Svíčky: proč čadí a jak funguje knot

Svíčka čadí nejčastěji proto, že plameni nestačí vzduch nebo že mu knot dodává víc vosku, než stihne shořet. Knot přitom funguje jako kapilární čerpadlo: roztavený vosk po něm stoupá, odpařuje se a hoří až jeho pára. Tunel ve vosku vzniká, když se při prvním zapálení neroztaví celá hladina, a o bezpečném hoření rozhoduje hlavně dohled.

Ve zkratce

• Hoří pára vosku, ne pevný vosk: knot ho nasává kapilárními silami a plamen ho odpařuje.
• Plamen nesjede po knotu dolů, protože ho roztavený vosk dole zhasíná.
• Sazím nahrává dlouhý nebo zuhelnatělý knot, průvan a příliš dlouhé hoření v kuse.
• Sdružení výrobců svíček radí zkracovat knot na čtvrt palce, tedy asi 6 milimetrů, před každým zapálením.
• Tunelu předchází první hoření v délce jedné hodiny na každý palec průměru svíčky.
• Parafín, sója a včelí vosk se liší složením i teplotou tání, ale u svíček bez vůně nevyšel z jedné velké studie žádný vosk jako trvale čistší.
• Hasiči označují za nejdůležitější pravidlo to, že hořící svíčku nikdy nenecháte bez dozoru.

Jak svíčka hoří a co dělá knot

Podle Encyklopedie Britannica teplo plamene roztaví vosk u paty knotu, kapalina vzlíná vzhůru kapilárním jevem, plamen ji odpaří a hoří pára vosku. Knot tedy není palivo, ale dopravní cesta, kterou se palivo dostává přímo do plamene.

Kapilarita: proč vosk leze nahoru

Michael Faraday to v přednáškách o chemii svíčky v Royal Institution vysvětloval na sloupku soli, který nasával obarvený roztok. Stejně se podle něj chová roztavený lůj v bavlněném knotu: částice vystupují po vláknech nahoru a další je následují.

Proč plamen nesjede dolů

Faraday upozorňuje, že plamen nepohltí celou svíčku jen proto, že ho roztavený vosk dole zhasíná. Převrácená svíčka, ze které vosk stéká na knot, zhasne, protože plamen nemá čas palivo dostatečně ohřát. Plamen hoří jen tam, kam se palivo dostává po troškách.

Faraday také ukázal, že z čerstvě sfouknuté svíčky stoupá pára vosku: zapálenou tenkou svíčkou ji zapálil na vzdálenost dvou nebo tří palců od knotu. Vědci z Kalifornského technologického institutu, kteří měřili částice z parafínových a včelích svíček, popsali tři režimy: běžné hoření, sazení a doutnání po zhasnutí.

Proč svíčka čadí

Faraday při pokusech s různě velkými knoty upozornil, že větší knot potřebuje větší přívod vzduchu, jinak je spalování nedokonalé a z plamene létají saze. Saze jsou uhlík, který v plameni nestihl shořet. Žlutá záře plamene sama pochází z rozžhavených částic uhlíku, a pokud shoří, nevidíme je jako černé částice. Příčinu sazí proto stojí za to hledat v tom, kolik paliva a kolik vzduchu plamen dostává.

Knot, který je příliš dlouhý

Sdružení výrobců svíček National Candle Association v Americe radí zkracovat knot na čtvrt palce před každým zapálením. Čtvrt palce je zhruba šest milimetrů. S tím souhlasí laboratorní měření z University of Maryland z roku 2007, práce z oboru požárního inženýrství: u čtrnácti testovaných paliv nevznikaly saze, pokud byl knot kratší než asi 6 milimetrů.

Průvan a nesprávný přísun vzduchu

Podle téhož sdružení pokazí tvar plamene jak příliš mnoho, tak příliš málo vzduchu, a plamen potom čadí jako tenký proužek kouře. Svíčku proto nestavte k oknu, ventilátoru ani klimatizaci. Totéž radí hasiči, kterým jde o požární bezpečnost.

Příliš dlouhé hoření

Sdružení doporučuje nenechat svíčku hořet déle než čtyři hodiny v kuse a pak ji nechat alespoň dvě hodiny vychladnout. Při dlouhém hoření se na knotu hromadí uhlík, knot se zvětší do tvaru houby a svíčka začne kouřit a sazet.

Proč vzniká tunel ve vosku

Sdružení výrobců svíček uvádí, že svíčka má při prvním zapálení hořet jednu hodinu na každý palec průměru. Svíčka o průměru pět centimetrů, tedy zhruba dva palce, potřebuje tedy první hoření asi dvě hodiny. Pokud se vosk neroztaví od jednoho okraje nádoby ke druhému, vznikne podle sdružení takzvaný paměťový prstenec a svíčka pak tunelovat nepřestane. Krátká zapálení, při kterých se vosk nestihne roztavit celý, vznik tunelu podporují.

Proč okraj zůstává tuhý

Faraday vysvětluje, že kolem plamene stoupá proud vzduchu, který chladí vnější okraj svíčky. Okraj proto neteče a vzniká důlek, který drží roztavený vosk, Faraday mu říká miska. Pokud je svíčka nepravidelná nebo na ni fouká vzduch, miska je nerovná a vosk přetéká. Teplo plamene tedy taví nejdřív střed, a aby se roztavila celá hladina, musí svíčka hořet dost dlouho.

Široká svíčka s jedním knotem navíc podle sdružení nemusí vyrobit dost tepla, aby se vosk roztavil rovnoměrně po celé ploše, kdežto více knotů pomáhá hořet rovnoměrně a tunelování předcházet.

Parafín, sója a včelí vosk

V evropském středověku se běžně používaly lojové svíčky. Ve 19. století francouzský chemik Michel-Eugène Chevreul oddělil z tuku kyselinu stearovou, z níž šly vyrobit lepší svíčky, a přibyly další suroviny, spermaceti a parafín z ropy. Podle Encyklopedie Britannica se základní svíčkovou surovinou stala směs parafínu a kyseliny stearové. Parafín sám je směs pevných uhlovodíků s přímým řetězcem, které tají zhruba mezi 48 a 66 stupni Celsia, a poprvé se vyráběl průmyslově v roce 1867.

Včelí vosk

Podle příručky Organizace OSN pro výživu a zemědělství má čistý včelí vosk včely medonosné nejméně 284 sloučenin. Z hmotnosti tvoří 35 procent monoestery, 14 procent uhlovodíky, 14 procent diestery a 12 procent volné kyseliny. Taje při 61 až 66 stupních, tedy výš než většina parafínů, a podle téže příručky proto svíčky z něj drží tvar i při vyšší teplotě okolí a při správně zvoleném knotu méně kapou.

Sójový vosk a velká studie

Autoři studie v odborném časopise Journal of the American Oil Chemists‘ Society z roku 2002 popsali, že svíčky ze ztuženého sójového oleje, kterému výrobci říkají sójový vosk, hořely výrazně pomaleji než parafínové a vznikalo u nich málo sazí nebo žádné, kdežto parafínové svíčky v témže pokusu vytvářely saze znatelně. Naproti tomu německý Fraunhoferův institut v roce 2021 porovnal čtyři vosky: palmový, parafínový, sójový a stearinový. U svíček bez vůně se chovaly velmi podobně a žádný vosk neměl trvale lepší emise než ostatní. Studii finančně a odborně podpořila sdružení výrobců svíček, což autoři v textu uvádějí.

Německá studie navíc uvádí, že svíčky měly přesně známé složení a že knoty byly pro každou kombinaci voleny tak, aby svíčka dobře hořela. Samotný název vosku tedy o sazích nerozhoduje s jistotou ani jedním směrem. Zdroje se v tom neshodují a zbytek určuje knot, vzduch a délka hoření.

Podle téže německé studie vyrábějí svíčky bez vonných přísad méně spalných vedlejších produktů než svíčky s vůní, protože vonné složky mají složitější spalnou chemii než vosk. Víc o vzduchu v bytě najdete v textu o tom, jak doma vyčistit vzduch.

Bezpečnost podle hasičů

Hasičský záchranný sbor ČR označuje za nejdůležitější pravidlo to, že se hořící svíčka nenechává bez dozoru. Zhasnout ji je potřeba i při krátkém odchodu z místnosti a vždy před spaním. Podle hasičů v Olomouckém kraji může plamen dosáhnout až 850 stupňů a deset centimetrů od plamene může být podle tiskové zprávy hasičů z roku 2018 až 200 stupňů, což stačí k zapálení papíru, plastu nebo textilu.

Podklad, vzdálenost, děti a zvířata

Svíčka patří na pevný nehořlavý podklad, daleko od záclon, závěsů a čalounění a mimo průvan. Děti a domácí zvířata mohou svíčku převrhnout, a proto je hasiči zmiňují jako rizikový faktor. Hasiči také radí přečíst si leták ke svíčce, protože ne každá se hodí do interiéru.

Adventní věnec

Institut ochrany obyvatelstva HZS ČR doporučuje postavit věnec na velký keramický, kovový nebo skleněný tác, který přesahuje okraj věnce a zachytí jiskry i odkapávající vosk. Svíčky mají sedět v nehořlavých držácích, ne zapíchnuté do chvojí, a nesmějí dohořet až k věnci. Čím déle věnec stojí v bytě, tím je chvojí sušší a rychleji hoří, a riziko proto ke konci adventu prudce roste. Ozdobné věnce bez nehořlavého podkladu jsou jen na ozdobu, svíčky se na nich zapalovat nemají.

Když začne hořet, hasiči radí zůstat v klidu, odříznout přístup vzduchu a malý požár uhasit dekou nebo těžkým textilem bez syntetických vláken, jinak volat 150 nebo 112. Hasiči v Olomouckém kraji navíc uvádějí, že kde to jde, mají se svíčky nahradit elektrickými. O elektrických světelných řetězech píše text o tom, proč zhasne celý řetěz.

Šest tvrzení o svíčkách, která neplatí

1. Že sójová svíčka nikdy nečadí. Jeden pokus ukázal málo sazí, velké srovnání čtyř vosků u svíček bez vůně ale žádný trvale čistší vosk nenašlo.
2. Že saze jsou vada vosku. Podle Faradaye vznikají, když plamen nemá dost vzduchu pro své palivo, a to ovlivňuje knot a okolí.
3. Že první hoření může být krátké. Podle sdružení výrobců má trvat hodinu na každý palec průměru, jinak vznikne paměťový prstenec.
4. Že sfouknutou svíčku už nic neohrožuje. Z knotu stoupá pára vosku, kterou Faraday dokázal zapálit na vzdálenost několika palců.
5. Že krátký odchod z místnosti nevadí. Hasiči radí zhasnout svíčku i při krátkém odchodu a vždy před spaním.
6. Že věnec se svíčkami v čerstvém chvojí je bezpečný celý advent. Chvojí se suší a riziko ke konci adventu podle hasičů prudce roste.

Kdo chce svíčku bez sazí, zkrátí knot, ochrání ji před průvanem a nebude ji pálit déle než čtyři hodiny. Kdo chce svíčku bez rizika, nenechá ji ani na chvíli bez dozoru. S táním a tuhnutím se potkáte i venku, jak ukazuje text o tom, proč vznikají rampouchy na střeše, a plamen s dlouhou tradicí má i olympijský oheň.

Časté otázky

Proč svíčka čadí?

Nejčastěji proto, že plamen nemá správný přísun vzduchu nebo je knot příliš dlouhý. Faraday popsal, že při nedostatku vzduchu je spalování nedokonalé a vznikají saze, tedy uhlík. Sdružení výrobců svíček dodává, že plamen sazí při příliš velkém i příliš malém přísunu vzduchu.

Jak dlouhý má být knot?

Podle sdružení výrobců svíček čtvrt palce, tedy asi šest milimetrů, před každým zapálením. Měření na University of Maryland ukázalo, že při délce knotu pod zhruba šest milimetrů se u testovaných paliv saze netvořily.

Jak funguje knot?

Roztavený vosk po něm vzlíná vzhůru kapilárními silami. Plamen kapalinu u konce knotu odpaří a hoří pára, ne pevný vosk. Podle Faradaye plamen nesjede po knotu dolů, protože ho roztavený vosk pod plamenem zhasíná.

Proč vzniká tunel ve vosku?

Vosk se při prvním zapálení neroztavil od okraje k okraji nádoby. Sdružení výrobců svíček tomu říká paměťový prstenec a uvádí, že svíčka pak tunelovat nepřestane. Předchází mu první hoření v délce hodiny na každý palec průměru.

Čadí sójová svíčka méně než parafínová?

Záleží na pokusu. Studie z roku 2002 našla u sójové svíčky málo sazí a u parafínové víc. Německá studie z roku 2021 u svíček bez vůně žádný vosk jako trvale lepší nepotvrdila.

Čím se liší včelí vosk od parafínu?

Původem a složením. Včelí vosk má podle Organizace OSN pro výživu a zemědělství nejméně 284 sloučenin a taje při 61 až 66 stupních. Parafín se podle Britannice získává z ropy a taje zhruba při 48 až 66 stupních.

Jak dlouho smí svíčka hořet v kuse?

Sdružení výrobců svíček doporučuje nejvýš čtyři hodiny a pak nejméně dvě hodiny vychladnutí. Při delším hoření se na knotu hromadí uhlík a svíčka začne kouřit.

Co dělat, když svíčka způsobí požár?

Hasiči radí zůstat v klidu, odříznout přístup vzduchu a malý oheň uhasit dekou nebo těžkým textilem bez syntetických vláken. Pokud požár nezvládnete sami, volejte 150 nebo 112.