Success with indigo fermentation vat Onnistuminen indigon käymiskyypillä

Heinäkuun korkeiden helteiden vuoksi päätin reilu kaksi viikkoa sitten kokeilla josko saisin nyt indigon pelkistymisen onnistumaan luontaisella käymisellä, aiemmin en ole onnistunut tässä johtuen sekä liian viileistä ja vaihtelevista lämpötiloista ja varmasti omista tietämättömyydestä johtuvista mokista.  Käymisen avulla hyvät bakteerit lisääntyvät kyypissä ja poistavat siitä hapen, jolloin indigo pelkistyy käytettävään muotoon. Tämä on hiukan kuin jugurtin valmistusta, lämmön pitää pysyä tasaisena ja mielellään 30-40°C useita päiviä, ja lisäksi liemen pitää pysyä emäksisenä. Liemen alkaessa käydä, bakteerit muodostavat happoja, jotka laskevat pHta ja sitä pitää päivittäin tarkkailla, jotta se ei laske liian alhaiseksi ja käyminen lakkaa, tai ala muodostua vääränlaisia happamassa eläviä bakteereja, jotka pilaavat kyypin. Helpoiten tämä onnistuisi pitämällä liemi lämpölevyn päällä tai jotkut käyttävät myös akvaariolämmitintä pitämään lämmön tasaisena. Minulla liemet olivat nyt kasvihuoneessa auringossa, lämpimämmissä maissa kesän lämpö riittää hyvin, mutta täällä ulkolämpötila ei ole usein riittävä.

Aiempien isoja ämpärien tai saavin sijaan käytin nyt isoja 8 litran lasipurkkeja, jotka lämpenivät hyvin auringossa ja joissa oli kansi pitämässä ilman poissa. Yöksi kiedoin villahuovan purkkien ympärille, se piti purkkien lämmön reilut 10 astetta lämpimämpänä kuin ympäröivä yöilma. Mitä isompi nestemäärä, sitä paremmin lämpö säilyisi tasaisempana, mutta auringon lämpö ei riittänyt lämmittämään aiemmin lientä saavin pohjalla, siksi nyt lasipurkit.

Jotta käyminen alkaisi, bakteerit tarvitsevat ruokaa. Tein tämän samalla krappi-lese-ohjeella kuin aiemminkin, siitä enemmän englanniksi Aurorasilkin sivuilla ja Helen Melvinin blogissa (aiheeseen liittyvistä kirjoista suosittelen Helenin pientä indigokirjasta, missä on hänen reseptejään, tai Lilies'in kirjaa).
Kiehautin siis 30g krappia ja 20g vehnänleseitä pienessä  vesimäärässä ja annoin jäähtyä. Käytin nyt vähemmän krappia ja lesettä kuin aiemmin, koska edellisellä kerralla käyminen oli liian voimakasta.. nyt taas ehkä hiukan liian hidasta, eli ehkä isompi määrä olisi ollut parempi. Lisäsin kuitenkin niitä viikon päästä, värjättyäni ensin ja kun käyminen näytti vähentyneen.

Ensimmäisessä purkissa minulla oli viime syksynä omista väritattarista uutettu liemi jonka pH oli säilytyksen jäljiltä 9, lisäsin siihen vielä kidesoodaa jotta pH nousi 10:een. Tähän liemeen lisäsin kiehautetut krapin ja leseet ja sekoitin varovasti. Purkin lämpötila nousi auringossa n 40°C ja putosi öisin 30°C, näin ensimmäisen viikon helteissä. Liemessä alkoi heti ensimmäisenä päivänä näkyä käymistä, kuplia ja toisen päivän iltaan mennessä pH oli pudonnut 8:aan, jolloin lisäsin hiukan veteen liotettua kidesoodaa nostamaan pH taas yli 9. Tässä vaiheessa pinnalla näkyi jo hiukan kuparinhohtoista kalvoa ja kolmannen päivän aamuna sitä oli jo koko pinnan päällä, ja myös sinisiä kuplia, ns flower. Kolmantena päivänä laitoin purkkiin yhden vyyhdin lankaa joka 10 minutin aikana värjääntyi vaalean siniseksi. Dippasin saman vyyhdin uudelleen seuraavana päivänä pidemmäksi aikaa, kahdeksi tunniksi, ja nyt siitä tuli hyvä turkoosin tumman sininen.
Langan nostamisessa aina menee liemeen hiukan happea, vaikka yrittäisi olla kuinka varovainen, ja siksi on hyvä antaa liemen levätä ainakin yön yli värjäysten välillä. Olin tosi tyytyväinen ja nyt kun lämpö pysyi korkeana ja tasaisena niin käyminen tuntui helpolta. Käyminen vähentyi ajan kanssa ja seitsemäntenä päivänä lisäsin krappia ja lesettä (kiehautettuna). Myös ilmatila purkissa oli suurentunut, koska osa liemestä oli tullut pois lankojen mukana, tämä ei ollut hyvä ja siksikin nesteen lisääminen krapin ja leseiden kanssa oli hyvä. Olen tällä purkissa värjännyt useita vyyhtejä, mutta nyt tuntuu, että käyminen on taas hiljentynyt, on 13. päivä. Pari viime yötä ovat myös olleet aika viileitä. Saa nähdä miten jatkossa käy.

Toisessa purkissa oli kasvihuoneessa kasvaneista väritattarista uutettu liemi, mutta selvästi ne eivät olleet vielä valmiita, näin sen jo heti uuton jälkeen, ettei liemessä ollut paljoa indigoa. Aloitin kuitenkin samoin kuin toisen purkin kanssa, krapin ja leseiden lisäyksellä ja pH oli alussa 11. Olisiko ollut liikaa? En tiedä. Käyminen alkoi kuitenkin hiljaa ja kolmantena päivänä pinnalla oli lievä kuparikalvo, mutta tämä liemi ei värjännyt koelankaa kuin hyvin vaaleaksi. Joidenkin päivien jälkeen kun se ei tuntunut muuttuvan, vaikka käymistä oli kyllä, ja kun arvasin, ettei uutossa ollut tarpeeksi indigoa, lisäsin purkkiin pienessä harsopussissa 15g indigojauhetta (luonnonindigosta). Ohjeet neuvovat laittamaan jauheen pussiin, mistä se hitaasti liukenee sitä mukaa kun sitä pelkistyy. Kolmantena päivänä indigojauheen lisäyksestä kyyppi olikin jo hyvännäköinen ja purkin pinnalla kuparikalvo ja liemi vihreää ja se värjäsi hyvin. Tästä purkista tuli ja tulee yhä väriä, nyt on 10. päivä indigolisäyksestä.

Mittaan joka aamu ja ilta pHn ja sekoitan varovasti, samalla tarkistan miltä liemi näyttää, ja jos pH on pudonnut niin lisään kidesoodaa veteen liotettuna. Olen myös kaksi kertaa tämän kahden viikon aikana lisännyt krappi-lesettä ravinnoksi kyyppiin.

IN ENGLISH
July was so hot this year, that I decided to try indigo fermentation vat again. Previously I had not succeeded with it, due to to cold or too variable temperatures, or just because of mistakes I had made. When fermenting, the good bacteria multiplies and removes the oxygen from the vat and thus indigo reduces to a form which attaches to the fiber. This is a bit like making yogurt, the temperature has to be stable between 30-40°C, and also the vat has to be alkaline. When the vat starts to ferment, the bacteria produces acids which lower the pH, so I must keep a close eye on this every day. If the vat becomes sour, then the bad bacteria may win and the vat is ruined. In warmer countries keeping the vat warm is easier, but here I must use either hot plate or aquarium heater, or in a sunny and hot spell like we had now, I can try it in the green house with just solar heat.

When my earlier failed attempts had been made in big buckets, I now decided to use big glass jars which would heat easier in the sun. The jars were about 8 litres. During the night I had wrapped the jars in woolen blanket to keep the heat in. Bigger jar keep the heat better than smaller ones, and also when I used buckets, the heat from sun didn't reach the bottom of the bucket, only the surface.

To get the ferment going, the bacteria needs food, and I used madder and bran like previously. More about this in Helen Melvin's blog and also on Aurorasilk pages. I can also recommend Helen's small booklet about indigo dyeing, and Lilies book.

I boiled 30 grams of madder and 20 grams of wheat bran in small amount of water. I used now less of madder and bran than earlier, because previously the fermenting was too rapid, and I thought smaller amount would be better, but now the fermenting may have been even too slow, ok anyway in the end. I added more madder and bran after the first week when the fermenting slowed down.

In the first jar I had an extraction of my own japanese indigo from last autumn, the pH in the jar was still 9, and I added some washing soda to raise it to 10. To this I added then boiled madder and bran, and mixed carefully. The temperature was about 40°C during the daytime and 30°C at nights for the first week, now it is not so hot any more. The vat started to ferment right away, and by the night of day 2 the pH had dropped to 8, and I added more washing soda to the vat to raise it to over 9. At this point the surface was already coppery and by the morning of day 3 there was also "flower" on top the vat. On day 3 I dyed one skein light blue after 10 minute dip, and after another longer, two hour dip the second day, it became nice darkish turqoise blue.
Even though I tried to be careful, dipping the yarn in the vat always introduces oxygen in it, so it is good to let the vat rest overnight between the dips. I was very happy with this vat, and it continued to ferment and dye more skeins, and the temperature stayed high (though for myself I am not at all a fan of hot weather). On day 7 I added more boiled madder and bran, and I think now I would need to do it once more, the fermenting has slowed some (it is now day 13).

In the second jar I had an extraction from japanese indigo leaves grown in the greenhouse this summer, but already after extraction I could see that there was not enough indigo in the leaves, I had cut them too early. Anyway I added the boiled madder and bran, raised the pH to 11, which was maybe too much.. I don't know.  The vat started to ferment fine, but there was only a little copper on the surface by day 3 and after dipping a skein in the vat, I go only very pale blue. 
After some days when no more indigo seemed to reduce, I added to this jar a small bag of natural indigo powder (15 grams), and after two days it seemed to reduce well, the vat was dark  green and it dyed well, it is still dyeing well and now is day 10 after the adding the indigo powder.

Every morning and night I measure the pH, and stir the vat carefully, and watch how the vat looks. If the pH is dropping I add more washing soda mixed with warm water. Once a week I have added more boiled madder and bran to feed the bacteria.

Yllä olevassa kuvassa miltä liemen pinta näyttää kun indigo pelkistyy.

IN ENGLISH
In the picture above is how the vat looked like when it is reducing.

Pelkistynyt liemi näyttää kellanvihreältä tai ruskeanvihreältä, liemessä oleva krappi hiukan hämää värillään lientä, mutta jos liemi näyttää siniseltä niin silloin se ei ole valmista, vaan sen pitää muuttua vihreäksi ja lankojen liemessä kellertäviltä tai vihertäviltä. Sinisiksi langat muuttuvat hapen vaikutuksesta vasta kun ne nostetaan pois liemestä.

IN ENGLISH
Reduced vat looks green, or yellowish or brownish green, madder in the vat changes the color some, but if the vat looks blue, then it is not ready. It has to change green and when the yarns are in the vat, they should look yellowish or greenish. They turn blue only when they are raised from the vat and react with oxygen in the air.

Alin kuva on otettu noin kolme minuttia siitä kun nostin langan pois liemestä eli ensin väri oli turkoosi mistä se vähitellen tummeni ja muuttui siniseksi hapen vaikutuksesta.

IN ENGLISH
The picture below was taken three minutes after the first picture when the yarn was taken from the vat, so you see how the color first became teal and slowly changed to darker teal and then blue when the dye reacted with the oxygen in the air.

Olen tosi tyytyväinen, että vihdoin sain tämän käymiskyypin onnistumaan, vaikkakin vain pienessä mittakaavassa. Nyt sitten pitäisi saada sama isommassa, mutta astian pitäminen tarpeeksi lämpimänä jatkuvasti on hiukan ongelmallista, täytynee hankki akvaariolämmitin. Tämä on tietysti paljon hitaampaa ja vaatii paljon enemmän tarkkuutta (ainakin näin alussa kun vasta opettelen tätä) kuin hydrosulfiitilla pelkistäminen, mutta toisaalta tässä ei tarvita mitään kemikaaleja (paitsi kidesooda mutta senkin voisi korvata tuhkalipeällä) ja jos saa lämmön pysymään jotenkin tasaisena, niin tämä on aika vaivatonta ja helppoa. Jos olisi useita kyyppejä yhtä aikaa, niin aina jokin olisi valmis värjäykseen kun toiset lepäisivät.
Muutama asia tästä:
- toisin kuin hydrosulfiittikyypissä, käymiskyypissä lankoja voi pitää vaikka useita tunteja tai yön yli, ja lisäksi väri tummenee joka dippauskerralla (eikä väri irtoa myöhemmillä dippauskerroilla niinkuin kemiallisessa pelkistyksessä käy), näin voi saada hyvinkin tummia sävyjä
- ilmatila kyypissä pitäisi olla pieni (ja kansi päällä), koska ilman happi muuten menee liemeen eikä indigo pelkisty kunnolla. Jotta sain langan mahtumaan purkkiin, niin oli kuitenkin jätettävä hiukan tilaa, ettei liemi mennyt yli purkista kun lanka lisättiin sinne.
- lanka täytyisi saada pidettyä erossa pohjalla olevasta sakasta, koska muuten se voi värjääntyä epätasaisesti, jokin ritilä täytyy virittää kun värjään isompia määriä.
- langan mukana tuleva liemi kannattaa puristaa langoista johonkin astiaan, mistä sen voi myöhemmin kaataa varovasti takaisin kyyppiin. Lisäksi ensimmäisten minuttien alkuhapetuksen jälkeen laitoin langat hapettumaan vesiämpäriin yöksi, jotta pelkistymätön indigo ei kuivuisi lankoihin vaan irtoaisi heti (ja myös tämän liemen voi käyttää myöhemmin jossain kyypissä). Mikäli pelkistymätön indigo kuivuu lankoihin, se irtoaa hankauksessa eikä väristä tule kestävää.

IN ENGLISH
I am really happy that finally after many tries I have succeeded with natural fermentation of indigo, albeit in small scale. Now I would need to get it working in a bigger vat, but keeping a bigger pot warm for days is problematic, I probably need to buy an aquarium heater. This kind of indigo dyeing is much slower and requires more attention (at least in the beginning when I'm still learning) than reducing with chemicals, but this is so natural and fascinating. The only chemical I used is washing soda, but even that could be replaced with home made wood ash lye. If only I could keep the temperature high and stable this would be a very nice way to dye indigo, and if I had several vats at the same time, there would always be one ready to dye.
Couple of things which have come to mind about this vat:
- unlike chemical reduction vat, you can keep the fiber in the vat for several hours or even overnight, and also with fermentation vat, you can get very dark shades with several dippings because the color won's strip in later dippings
- there should be as little air as possible in the jar, because if there is air then oxygen gets to the vat and indigo will not reduce properly. On the other hand I had to leave enough room the jar for the yarn, so that the vat would not overflow when I add the yarn to the jar.
- I would need to find a way to keep the yarn from touching the bottom, so that the matter in the bottom doesn't stain the yarn, some sort of screen maybe like I use with fructose vat.
- I squeeze the extra liquid from the dyed yarn to a bucket, and then I can later add this back to the vat and no indigo goes to waste. Also after the first few minutes of oxydizing, I plunge the yarn in a bucket of water and let it oxydize there overnight, so that if there is unreduced indigo in the yarn, it would come off right away (and I can also use this water in another indigo vat). If unreduced indigo is left in the yarns, the color will not be fast to rubbing.