Kaars (lichtbron)

Een kaarsen-fabriek annex winkel.

Een kaars is een lichtbron. Het is meestal een cilindrische staaf van een bij kamertemperatuur vaste, vetachtige stof als bijenwas of stearine met door het midden een katoenen koord: de pit. Als men deze pit aansteekt smelt het vet bij de pit en wordt het door de capillaire werking in het koord gezogen. In de hogere delen van de pit wordt dit vet door verdamping en ontleding gasvormig en verbrandt onder het uitstralen van warmte en licht.

Kaarsen zijn met olielampen na het houtvuur de oudste hulpmiddelen van de mens voor de verlichting.

Met een kaarsendover wordt de vlam van een kaars gedoofd. Vooral rond kerstmis worden veel kaarsen gebrand.

De SI-basiseenheid Candela is afgeleid aan het licht van ongeveer 1 kaars. Candela is de Latijnse naam voor kaars en de engelse naam candle lijkt wel erg veel op de Latijnse naam, en is daar waarschijnlijk ook etymologisch meer verwant.

Geschiedenis

Uitvinding

De Etruriërs, een ontwikkeld volk in Midden-Italië, (nu Toscane), enkele eeuwen voor Christus, gebruikten als verlichting een touw gedrenkt in pek, olie of vet. Er zijn aanwijzingen dat al veel eerder kaarsen voor verlichting werden gebruikt. In de graftombe van Toetanchamon (14e eeuw v. Chr.) zijn kandelaars (of toortshouders) aangetroffen. In de Romeinse tijd verschijnt de kaars definitief ten tonele. Vet of was diende als brandstof.

Middeleeuwen

Een belangrijke tijd voor de kaars was de middeleeuwen. De kaars was toen de voornaamste bron van kunstverlichting. Kaarsenmakers waren verenigd in het Kaarsenmakersgilde. De gewone kaars werd gemaakt van vet (talg), de kerkkaars van bijenwas. De vetkaarsen brandden lang niet zo mooi als de waskaarsen.

Een vetkaars was zacht, walmde, gaf roet, droop altijd wat en gaf geen aangename geur (als gevolg van het ontstaan van acroleïne). De pit was gemaakt van getwijnde katoendraden, waarvan het verkoolde uiteinde van tijd tot tijd afgeknipt (gesnoten) moest worden.

De kaarsen brandden regelmatig genoeg om als een klok gebruikt te worden. Er waren 12- en 24-uurskaarsen verkrijgbaar met horizontale ringen die de uren aangaven. Tegenwoordig ziet men nog wel kaarsen met een urenverdeling op de zijkant. Dit zijn meestal opdrukken van papier, dit papier gaat als lont werken, waardoor de kaars tevens aan de buitenkant gaat branden. Hierdoor wordt de brandduur verkort, en gaat de kaars druipen wat de brandduur nog korter maakt. Daarom zijn dit soort kaarsen niet goed als 'klok' bruikbaar.

Technologische vernieuwing

Eind 18e eeuw komt de visserij op de potvis met een alternatief voor vet en was. Kaarsen konden worden bereid uit een vettige stof uit de kop van de potvis, spermaceti of walschot genoemd, die voornamelijk bestaat uit cetylpalmitaat. Deze werd bereid door uitgekookt walvisvet bij koud weer (6 graden C) uit te laten kristalliseren. Hiervan produceerde men de smeerkaars.

Daarnaast ging men ook kaarsen toepassen voor het meten van tijd, waarvoor men een aantal kaarsen van gelijke lengte gebruikte. Iedere kaars werd gemerkt met strepen op onderling gelijke afstand, waarbij de afstand tussen elke merkstreep overeen kwam met een door ervaring verkregen tijd.

De kaarsenmakerij was het onderdeel van de chemische industrie dat in de negentiende eeuw in schaal het meest veranderde, aan het begin van die eeuw werden de kaarsen in Nederland vooral gemaakt door kleinschalige ambachtslui in eenmansbedrijfjes, terwijl er enkele decennia later een drietal zeer grote kaarsenfabrieken waren in: Amsterdam, Schiedam en Gouda, met een afzet van miljoenen kaarsen.

Stearinekaarsen

De kaarsenfabricage maakt in de 19e eeuw een grote ontwikkeling door, die begon met de ontdekking van stearine. Stearine, een mengsel van stearinezuur en palmitinezuur werd in 1823 ontdekt door de Fransman Eugène Chevreul.

Hij onderzocht allerlei vetten en toonde aan dat deze verbindingen zijn van een vloeistof (glycerol) en van een mengsel van min of meer vaste stoffen (vetzuren).Van de vetzuren scheidde hij door persen een vaste harde fractie af, stearine genaamd. Stearine is een kunstwas, een vast vet ontstaan door het uitpersen van verzeepte dierlijke vetten.

Stearine had veel gunstiger brandeigenschappen dan het vet dat tot dan toe gebruikt werd voor de kaarsbereiding. De stearinekaars brandde met een heldere vlam, zonder walm; ze droop niet en werd niet slap als ze warm werd. Dit had tot gevolg dat de stearinekaars op den duur de oudere smeerkaars geheel verving.

Stearine was ook geschikt om machinaal in vormen gegoten te worden. Dit leidde tot mechanisatie en concentratie in de industrie.

Enkele jaren later verving Cambacères de oude getwijnde pit door een gevlochten katoenen pit. Dat was het einde van het kaarsensnuiten. Omdat de pit gebogen brandde, door de manier van vlechten van de katoengarens, werd deze automatisch op lengte gehouden, een zelf-snuitende kaars.

Enige jaren later werd door raffinage van aardolie een witte stof, paraffine, afgescheiden. Deze ging naast stearine een plaats in de kaarsenindustrie innemen. Paraffine blijkt namelijk een hogere lichtintensiteit te hebben dan stearine, maar paraffine wordt eerder zacht.

Na 1850 verdwenen meer traditionele vormen van kaarsenmakerij ten gunste van stearine, maar ook als gevolg van de opkomst van gas en lampen. Door de uitvinding van de elektrische lamp levert de kaars in onze tijd vooral het romantische licht. De kaars kan ook ook een rustgevende werking geven.

Opbouw van een kaars

De kaars bestaat uit een pit van katoen en als kaarsmateriaal stearine, paraffine of een mengsel van beide (composietkaarsen) en soms bijenwas.

De pit wordt gevlochten van gebleekte of ongebleekte katoenen garens, variërend van 4 tot 45 draden. Het vlechten vindt zodanig plaats dat de pit tijdens het branden naar één kant ombuigt en daardoor in het buitenste deel van de vlam verbrandt en zo op lengte wordt gehouden. Niet alleen is het van belang dat de pit gebogen brandt, ook gaat het om de snelheid, waarmee de pit brandt ten opzichte van de stearine of de was. Om te snel branden van de pit te voorkomen wordt de pit behandeld met een mengsel van zouten, zogenoemde brandvertragende middelen. Ook verhinderen de genoemde zouten het nagloeien van de pit doordat zij deze afsluiten van de lucht. Verder dient de pit de stearine, paraffine en was goed op te zuigen.

De meest gebruikte grondstoffen voor het kaarsenmateriaal zijn stearine en paraffine. Paraffine heeft het voordeel boven stearine dat deze bij verbranding meer licht geeft. Bovendien is paraffine goedkoper dan stearine. Het nadeel van een paraffinekaars is dat dit eerder druipen en gemakkelijker kromtrekt dan een stearinekaars. Stearine is een mengsel van stearinezuur (octadecaanzuur, C₁₇H₃₅-COOH) en palmitinezuur (hexadecaanzuur (C₁₅H₃₁-COOH)) en wordt bereid uit dierlijke vetten, plantaardige oliën en vistraan. Het vet of de olie wordt bij hoge temperatuur (260 °C) en druk (50 atm) gehydrolyseerd tot glycerol en een mengsel van vetzuren. Dit proces heet hydrolyse. De vetzuren worden gezuivered via de traditionele methode Chevreul of een modernere methode. Bij de methode Chevreul worden de vetzuren gescheiden door deze na afkoeling middels persen te scheiden van het oliezuur. Het oliezuurgehalte wordt na harding (additie van waterstof) tot beneden de 1% gebracht. Destillatie onder lage druk levert voldoende zuiver stearine.

Bij de modernere methode wordt het vetzuurmengsel door kristallisatie bij lage temperatuur gescheiden in oliezuur en stearine. Daarna volgt harding en destillatie. De oleochemie is de wetenschap die de bewerking van natuurlijke olïen en vetten beschrijft.

Paraffine daarentegen wordt als restproduct verkregen bij de zuivering van ruwe aardolie. De fractie smeerolie bevat vaak zoveel hoogstollende paraffine, dat ze niet als smeerolie bruikbaar is. De paraffine wordt afgescheiden door uitvriezen. De zo verkregen paraffine heeft een oliegehalte beneden 0,5%. Voor gebruik in de kaarsenindustrie dient het smelttraject 52-54 °C te zijn. Veelal wordt aan paraffine een deel stearine toegevoegd (5-25%) om een betere weerstand tegen druipen en een verhoogde vormvastheid te verkrijgen.

Compositiekaarsen bestaan meestal uit een mengsel van stearine en paraffine; soms uit andere mengsels, bijvoorbeeld bijenwas en paraffine. Stearine voegt men niet alleen toe aan paraffine vanwege de verbetering van de brandeigenschappen, maar ook om paraffinekaarsen beter uit de gietvorm te kunnen verwijderen; stearine krimpt namelijk meer bij afkoeling.

Het branden van een kaars

Een kaars wordt aangestoken door met een vlam de pit zodanig te verhitten dat het daarin aanwezige kaarsvet smelt, verdampt en ontbrandt. Door de warmte van deze kaarsvlam zal het kaarsvet onder de pit gaat smelten. Het vloeibare vet, dat de vorm krijgt van een kommetje, wordt door de capillaire werking van de pit hierin opgezogen tot in de top. Dicht in de buurt van de vlam is het zo sterk verhit dat het verdampt en kan branden. Het gedeelte van de pit waar het kaarsvet vloeibaar is kan niet branden, het moet eerst in gas overgaan.

In de vlam vinden in diverse zones verschillende chemische processen plaats, getuige de verschillen in kleur en temperatuur per zone:

1. In de blauwe zone aan de basis vindt bij een temperatuur van 1200 - 1400 °C het kraakproces én een gedeelte van de verbranding plaats.
2. De donkere zone in het midden, met de laagste temperatuur, 800 - 1000 °C, bestaat uit kraakgassen, koolstofdioxide, koolstofmonoxide, een beetje zuurstof en vrij veel stikstof.
3. In de gele zone vindt bij een temperatuur van 1200 °C het grootste gedeelte van de ontleding van de gassen plaats. De gloeiende koolstofdeeltjes die bij onvolledige verbranding vrijkomen geven de vlam als lichtbron haar typische gele kleur.
4. De vlammantel heeft een geringe lichtsterkte ten opzichte van de intense gele zone, door overvloed aan zuurstof ontstaat hier bij 1400 °C in volledige verbranding koolstofdioxide en waterdamp.

Zonder zwaartekracht brandt een kaars zwakker, maar heter en heeft de geheel blauwe vlam een perfecte bolvorm. Voor meer informatie over de vlam van de kaars, zie kaarsvlam.

Het maken van een kaars

De klassieke methode van het maken van kaarsen is het dompelen. In de vijftiende eeuw wordt in Parijs het gieten van kaarsen geïntroduceerd. Tegenwoordig worden kaarsen meestal gegoten of geperst, maar ook het dompelen en handmatig vormen van kaarsen wordt nog toegepast.

Dompelen

De oudste methode om kaarsen te maken is het dompelen, ook wel tonken genoemd. De pit wordt door gesmolten was of vet getrokken. Na enige tijd uitharden volgt een tweede onderdompeling in de was of vet, waarna opnieuw uitgehard wordt. (De was of het vet stolt). Het proces wordt net zo lang herhaald tot de kaars de vereiste dikte heeft gekregen. De dompelmethode gaat terug naar de Romeinse tijd en was de belangrijkste methode om kaarsen te maken in de Middeleeuwen en lang erna. Deze methode werd wel verbeterd. In een frame werden een aantal pitten evenwijdig aan elkaar bevestigd en tegelijkertijd in het vloeibare vet (of de was) gedompeld. Door het dompelen kunnen de kaarsen wat onregelmatig uitlopen, daarom worden de ondereinden van de kaarsen afgeknepen of afgesmolten.

Vroege gietmethoden

In de vijftiende eeuw wordt voor het eerst in Parijs een gietvorm geïntroduceerd. Eerst houten vormen, later werden vormen van tin of ijzer gebruikt. Ze werden op een rijtje geplaatst, net als een rij orgelpijpen.

De meeste kaarsen worden machinaal gegoten in metalen vormen. De stearine (of een mengsel van stearine en paraffine) wordt gesmolten en in een grote bak gekoeld én geroerd, zogenaamd "koudgeroerd". Er ontstaat een kristalbrei, die door het roeren niet één grote klont kaarsvet wordt. Door deze methode worden fraai uitziende kaarsen verkregen.

Bij het gieten zijn twee typen machines in gebruik, de opdruk- en de optrekmachine.

Opdrukmachine

Een opdrukmachine bestaat uit een grote platte bak met daarin de gietvormen. Om de vormen stroomt eerst warm, daarna koud water. De onderkant van de gietvormen is afgesloten door een zuiger (piston), die op en neer kan worden bewogen. Door de zuiger, die hol is, loopt de pit.

Het gieten van kaarsen bij de opdrukmachine gaat als volgt.

1. De vormen worden voorverwarmd met warm water.
2. Met de zuigers in de onderste stand worden ze volgegoten met kaarsvet. Het kaarsvet krimpt bij afkoelen; daarom wordt extra vet op de vormen gegoten.
3. Hierna vervangt de kaarsenmaker het warme water door koud. Het kaarsvet wordt vast; het teveel aan vet wordt met een mes verwijderd.
4. Als de kaarsen voldoende gestold zijn worden de zuigers omhooggetrokken. De zojuist gegoten kaarsen worden uit de vormen gedrukt en boven de machine vastgezet in een klemraam.
5. Tegelijkertijd worden nieuwe pitten van de klossen omhooggetrokken.
6. De pitten worden ingeklemd, de kaarsen afgesneden en nadat de zuigers weer in de onderste stand zijn gebracht kan het proces opnieuw beginnen.

In de opdrukmachine bevinden zich 300 - 600 vormen en er kan tot 4 maal per uur gegoten worden.

De kaarsen verkregen met een opdrukmachine zijn stomp.

Op- & Aftrekmachine

Gotische kaarsen worden verkregen met de optrekmachine. De kaarsen worden op dezelfde manier gegoten, alleen zijn de gietvormen nu aan de onderkant gesloten, uitgezonderd het gaatje, waar de pit doorheen loopt. Na het gieten worden de kaarsen aan de pitten omhooggetrokken. De gietvormen kunnen nu een zodanige vorm hebben, dat de gegoten kaarsen taps toelopende punten verkrijgen (gotische kaarsen).

Pijpmethode

Uit poedervormige of korrelvormige grondstof kunnen kaarsen worden geperst. Voor het persen van gegranuleerd "kaarsvet" gebruikt men een extrusiepers (een soortgelijke pers als voor het maken van plastic voorwerpen). Het kaarsvet wordt door een sluitstuk geperst en zo ontstaat een "eindeloze" kaars. De kaarsen kunnen op iedere gewenste lengte afgesneden worden. De pit wordt tegelijkertijd mee in de kaars geperst of later in de kaars aangebracht.

Handmatige Trekmethode

Op de trekbank worden ook "ellenlange" kaarsen gemaakt. De trekbank bestaat uit twee trommels, die om een as kunnen draaien. Tussen de trommels bevindt zich een bak met vloeibaar kaarsvet. De kaarsenpit wordt van de ene trommel via het kaarsvet op de andere trommel gewonden. Vervolgens wordt het proces in omgekeerde richting herhaald en het laagje kaarsvet om de pit neemt steeds toe. Als de gewenste dikte is bereikt worden de kaarsen in een bepaalde lengte gesneden en met een freesmachine van een kop en een voet voorzien.

Dompelmethode

De vroegere dompelmethode (tonken) wordt nog steeds in de kaarsenfabriek toegepast, evenals het pure handwerk. Een handwerkkaars wordt gemaakt van een mengsel van bijenwas en paraffine, omdat die stoffen kneedbaar zijn.

Handmatig

Eerst wordt de "was" voorverwarmd. De kaarsenpit wordt horizontaal, enkele centimeters boven het tafelblad, gespannen. Wat voorverwarmde was wordt met de hand gekneed en om de pit gerold. Met de hand en later met een plankje wordt de kaars in de gewenste vorm gerold. De pitten worden losgeknipt en de kaars in water gedompeld om hard te worden.

Kaarsenfabrieken

Amsterdam

Brandon was een kaarsenfabriek in Amsterdam die zich toelegde op de productie van stearinekaarsen. Het bedrijf werd opgericht door de ondernemer Nathan Diaz Brandon (1803-1874). Het in 1839, na de overname van de "Koninklijke Waskaarsenfabriek De Bijenkorf" opgerichte bedrijf, groeide uit tot een grote Nederlandse stearinefabriek. Deze fabriek werd in 1906 weer opgeheven.

Gouda

In 1853 werd door drie Goudse heren, als nevenbedrijf van de "Goudse Aardappelmeel-, Siroop- en Sagofabriek", een "Stearine Kaarsenfabriek" opgericht.
Toen dit een succes bleek, kwamen op 24 februari 1858 enkele Goudse industriëlen bijeen, die besloten tot oprichting van een afzonderlijke fabriek, de " NV Stearine Kaarsenfabriek Gouda" met een startkapitaal van Hfl. 20.000. De heren G. Wachter JPzn en A.A.G. van Iterson werden de eerste directeuren. Van Iterson kwam uit een apothekersfirma en werd belast met de chemisch-technische kant van het bedrijf.

Het bedrijf vestigde zich vlak buiten Gouda, ten westen van de stad aan de Hollandsche IJssel. Daar vond ook vetsplitsing en vetzuurscheiding plaats, om de voor de kaarsenfabricage noodzakelijke stearine in eigen beheer te bereiden. In 1899 werd aan het bedrijf het predicaat "Koninklijk" toegekend.

Schiedam

In Schiedam was de kaarsenfabriek "Apollo" actief. In 1929 fuseerden deze twee bedrijven tot de "NV Koninklijke Stearine Kaarsenfabriek Gouda-Apollo". Nagenoeg de gehele kaarsenproductie was nu geconcentreerd in Gouda. In deze jaren verdienden hier meer dan duizend mannen en vrouwen hun brood in de kaarsen- en vetzurenfabricage. In 1960 kochten Unilever en het Amerikaanse oleochemiebedrijf Emery de Goudse kaarsenfabriek op. In 1980, tijdens de oliecrisis, nam Unilever het Goudse bedrijf alleen over en verbond het aan enige kleinere chemische vestigingen, met Gouda als hoofdvestiging. Daarmee was Unichema Chemie een feit.

In 1983 is de productie van de bekende witte "Gouda Kaars" overgenomen van Unichema door de firma Bolsius Groep en in Waddinxveen voortgezet. Door concurrentie en hoge kosten, is de productie in 2003 verplaatst naar Schijndel, Boxmeer en het Poolse Kobilyn en daarmee uit de Goudse regio verdwenen. De naam "Gouda kaarsen" blijft gehandhaafd, wegens de grote nationale en internationale bekendheid.

Breda

In Breda is de Bredase Kaarsenfabriek [1] gevestigd. Rond half december voor kerstmis zijn er open dagen.

Tradities

• Traditioneel wordt in Gouda op de tweede dinsdag in december kaarsjesavond gehouden, waarbij de binnenstad geheel met kaarsen verlicht wordt. Deze traditie wordt al tientallen jaren gehouden en trekt vele bezoekers. Ruim twintigduizend bezoekers uit binnen- en buitenland vierden in 2003 de traditionele Kaarsjesavond in Gouda.
• In de Vlaams-Brabantse stad Aarschot is de Sint-Rochuskaarsjesverlichting op 15 augustus een jaarlijks terugkerend evenement. Ter ere van Sint-Rochus, die de stad destijds redde van de pest, wordt de stad sfeervol verlicht met duizenden kaarsjes.
• Ravenstein heeft haar "Ravenstein bij Kaarslicht" op de tweede of derde zaterdag in december met concerten in en buiten beide kerken, tentoonstellingen, verlichte pastorietuin, mozaïek op stadsgracht enz.
• In Delft wordt ook op de tweede dinsdag in december lichtjesavond gehouden.
• In de Katholieke Kerk wordt bijvoorbeeld ter nagedachtenis van iemand een kaarsje gebrand.
• Tijdens diverse feesten zoals het joodse Chanoeka en de christelijke Advent staan kaarsen centraal.
• Ook op een verjaardagstaart staan kaarsjes.

Zie ook

• Kaars, andere betekenissen van "kaars" (doorverwijzing).

  Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Candles op Wikimedia Commons.

Lampen