Candela - Candle

Una candela in un candeliere
Candele coniche nella Basilique Notre-Dame de Fourvière

Una candela è uno stoppino infiammabile incorporato nella cera , o un'altra sostanza solida infiammabile come il sego , che fornisce luce e, in alcuni casi, una fragranza . Una candela può anche fornire calore o un metodo per tenere il tempo .

Una persona che fa le candele è tradizionalmente conosciuta come chandler . Sono stati inventati vari dispositivi per contenere le candele, da semplici candelieri da tavolo , noti anche come portacandele , a elaborati candelabri e lampadari .

Affinché una candela bruci, viene utilizzata una fonte di calore (comunemente una fiamma viva di un fiammifero o di un accendino ) per accendere lo stoppino della candela, che si scioglie e vaporizza una piccola quantità di combustibile (la cera). Una volta vaporizzato, il carburante si combina con l' ossigeno nell'atmosfera per accendersi e formare una fiamma costante . Questa fiamma fornisce calore sufficiente per mantenere accesa la candela attraverso una catena di eventi autosufficiente: il calore della fiamma scioglie la parte superiore della massa di combustibile solido; il combustibile liquefatto si muove poi verso l'alto attraverso lo stoppino per azione capillare ; il combustibile liquefatto infine vaporizza per bruciare all'interno della fiamma della candela.

Quando il combustibile (cera) si scioglie e brucia, la candela si accorcia. Le parti dello stoppino che non emettono carburante vaporizzato vengono consumate nella fiamma. L'incenerimento dello stoppino limita la lunghezza della porzione esposta dello stoppino, mantenendo così una temperatura di combustione e un tasso di consumo di carburante costanti. Alcuni stoppini richiedono un taglio regolare con le forbici (o un taglia stoppini specializzato), di solito a circa un quarto di pollice (~ 0,7 cm), per favorire una combustione più lenta e costante e anche per prevenire il fumo. Speciali forbici per candele dette " sniffer " furono prodotte a questo scopo nel XX secolo e spesso erano abbinate ad un estintore. Nelle candele moderne, lo stoppino è costruito in modo da curvarsi mentre brucia. Ciò garantisce che l'estremità dello stoppino riceva ossigeno e venga quindi consumata dal fuoco, uno stoppino auto-tagliante.

Etimologia

La parola candela deriva dall'inglese medio candel , dall'inglese antico e dall'anglo-normanno candele , entrambi dal latino candēla , da candēre 'brillare'.

Storia

Lucerna romana

Prima della candela, le persone usavano lampade a olio in cui uno stoppino acceso riposava in un contenitore di olio liquido. I romani iniziarono a produrre vere candele intinte dal sego, a partire dal 500 a.C. circa. Le candele europee dell'antichità erano realizzate con varie forme di grasso naturale, sego e cera. In Roma antica , le candele sono state fatte di sego a causa del costo proibitivo di cera d'api. Potrebbero essere esistiti anche nell'antica Grecia , ma una terminologia imprecisa rende difficile determinarli. Le prime candele sopravvissute hanno avuto origine nella Cina Han intorno al 200 aC. Queste prime candele cinesi erano fatte di grasso di balena.

Durante il Medioevo, le candele di sego erano più comunemente usate. Nel XIII secolo, la fabbricazione delle candele era diventata un'attività di corporazione in Inghilterra e Francia. I fabbricanti di candele (chandlers) andavano di casa in casa a fabbricare candele con i grassi della cucina risparmiati a tale scopo, o producevano e vendevano le proprie candele da piccoli negozi di candele. La cera d'api , rispetto al sego di origine animale, bruciava in modo pulito, senza fiamma fumosa. Le candele di cera d'api erano costose e relativamente poche persone potevano permettersi di bruciarle nelle loro case nell'Europa medievale. Tuttavia, erano ampiamente usati per le cerimonie della chiesa.

Nel XVIII e XIX secolo, lo spermaceti , una sostanza cerosa prodotta dal capodoglio , veniva utilizzato per produrre una candela di qualità superiore che bruciava più a lungo, più luminosa e non emanava alcun odore offensivo. Più tardi, nel XVIII secolo, l' olio di colza e l' olio di colza entrarono in uso come sostituti molto più economici.

Era moderna

Price's Candles era diventato il più grande produttore di candele al mondo entro la fine del 19° secolo

La produzione di candele divenne un mercato di massa industrializzato a metà del XIX secolo. Nel 1834, Joseph Morgan, un peltro di Manchester , in Inghilterra, brevettò una macchina che rivoluzionò la produzione di candele. Ha permesso la produzione continua di candele modellate utilizzando un cilindro con un pistone mobile per espellere le candele mentre si solidificavano. Questa produzione meccanizzata più efficiente produceva circa 1.500 candele all'ora. Ciò ha permesso alle candele di essere un bene accessibile per le masse. I produttori di candele iniziarono anche a modellare gli stoppini con fili di cotone strettamente intrecciati (piuttosto che semplicemente intrecciati) . Questa tecnica fa arricciare gli stoppini mentre bruciano, mantenendo l'altezza dello stoppino e quindi la fiamma. Poiché gran parte dello stoppino in eccesso viene incenerito, questi sono indicati come stoppini "auto-taglianti" o "autoconsumanti".

A metà degli anni 1850, James Young riuscì a distillare la cera di paraffina dal carbone e dagli scisti bituminosi a Bathgate nel Lothian occidentale e sviluppò un metodo di produzione commercialmente valido. La paraffina potrebbe essere utilizzata per realizzare candele economiche di alta qualità. Era una cera bianco-bluastra, che bruciava in modo pulito e non lasciava alcun odore sgradevole, a differenza delle candele di sego . Alla fine del XIX secolo, le candele erano fatte di cera di paraffina e acido stearico .

Alla fine del XIX secolo, Price's Candles , con sede a Londra, era il più grande produttore di candele al mondo. Fondata da William Wilson nel 1830, l'azienda ha aperto la strada all'implementazione della tecnica della distillazione a vapore ed è stata quindi in grado di produrre candele da un'ampia gamma di materie prime, tra cui grasso di pelle, grasso di ossa, olio di pesce e grassi industriali.

Nonostante i progressi nella produzione di candele, l'industria delle candele declinò rapidamente con l'introduzione di metodi di illuminazione superiori, tra cui il cherosene e le lampade e l'invenzione del 1879 della lampadina a incandescenza . Da questo momento in poi, le candele sono state commercializzate più come un elemento decorativo.

Utilizzo

Accensione delle candele nel monastero di Visoki Dečani
Vista in primo piano della candela di notte

Prima dell'invenzione dell'illuminazione elettrica , candele e lucerne erano comunemente usate per l'illuminazione. Nelle zone prive di elettricità, vengono ancora utilizzati regolarmente. Fino al XX secolo, le candele erano più comuni nel nord Europa. Nell'Europa meridionale e nel Mediterraneo predominavano le lucerne.

Nel mondo sviluppato di oggi, le candele sono utilizzate principalmente per il loro valore estetico e profumo, in particolare per creare un ambiente morbido, caldo o romantico, per l'illuminazione di emergenza durante le interruzioni di corrente e per scopi religiosi o rituali.

Nel 21° secolo c'è stato un enorme picco nelle vendite di candele profumate negli ultimi anni. La pandemia di Covid-19 e il lockdown assicurato hanno portato a un drammatico aumento delle vendite di candele profumate, diffusori e spray per ambienti.

Altri usi

Con la combustione abbastanza consistente e misurabile di una candela, un uso comune delle candele era quello di leggere l' ora . La candela progettata per questo scopo potrebbe avere misure di tempo, solitamente in ore, segnate lungo la cera. La dinastia Song in Cina (960-1279) usava orologi a candela .

Nel XVIII secolo, gli orologi a candela venivano realizzati con pesi incastonati nei lati della candela. Quando la candela si è sciolta, i pesi sono caduti e hanno fatto rumore mentre cadevano in una ciotola.

Nei giorni che precedono il Natale, alcune persone bruciano una candela per un determinato importo per rappresentare ogni giorno, come indicato sulla candela. Il tipo di candela utilizzato in questo modo è chiamato candela dell'Avvento , anche se questo termine viene utilizzato anche per indicare una candela che viene utilizzata in una corona dell'Avvento .

Componenti

Cera

L'idrocarburo C 31 H 64 è un componente tipico della cera di paraffina, da cui vengono prodotte la maggior parte delle candele moderne.
Candele spente
Candele per Natale.

Per la maggior parte della storia documentata, le candele erano fatte di sego (ottenuto da carne di manzo o grasso di montone) o cera d'api . Dalla metà dell'800 si ricavavano anche dallo spermaceti , una sostanza cerosa derivata dal capodoglio , che a sua volta stimolava la domanda della sostanza. Anche le candele erano fatte di stearina (inizialmente prodotta con grassi animali ma ora prodotta quasi esclusivamente con cere di palma). Oggi, la maggior parte delle candele sono realizzate con cera di paraffina , un sottoprodotto della raffinazione del petrolio .

Le candele possono anche essere fatte di cera microcristallina , cera d'api (un sottoprodotto della raccolta del miele ), gel (una miscela di polimero e olio minerale ) o alcune cere vegetali (generalmente cera di palma, carnauba , bayberry o soia ).

La dimensione della fiamma e la corrispondente velocità di combustione sono controllate in gran parte dallo stoppino della candela . Il tipo di cera influisce anche sulla velocità di combustione, con la cera d'api e la cera di cocco che bruciano più a lungo della paraffina o della cera di soia.

I metodi di produzione utilizzano lo stampaggio per estrusione . I metodi di produzione più tradizionali prevedono la fusione del combustibile solido mediante l'applicazione controllata di calore. Il liquido viene quindi versato in uno stampo, oppure uno stoppino viene immerso ripetutamente nel liquido per creare una candela affusolata immersa. Spesso vengono aggiunti oli profumati , oli essenziali o coloranti a base di anilina .

Stoppino

Lo stoppino di una candela funziona per capillarità , attirando ("trascinando") la cera fusa o combustibile fino alla fiamma. Quando il combustibile liquido raggiunge la fiamma, vaporizza e brucia . Lo stoppino della candela influenza il modo in cui brucia la candela. Le caratteristiche importanti dello stoppino includono diametro, rigidità, resistenza al fuoco e ancoraggio.

Uno stoppino per candela è un pezzo di spago o corda che trattiene la fiamma di una candela. Gli stoppini commerciali sono realizzati in cotone intrecciato. La capillarità dello stoppino determina la velocità con cui l'idrocarburo fuso viene convogliato alla fiamma. Se la capillarità è troppo grande, la cera fusa scorre lungo il lato della candela. Gli stoppini sono spesso infusi con una varietà di sostanze chimiche per modificare le loro caratteristiche di combustione. Ad esempio, di solito è desiderabile che lo stoppino non si illumini dopo che la fiamma si è spenta. Agenti tipici sono il nitrato di ammonio e il solfato di ammonio .

Caratteristiche

Una piccola candela ornamentale con un supporto d'oro

Leggero

Una stanza illuminata dal bagliore di tante candele

Sulla base delle misurazioni di una candela di paraffina di tipo conico, una candela moderna brucia tipicamente a una velocità costante di circa 0,1 g/min, rilasciando calore a circa 80 W. La luce prodotta è di circa 13 lumen , per un'efficienza luminosa di circa 0,16 lumen per watt (efficienza luminosa di una sorgente) – quasi cento volte inferiore a una lampadina a incandescenza .

L' intensità luminosa di una candela tipica è di circa una candela . Il SI unità, candela, era infatti basato su un'unità vecchio chiamato candele , che rappresentava l'intensità luminosa emessa da una candela che richiedono specificazioni particolari (una "candela standard"). L'unità moderna è definita in modo più preciso e ripetibile, ma è stata scelta in modo che l'intensità luminosa di una candela sia ancora di circa una candela.

Temperatura

La parte più calda della fiamma di una candela è appena sopra la parte blu molto opaca a un lato della fiamma, alla base. A questo punto la fiamma è di circa 1.400 °C (2.550 °F). Si noti tuttavia che questa parte della fiamma è molto piccola e rilascia poca energia termica. Il colore blu è dovuto alla chemiluminescenza , mentre il colore giallo visibile è dovuto all'emissione radiativa delle particelle di fuliggine calda . La fuliggine si forma attraverso una serie di complesse reazioni chimiche, che portano dalla molecola del carburante attraverso la crescita molecolare, fino alla formazione di composti ad anello multi-carbonio. La struttura termica di una fiamma è complessa, centinaia di gradi su distanze molto brevi portano a gradienti di temperatura estremamente ripidi. In media, la temperatura della fiamma è di circa 1.000 °C (1.830 °F). La temperatura del colore è di circa 1000 K.

Fiamma di candela

Cinque zone di una fiamma di candela domestica standard

Si forma la fiamma di una candela perché la cera evapora quando brucia. Una fiamma di candela è ampiamente riconosciuta come avente da tre a cinque regioni o "zone":

  • Zona I: questa è la parte non luminosa, più bassa e più fredda della fiamma della candela. Si trova intorno alla base dello stoppino dove non c'è ossigeno sufficiente per bruciare il carburante. Le temperature sono intorno ai 600 °C (1.112 °F).
  • Zona II - questa è la zona blu che circonda la base della fiamma. Qui l'apporto di ossigeno è abbondante e il carburante brucia in modo pulito e blu. È il calore di questa zona che fa sciogliere la cera. Le temperature sono intorno agli 800 °C (1.470 °F)
  • Zona III - la zona scura è una regione direttamente sopra lo stoppino contenente cera incombusta. Qui avviene la pirolisi . La temperatura è di circa 1.000 °C (1.830 °F)
  • Zona IV: la zona centrale o luminosa è gialla/bianca e si trova sopra la zona scura. È la zona più luminosa, ma non la più calda. È una zona impoverita di ossigeno con ossigeno insufficiente per bruciare tutto il vapore di cera che sale da sotto di essa con conseguente combustione solo parziale. La zona contiene anche particelle di carbonio incombusto. La temperatura è di circa 1.200 °C (2.190 °F).
  • Zona V - La zona esterna non luminosa o velo circonda la Zona IV. Qui la fiamma è più calda, intorno ai 1.400 °C (2.550 °F), e avviene la combustione completa. È di colore azzurro anche se la maggior parte è invisibile.

Il principale determinante dell'altezza della fiamma di una candela è il diametro dello stoppino. Ciò è evidenziato nei lumini in cui lo stoppino è molto sottile e la fiamma è molto piccola. Le candele il cui scopo principale è l'illuminazione usano uno stoppino molto più spesso.

Storia dello studio

Una delle opere significative di Michael Faraday è stata The Chemical History of a Candle , dove fornisce un'analisi approfondita dello sviluppo evolutivo, del funzionamento e della scienza delle candele.

Pericoli

Secondo la National Fire Protection Association , le candele sono una delle principali fonti di incendi residenziali negli Stati Uniti con quasi il 10% di feriti civili e il 6% di decessi dovuti a incendi attribuiti alle candele.

Una fiamma di candela più lunga del punto di fumo laminare emette fuliggine . Un corretto taglio dello stoppino ridurrà le emissioni di fuliggine dalla maggior parte delle candele.

La cera liquida è calda e può causare ustioni alla pelle, ma la quantità e la temperatura sono generalmente piuttosto limitate e le ustioni raramente sono gravi. Il modo migliore per evitare di scottarsi a causa degli schizzi di cera è usare uno spegni candele invece di soffiare sulla fiamma. Uno spegnicandela è di solito una piccola tazza di metallo all'estremità di un lungo manico. Posizionare lo spegnitore sulla fiamma interrompe l'apporto di ossigeno. Gli smorzatori erano comuni in casa quando le candele erano la principale fonte di illuminazione prima che fossero disponibili le luci elettriche. Spegnitori decorati, spesso abbinati a un cero per l'illuminazione, si trovano ancora in quelle chiese che usano regolarmente grandi candele.

I candelabri di vetro a volte sono incrinati dallo shock termico della fiamma della candela, in particolare quando la candela brucia fino alla fine. Quando si bruciano candele in contenitori o barattoli di vetro, gli utenti dovrebbero evitare di accendere candele con contenitori scheggiati o incrinati e interrompere l'uso una volta che rimane 1/2 pollice o meno di cera.

Una precedente preoccupazione per quanto riguarda la sicurezza delle candele era che un nucleo di piombo veniva utilizzato negli stoppini per tenerli in posizione verticale nelle candele del contenitore. Senza un nucleo rigido, gli stoppini di una candela contenitore potrebbero cedere e annegare nella profonda pozza di cera. Sono aumentate le preoccupazioni che il piombo in questi stoppini si vaporizzerebbe durante il processo di combustione, rilasciando vapori di piombo, un noto rischio per la salute e lo sviluppo. Gli stoppini con anima in piombo non sono più comuni dagli anni '70. Oggi, la maggior parte degli stoppini con anima in metallo utilizza zinco o una lega di zinco , che è diventata lo standard del settore. Sono disponibili anche stoppini realizzati con carta e cotone appositamente trattati.

Gli utenti che cercano l'estetica di una candela a volte installano una candela elettrica senza fiamma per evitare i pericoli.

Regolamento

I mercati internazionali hanno sviluppato una serie di standard e regolamenti per garantire la conformità, mantenendo e migliorando la sicurezza , tra cui:

  • Europa: GPSD, EN 15493, EN 15494, EN 15426, EN 14059, REACH , RAL-GZ 041 Candele (Germania), Decreto francese 91-1175
  • Stati Uniti: ASTM F2058, ASTM F2179, ASTM F2417, ASTM F2601, ASTM F2326 (tutti sono federali e si applicano in tutti i 50 stati), California Proposition 65 ( solo California ), CONEG ( solo stati del New England e New York )
  • Cina: QB/T 2119 Basic Candle, QB/T 2902 Art Candle, QB/T 2903 Jar Candle, GB/T 22256 Jelly Candle

Accessori

Taglia stoppino

Candelieri

I candelabri decorativi, specialmente quelli a forma di piedistallo, sono chiamati candelieri ; se si tengono più candele, si usa anche il termine candelabro . La forma radice del lampadario deriva dalla parola per candela, ma ora di solito si riferisce a un apparecchio elettrico. La parola lampadario a volte è ora usata per descrivere un dispositivo sospeso progettato per contenere più coni.

Molti portacandele utilizzano una presa a tenuta di attrito per mantenere la candela in posizione verticale. In questo caso, una candela leggermente troppo larga non entrerà nel supporto e una candela leggermente troppo stretta traballerà. Le candele troppo grandi possono essere tagliate per adattarsi con un coltello; le candele troppo piccole possono essere dotate di un foglio di alluminio. Tradizionalmente, la candela e i portacandele venivano realizzati nello stesso posto, quindi erano di dimensioni appropriate, ma il commercio internazionale ha combinato la candela moderna con i portacandele esistenti, il che rende più comune la candela inadatta. Questa presa a tenuta d'attrito è necessaria solo per i federali e i coni. Per le candele da , c'è una varietà di portacandele, inclusi piccoli portacandele ed elaborati portacandele. Lo stesso vale per i votivi . Sono disponibili applique per lumini e candele votive. Per le candele a colonna, l'assortimento di portacandele è ampio. Un piatto ignifugo, come un piatto di vetro o un piccolo specchio, può essere un portacandele per una candela a colonna. Un piedistallo di qualsiasi tipo, con il piano ignifugo di dimensioni adeguate, è un'altra opzione. Una grande ciotola di vetro con un grande fondo piatto e alti lati curvi per lo più verticali è chiamata uragano. La candela a forma di pilastro è posizionata in basso al centro dell'uragano. Un uragano su un piedistallo a volte viene venduto come un'unità.

Un bobèche è un anello salvagoccia, che può anche essere fissato a un portacandele o utilizzato indipendentemente da uno. I bobèche possono spaziare dal metallo decorato o dal vetro alla semplice plastica, cartone o carta oleata. L'uso di bobèche di carta o plastica è comune negli eventi in cui le candele vengono distribuite a una folla o al pubblico, come canti natalizi o persone in altri concerti/feste.

Seguaci di candele

Questi sono tubi di vetro o metallo con una stenosi interna in parte lungo, che siedono intorno alla parte superiore di una candela accesa. Mentre la candela brucia, la cera si scioglie e il seguace trattiene la cera fusa, mentre la stenosi poggia sulla parte solida di cera più in alto. I seguaci della candela sono spesso deliberatamente pesanti o appesantiti per garantire che si spostino verso il basso mentre la candela brucia più in basso, mantenendo un sigillo e prevenendo la fuoriuscita di cera. Lo scopo di un seguace di candele è triplice:

  • Per contenere la cera sciolta, rendendo la candela più efficiente, evitando il disordine e producendo una combustione più uniforme.
  • Come decorazione, sia per la natura ornata del dispositivo, sia (nel caso di un seguace di vetro) per dispersione o colorazione della luce.
  • Se necessario, per schermare la fiamma dal vento.

I seguaci delle candele si trovano spesso nelle chiese sulle candele dell'altare .

Spegni candela

Gli spegni candele sono strumenti utilizzati per spegnere le candele accese soffocando la fiamma con una piccola coppa di metallo che è sospesa a un lungo manico, privandola così dell'ossigeno. Un significato più antico si riferisce a uno strumento simile a una forbice usato per tagliare lo stoppino di una candela. Con abilità, questo potrebbe essere fatto senza spegnere la fiamma. Lo strumento ora noto come spegni candele era precedentemente chiamato "estintore" o "douter".

Guarda anche

Riferimenti

link esterno