Kovács Petronella (szerk.): Isis - Erdélyi magyar restaurátor füzetek 18. (Székelyudvarhely, 2018)
Várhegyi Zsuzsanna - Kissné Bendevy Márta: Vízzel telített régészeti bőrtárgyak szárításának lehetőségei
sek és szárítási eljárások megfelelő kiválasztásához, szélesítik a választási és döntési lehetőségeket a különféle típusú és minőségű, vízzel átitatott bőrök esetében. A fenti módszerek közül különösen a szilikagéllel, háztartási fagyasztókészülékben végzett liofilizálás tűnt vonzónak, mert a vákuumos fagyasztva szárításhoz hasonló eredményt adott, kedvezőbb áron. Az eljárást szívesen alkalmaztuk volna hazai körülmények között is. Mivel az angol tanulmányban sok gyakorlati részletre nem tértek ki, kiegészítő kísérleteket terveztünk, mielőtt nagy mennyiségű régészeti leleten alkalmaztuk volna az új szárítási módszert. Ezek célja az volt, hogy a lehető legtöbb adatot összegyűjtsük a folyamat során zajló változásokkal kapcsolatban, ellenőrizzük a publikációban leírt technikai részleteket és saját igényeinkhez igazodva módosításokat vezessünk be. A száradás mechanizmusának kérdései Annak érdekében, hogy meg tudjuk választani a szárításhoz az ideális hőfokot, meg kell néznünk, hogy viselkedik a glicerinoldat 0 °C alatti hőmérsékleten. A kétkomponensű elegyek fagyáspont-görbéje eltér az egykomponensü, tiszta anyagokétól. Utóbbiak (például viz) esetében a fagyás folyamatos hűtés közben is ugyanazon a hőmérsékleten történik, s e hőmérséklet állandó marad mindaddig, amíg a teljes vízmennyiség megszilárdul. Az állandó összetételű, kétkomponensű elegy (pl. glicerin + víz) esetében a folyadékállapotból lassan lehűtve akkor érjük el a fagyáspontot, amikor az első kristályok megjelennek benne. A hűtést tovább folytatva a hőmérséklet azonban már nem marad állandó, hanem csökken. A kifagyott kristályok az oldószerből (vízből) keletkeznek, ezért a megmaradó folyadékfázis nemcsak egyre hidegebb, hanem egyre töményebb is lesz. Ta cseppfolyós (víz+glicerin) elegy jég és folyadék (víz+glicerin) kétfázisú tartomány $ i i szilárd glicerin és $ folyadék (víz+glic.) 9 kétfázisú tartomány 1. ábra. A glicerin-víz elegy fagyáspont görbéje. Az 1. ábrán14 a grafikon függőleges tengelyén a hőmérsékletet, míg a vízszintesen a koncentrációt ábrázolták glicerin-víz elegy esetén. A fagyáspont görbék feletti területen a keverék folyékony halmazállapotban van. A bal oldali görbén a víz fagyását követhetjük nyomon különböző hőmérsékleteken és koncentrációk mellett. Megfigyelhető, hogy ahogy nő a glicerin koncentrációja, a víz fagyáspontja egyre jobban csökken. Az a hőmérséklet (TE), ahol az elegy alkotórészei együtt, úgynevezett eutektikum formájában szilárdulnak meg, -46,5 °C, az ehhez tartozó koncentráció (XE) 67% glicerin, 33% víz.15 A fenti adatok ismeretében megállapíthatjuk, hogy a különböző töménységű glicerinoldatokkal kezelt bőrök esetében ahhoz, hogy vákuum nélkül valóban szublimáció menjen végbe, a szárítás során a leleteket -46,5 °C alatt kell tartani. Az English Heritage és a Museum of London munkatársai arról számolnak be, hogy mind 20%-os glicerin, mind 20%-os PEG 400 oldattal impregnált leleteken kipróbálták a fagyott állapotban, szilikagéllel végzett szárítási módszert, melynek során szerintük a víz szublimáció útján távozott a bőrökből. A leletek fagyasztása -25 °C-on történt, és a szárítás -24,3 °C és -26 °C tartományban zajlott, háztartási fagyasztószekrényben. Ezek egyike sem érte el a glicerin-víz elegy eutektikus hőmérsékletét (-46,5 °C), sem a PEG 400 esetében a kísérletileg kimért eutektikus hőmérsékletet (-40 °C)16 ezért véleményünk szerint nem szublimáció, hanem a tömény oldatból a víz párolgása történt, miközben a jégkristálykák olvadásával pótlódott az elpárolgott víz. Az ideális körülményeket reprezentáló kísérletben („best case scenario”) ugyan -40 °C-on fagyasztottak, majd elkezdték -40 °C-on a bőrök szárítását (egy fagyasztásos rovarirtáshoz használt készülékben), de olyan lassú volt a folyamat, hogy becsléseik szerint 6 hónapra lett volna szükség a befejezéshez. A folyamatot ezért megszakították, és a leleteket áttették a háztartási fagyasztóba, ahol -25 °C-on fejezték be a szárítást. A kísérlet résztvevőit meglepő módon ez az eset sem ingatta meg abban a meggyőződésükben, hogy a háztartási fagyasztóban szublimálás zajlik.17 A vízzel telített régészeti bőrök kezelésével foglalkozó szakirodalomban a bőrök vákuumos liofilizálásának ismertetése során is ritkán adják meg részletesen a fagyasztás hőmérsékletét, a liofilizálás hőmérsékletét és a közben alkalmazott vákuum mértékét. Ahol viszont közük az adatokat, azok gyakran eltérnek egymástól.18 Sok esetben valószínűnek tartjuk, hogy valójában ott sem szublimálással távozott a víz a bőrökből. 14 Radnai 2004. p. 4. 15 Radnai 2004. pp. 1-4. 16 Wouters - Chaidron 1988. pp. 24-25. 17 Megjegyezzük, hogy háztartási célra (tehát kedvező áron) nem gyártanak -25 °C alatti fagyasztást garantáló készüléket, mert az élelmiszerek biztonságos tárolásához ez a hőmérséklet elegendő. 18 David 1981., Ganiaris et al. 1982., Mills Reid et al. 1984., Starling 1984., Chahine - Leon-Bavi 1988., Wouters - Chaidron 1988., Peacock 2001., Grant 2010., Lefranc 2010., Wiesner- Beirowski 2010. 17
