Vznik a využití vápenné vody

Vápenná voda je destilovaná/demineralizovaná voda nasycená ionty Ca2+ a OH-, vyznačující se výrazně zásaditým pH. Tvoří vodní fázi emulze, která se používá v poměru 50:50 s lipidní fází.

Chemické složení a vlastnosti

Hydroxid vápenatý Ca(OH)2 je bílá pevná látka a zásada. Směs hydroxidu vápenatého a vody se nazývá vápenné mléko. Vápenná voda se používá k důkazu oxidu uhličitého, při kterém vzniká uhličitan vápenatý.

Pro korekci pH dolů se nejčastěji používají kyselina mléčná, příp. citrónová, které se ve vodě rozpustí na ionty H3O+ a příslušný laktát/citrát. V kontaktu s vápennou vodou se ionty OH- a H3O+ vzájemně neutralizují a laktát i citrát reagují s volnými ionty vápníku na laktát vápenatý, resp. citrát vápenatý. Vápenatý laktát i citrát jsou schválené pro potraviny, obecně by s nanesením na zdravou pleť neměl být žádný problém. Nicméně neutralizací pH se snižuje emulgační schopnost vápenné vody. Snižovat hodnotu pH emulze připravené na bázi vápenné vody je kontraproduktivní.

Výroba hydroxidu vápenatého (hašeného vápna)

Hydroxid vápenatý se vyrábí hašením páleného vápna. Nehašené vápno (oxid vápenatý) je surovina, která při hašení reaguje s vodou a vytváří hašené vápno (hydroxid vápenatý) za současného uvolňování tepla. Reakce mezi nehašeným vápnem (CaO) a vodou je exotermická a uvolňuje teplo, protože oxid vápenatý se přeměňuje na hydroxid vápenatý.

Hašené vápno je mírně rozpustné ve vodě kvůli omezené rozpustnosti hydroxidu vápenatého.

Čtěte také: zajištění trvanlivosti vápenných omítek

Průmyslové využití vápna

Hydroxid vápenatý se využívá hlavně ve stavebnictví k výrobě malty. Vápenná malta se skládá z hašeného vápna, písku a vody. Pohlcuje oxid uhličitý ze vzduchu a vzniká uhličitan vápenatý.

V průmyslovém prostředí působí hašené vápno jako činidlo pro kontrolu pH, neutralizaci kyselých prostředí a jako zdroj vápníku v chemických reakcích. Hašené vápno stabilizuje půdu tím, že reaguje s jílovými minerály, čímž snižuje plasticitu, zlepšuje pevnost díky pucolánovým reakcím s jílem a zvyšuje odolnost proti vlhkosti.

Historie výroby a použití vápna

První vápenné omítky jsou známy z vykopávek sídlišť v Přední Asii, datovaných do období 9. až 8. tisíciletí před naším letopočtem. Vznikaly během pálení ohně, kdy došlo k rozkladu vápence narovnaného kolem něj.

  • Féničané a Židé: Pro pozemní stavitelství používali vápno.

  • Babyloňané: Používali směs vápna a popelové škváry při vodním stavitelství.

    Čtěte také: adopce psů z útulku Vápenná strouha

  • Řekové: Na evropském území vyráběli první známé vápno pálením ulit měkkýšů a kusů vápence či mramoru.

  • Římané: Vápno dosáhlo velkého rozšíření za dob říše římské. Používali směs bílého vápna s různými přísadami, nejčastěji se sopečným popelem - pucolánem. Z tohoto materiálu vyráběli také první prefabrikáty, použitelné i při vodním stavitelství. Výrobu vápna a jeho použití popsal ve druhém díle knihy „De architectura“ Marcus Vitruvius Pollio.

  • Středověk: Výroba a používání vápna se rozšířila po celé Evropě. Pálení se příliš nelišilo od starověkého způsobu. Postupně se zaváděly trychtýřové pece kruhového nebo oválného průřezu vyzděné cihlami a vytápěné dřívím. Ze starých římských pecí se vyvinuly pece komorové s čtvercovým nebo kruhovým průřezem a odtahem spalin v klenbě. Dřevo bylo nahrazováno uhlím, především kvůli nedostatku paliva.

  • Nové doby: Ve Francii vznikly první šachtové pece a odtud se rozšířily po celé Evropě. První nepřetržitě pracující pec s horním plněním paliva i vápence vystavěl Dietzsch v roce 1883. Pec zdokonalil v roce 1889 Hauenschild a vytvořil tak první nepřetržitě pracující šachtovou pec.

Výroba vápna v českých zemích

V českých zemích se vápno začalo používat po příchodu křesťanství. Kníže Boleslav postavil svůj hrad v roce 932 na vápno. V roce 999 vlastnil vápenku Břevnovský klášter. Výroba vápna se značně rozšířila za Karla IV.

Čtěte také: Trvalý lesk sprchového koutu bez vodního kamene

Pálení vápna se postupně rozšířilo po celém území. Původně se pálilo v milířích a milířových pecích a později v pecích šachtových a kruhových. Používaná technologie kopírovala evropský vývoj vápenictví.

První kruhová pec byla postavena v roce 1868 v Přerově. Po roce 1870 jsou stavěny hlavně šachtové pece podle plánů profesora pražské techniky Pacolda. Od roku 1880 nastává značné rozšíření kruhových pecí, nejdříve v okolí Prahy a pak i jinde. Dochází také ke kumulaci výroby a souběžně se vyrábí cement a vápno.

V roce 1872 byla postavena vápenice a cementárna v Berouně, roku 1875 vápenice v Hlubočepích. O něco později byly budovány vápenky v Sušici, Vápenném Podole, Litoměřicích, Železném Brodě, Štramberku, Čebíně, Přerově, Mikulově, Bohdíkové, Vápenné a dalších místech.

Velkého rozmachu doznává vápenictví po druhé světové válce. Zestátněné soukromé vápenky zanikají a stavějí se velké a moderní průmyslové závody.

Moderní výroba vápna

Výroba vápna začíná těžbou kvalitního vápence v lomu. Připravený vápenec se dopravuje do šachtové pece, kde probíhá samotný výpal. Část páleného vápna se v hydrátoru přeměňuje přidáním vody na hašené vápno (Ca(OH)2). Hotové výrobky, jako kusové či mleté vápno, hydrát nebo vápenné mléko, jsou připraveny k expedici.

Typy pecí pro výpal vápna

  1. Šachtové pece: Mají jednodušší svislou konstrukci, kde vápenec prochází postupně zónami ohřevu.
  2. Rotační pece: Jsou dlouhé otáčivé válce, ve kterých je možné přesně regulovat teplotu a proces výpalu. Umožňují flexibilní výrobu i z méně kvalitních surovin a dosahují rovnoměrné kvality produktu.

Udržitelnost a snižování emisí CO2

Výroba vápna je tradičním průmyslovým odvětvím, které je zároveň zdrojem emisí CO2. Výrobci vápna postupně nahrazují tradiční fosilní paliva alternativními zdroji energie s nižší uhlíkovou stopou. Efektivnější využití energie znamená nižší spotřebu paliv i menší uhlíkovou stopu. Spolupráce pokrývá celý proces - od těžby vápence až po konečné využití vápna. Zachytávání a využívání oxidu uhličitého (CO₂) patří mezi nejmodernější opatření v boji s klimatickými změnami.

tags: #vznik #vapenne #vody #proces

Oblíbené příspěvky: