak czytam na opakowaniu szkliwa, które jest oznaczone czarnym krzyżem, a więc nienadającym się do kontaktu z żywnością i widzę, że w podanym składzie chemicznym brak jakiegokolwiek pierwiastka tworzącego związki toksyczne, to bardzo się dziwię

Wniosek, jaki wysnuwam, że być może chodzi o krzem, bo powoduje u ludzi pylicę? Czyli muszę to potraktować w kategoriach żartu, a najpewniej ignorancji jakiegoś urzędnika w Brukseli. Ciekawi mnie bardzo, dlaczego tenże urzędnik, zezwala na produkcję wędzonych czerwonych wędlin zatrutych, siłą rzeczy, azotanami, czy gumy do żucia uwielbianej przez dzieci, zawierających kauczuk butylowy, syntetyczny wosk naftowy i wiele innych „ciekawych” wypełniaczy, emulgatorów, zmiękczaczy i sztucznych słodzików.

Myślę, że wypalenie papierosa jest „zdrowsze”, niż ta guma. Wracając do ceramiki. Na początek polecam artykuł o tlenkach Pana Marcina J. Gajewskiego. Dzięki temu artykułowi uświadamiamy sobie, że w ceramice pracujemy tlenkami.

Teraz, skupmy się na szkliwach i farbach ceramicznych

Szkliwo to szkło. Substancja stała przechodząca stopniowo bez krystalizacji i w sposób odwracalny ze stanu ciekłego do stałego. Co tworzy szkło, a właściwie jego więźbę? Otóż tlenki szkłotwórcze: tlenki Si, B, Ge, P, As, Zn. (Krzem, Bor, German, Fosfor, Arsen, Cynk). Są to substancje tworzące zespoły atomów w postaci np. łańcuchów, wydłużonych cząstek itp.

Co to jest więźba?

To sieć przestrzenna krzemowotlenowa.

Poza wymienionymi tlenkami w tworzeniu szkliw uczestniczą tlenki pośrednie Al, Pb, Ti, Cd, Be, Zr (glin, ołów, tytan, kadm, beryl, cyrkon). W stanie czystym nie tworzą więźby natomiast w obecności innych tlenków nabierają tych własności.

Trzecia grupa to tlenki modyfikujące Na, K, Ca, Mg. ( sód, potas, wapń, magnez). To topniki, które łączą fragmenty więźby wtedy, kiedy nie jest w pełni przestrzenna.

Związki barwiące

• Związki manganu i niklu, barwiące szkło na fioletowo

• Związki kobaltu i miedzi, barwiące szkło na niebiesko

• Związki żelaza i chromu, barwiące szkło na zielono

• Związki siarki, żelaza z dodatkiem manganu, kadmu i srebra, barwiące szkło na żółto i brązowo

• Związki miedzi, złota i selenu, barwiące szkło na czerwono

Wracając do pojęcia „spożywczości”

Musimy rozszerzyć pojęcie więźby szkła. Odpowiemy sobie wtedy na pytanie, dlaczego na przykład wyroby majolikowe pokryte szkliwem ołowiowo-cynowym były nietoksyczne, czyli jak najbardziej „spożywcze". Zaraz podniosą się głosy, jak to, to przecież ołów. Według obecnych trendów ekologicznych to chyba nie może być nic gorszego. Kiedyś podejrzewano, że upadek starożytnego Rzymu to skutek ołowianych rur, jakim były wyłożone akwedukty. Okazało się, że to bzdury. Obliczono, że aby zachorować na ołowicę, człowiek musiałby pić taką wodę przez kilkaset lat.

Więźba szkliwa powstaje podczas wypalania ceramiki w zakresie temperatur transformacji. To temperatury leżące w zakresie od punktu mięknięcia do punktu topienia.

Mówiąc bardzo ogólnie i pewnie moi wykładowcy z Wydziału Ceramicznego AGH mogliby mieć pewne wątpliwości, to zakres temperatur gdzie tworzy się omawiana więźba. W zasadzie im przedział czasowy jest dłuższy tym lepiej, bo tlenki modyfikujące, o których była mowa, łączą fragmenty więźby, gdy nie jest ona w pełni przestrzennie wypełniona.

Możemy teraz wrócić do pytania o „spożywczość” majoliki historycznej

Szkliwo ołowiowo-cynowe jest najlepszym zmętniaczem w całej ceramice. Jego stopień białości mierzony kolorymertrem wynosi blisko 98%, podczas gdy najlepsza porcelana osiąga wartości ca 90-95 %. Za wzorzec w kolorymetrze służy węglan magnezu, którego białość to 100%.

Historycznie majolikę wypalano, w porównaniu do obecnie stosowanych krzywych wypalania, bardzo długo. Piece miały obudowę z ciężkich szamotów. Długo dochodziły i długo studziły. W ten sposób więźba mogła się wspaniale „nasycić”.

Dla przykładu podam, że wypalanie fajansowych wanien kąpielowych, szkliwionych szkliwem ołowiowym produkowanych w latach 30-tych trwało ok. trzech tygodni. Produkowano je we Włocławku w tzw. piecach ulowych opalanych węglem.

Obecnie nie stosuje się szkliw ołowiowo-cynowych ze względów ekonomicznych. Cena tlenku cyny to obecnie ca 350 USD za kilogram. Nie bez znaczenia jest również toksyczność w procesie produkcji, obecnie nienastręczająca technologicznie większych problemów.

No to teraz czas na porady praktyczne.

Podstawowy wniosek z poważnych rozważań to fakt, że „spożywczość” nie zależy tylko od składu szkliwa, czy farby, ale głównie od warunków wypalania.

Jak sobie radzić, aby mieć pewność, że „nie trujemy” ludzi i jednocześnie nie zlecać za ciężkie pieniądze badań na kwoso i ługoodporność naszych wyrobów ceramicznych w notyfikowanych jednostkach badawczych?

- Ja osobiście przeprowadzam próby w sposób następujący:

- Zalewam badane naczynko octem i drugie płynem do przypaleń marki D-Lux. Jeżeli po upływie doby nie ma odbarwień to uznaje, że jest OK.

- W przypadku wypałów Raku sprawa nie jest oczywista. Stosując szkliwa selenowo-kadmowe, czy uranowe, w szybkich wypałach nie ma praktycznie szans na „spożywczość”. Natomiast szkliwa, które redukują się do metali będą OK.

- Szkliwa krystaliczne, z uwagi na technologię ich otrzymywania, są jak najbardziej „spożywcze”.

- Metody mlekowania i żurkownia są w pełni Eko i godne polecenia.

- Fala „spożywczości” ma swoje dobre strony. Obserwuję powoli, że wyroby ceramiczne na różnego rodzaju imprezach ceramicznych przestają być głównie w kolorach czerwono- pomarańczowo-żółtych. (szkliwa selenowo-kadmowe)

Mam nadzieje, że przekonałem przynajmniej niektórych. W dobie, gdzie na butelce wody mineralnej jest info, że 0% tłuszczu, warto włączyć myślenie i nie nabierać się na powszechne próby zrzucenia odpowiedzialności producenta na odbiorcę.

Zawartość środków toksycznych w komponentach może być kompletnie niezwiązana z toksycznością produktu końcowego. np. fosfor posiada bardzo silne właściwości trujące. Fosforan wapniowy to główny składnik budulcowy kręgowców – w tym ludzi:) - składnik kości i zębów.

W Polsce ponad 70% ujęć wody pitnej zanieczyszczonych jest żelazem i manganem. Setki razy więcej ich przyjmujemy pijąc czystą wodę niż używając szkliw z ich dodatkiem.

Opracował: Maciej Rybka

Konsultacje: Marcin J. Gajewski
Konsultacje medyczne Prof. dr. hab. Marcin Rawicz