L’Alchimia e l’estrazione delle sostanze vegetali (Parte III – Alchimia e distillazione)
Data: Domenica, 06 aprile 2014 ore 08:30:00 CEST Argomento: Redazione
L'Alchimia
è correlata alla scienza dell'Anima e dell'unione o fusione immortale
delle due parti dell'uomo, del Corpo e dell'Anima. È anche la ricerca,
interiore ed esteriore, che conduce ad entrare in risonanza con la
Natura, con le sue due forze complementari per giungere all'armonia e
alla vita eterna. Tutto ciò, similmente alla distillazione,
costituisce un processo più o meno lungo e complesso, talora complicato
e difficile, piuttosto che un fatto magico, istantaneo e miracoloso.
La scienza alchemica è stata sempre strettamente legata all'estrazione
delle sostanze vegetali e alla loro distillazione, perché nei vegetali
è presente l'Anima, il principio di Crescita - Vita, rappresentati
dalle essenze o oli essenziali che producono, correlati alla dualità
della manifestazione fisica, al solve et coagula, alla trasfigurazione
da una forma ad un'altra.
Difatti la manifestazione universale è possibile mediante l'interazione
di due fasi o principi inversi, che in realtà sono complementari
e cioè essa si alterna dal manifestato al non manifestato e viceversa.
La cosa straordinaria e per molti versi sorprendente è che questi due
stati sono sempre perfettamente simultanei e contemporaneamente
invertibili.
E sovente ciò non è facilmente comprensibile.
Infatti si è dinanzi ad un capovolgimento di situazioni che crediamo
opposte e che nel linguaggio corrente ritroviamo nelle frasi: "Trarre
il vivo dal morto e il morto dal vivo", "Solve et coagula" e molte
altre.
Tutto ciò confluisce anche nella spagiria (separare e unire) e nella
spagirica che è l'applicazione dell'Alchimia alla produzione dei
farmaci.
I simboli più significativi dei due stati della manifestazione
universale sono lo Yin e Yang, la doppia spirale del maschile e
femminile e la swastica (simbolo indù del Sole e di buona fortuna);
nella distillazione i due principi sono la volatilizzazione del fisso e
la fissazione del volatile. Lo zucchero, il fisso, diventa volatile e
la forza di vita (volatile) diventa fissa condensandosi in alcol.
Nell'Alchimia riguardo la
manifestazione universale si individua la dualità nel MERCURIO e nello ZOLFO, dalla cui interazione
scaturisce il SALE cioè la
materia vera e propria.
Il mercurio, lo zolfo e il sale costituiscono insieme l'UNITA' TRIADE.
Il sale è il neutro, il mercurio il principio passivo e lo zolfo è
l'Anima del fuoco invisibile (luce pesante, debole o oscura) il
principio attivo ed ogni essere unisce in se questi tre principi.
Il mercurio, lo zolfo e il sale tuttavia non sono in riferimento con
gli elementi della chimica, ma piuttosto forme di manifestazione delle
sostanze o sostanze non ancora conosciute.
Difatti nella terminologia alchemica il Mercurio significa il principio
vitale o il prana della tradizione indiana, lo zolfo significa l'Anima
e la Coscienza o l'Atma della tradizione indù, il sale significa il
corpo, il solido o la materia nel senso proprio.
Il Mercurio, nel regno
vegetale, è rappresentato dall'alcol etilico
(C2H5OH) che è allo
stesso tempo fuoco ed acqua ed è un liquido
trasparente ed infiammabile.
Lo zolfo, nel regno vegetale, nella sua forma più pura è rappresentato
dagli oli essenziali, che sono liquidi a temperatura ambiente e che
bruciano con fiamma fuligginosa, sono volatili e, in generale, più
leggeri dell'acqua.
Il sale rappresenta il corpo strutturale delle piante ed è fisso o
concreto, costituito da una parte idrosolubile e da una parte non
solubile.
Tali principi si appalesano ai nostri sensi sotto quadruplice forma:
1)
solida, 2) liquida, 3) gassosa, 4) radiosa, che corrispondono ai
quattro elementi: Terra, Acqua, Aria, Fuoco.
A causa delle loro duplici caratteristiche gli elementi possono
trasformarsi l'uno nell'altro, ed essi presi a due a due hanno sempre
delle caratteristiche in comune.
In questi quattro elementi è presente un quinto elemento o una QUINTA
ESSENTIA (ETERE, PENSIERO, COSCIENZA E AMORE UNIVERSALI),
che tuttavia
non corrisponde a nessuno di essi ma ne è il nucleo spirituale e
l'estratto di tutti gli elementi.
Tutto ciò che esiste ha la sua origine in essa ed è la forza vitale di
tutti gli esseri viventi.
Pertanto rimane da aggiungere come la quinta
essentia o la coscienza
cosmica, il pensiero, il sentimento, l'emozione, non siano ininfluenti
così come comunemente si crede, ma siano in realtà cruciali e
determinanti nella manifestazione terrestre.
Il fuoco significa calore, espansione, l'attivo, il principio maschile,
la volontà; l'aria, che è più densa, viene precipitata dal fuoco ed è
mediatrice tra il fuoco e l'acqua; l'acqua è la somma del fuoco e
dell'aria coagulati; la terra è solida e racchiude in sé gli altri tre
elementi e deve portare alla coscienza ciò che ancora non possiede e
portare a frutto l'immortalità e la vita eterna.
Gli elementi della Natura caratterizzati dal principio universale,
dalla dualità, dalla triade, dalla quadruplicità dei quattro elementi e
dalla quintuplicità dei quattro elementi con l'etere, sono espressi dai
cinque solidi di Platone (tetraedro,
cubo, ottaedro, icosaedro,
dodecaedro).
Se si vogliono estrarre il Mercurio, lo zolfo e i Sali dalle piante, la
prima operazione consiste nell'estrazione dell'olio essenziale che è la
parte liquida e volatile dello zolfo.
L'estrazione degli oli essenziali si realizza mediante la
sfumatura, la distillazione o con solventi.
Il Mercurio, cioè l'alcol, si ottiene con la fermentazione e la
successiva distillazione.
I Sali si ottengono rispettivamente dall'evaporazione del liquido
rimasto in caldaia dopo la distillazione per ottenere l'alcol (parte
fissa dello zolfo), mentre il sale vero e proprio è ottenuto
dall'incenerimento e dalla calcinazione delle parti di vegetale
disidratate.
La distillazione è un'operazione con la quale si possono separare le
sostanze volatili da quelle che non lo sono, o i liquidi volatili uno
dall'altro se essi hanno punti di ebollizione diversi (distillazione
frazionata).
Mediante la volatilizzazione del volatile e la fissazione del fisso
tale processo evidenzia il ruolo della quinta essentia (coscienza,
pensiero, amore, etere universali) nella manifestazione terrestre, ed è
per questo che gli Alchimisti hanno sempre attribuito ad esso una
grande importanza.
La distillazione come oggi noi la conosciamo, è il frutto di una serie
di osservazioni, di lavoro e di scoperte, realizzate durante un periodo
lunghissimo, il quale inizia già ai primi albori della civiltà.
I Cinesi conoscevano l'acquavite di cereali 600 anni prima della
nascita di Cristo.
È un metodo che consente di estrarre gli oli essenziali, le sostanze
vegetali volatili ed aromatiche ed importante nella preparazione delle
bevande alcoliche.
Gli Egiziani dettero impulso alla scienza, che essi denominarono
"Chemìa" e
che poi gli Arabi chiamarono "Alchemìa".
A tali popoli erano note le tecniche della sublimazione, della
filtrazione, della distillazione.
Gli Egiziani, come descriveva nel IV secolo a.C. Sinesio, conoscevano e
usavano apparecchi per la distillazione del vino e del sidro già 40
secoli a.C. ed, ancora, idearono e costruirono uno strumento noto
come 'idroscopio',
il quale è da considerarsi il primogenitore del
densimetro o dell'areometro e dell'alcolometro.
Gli Arabi appresero l'arte della distillazione dagli Egiziani, da
quando conquistarono il loro paese nel 640 d.C., portandola ad un
grado di perfezionamento davvero notevole, sino a giungere, in epoca
più tarda, a divenire veri e incontrastati maestri.
Le parole alambicco e alcool sono di chiara derivazione araba.
L'arabo Rhazès descrisse, in un manoscritto, la preparazione dell'acqua
della vita e il metodo di distillazione per concentrare l'alcool,
facendo passare i vapori alcolici attraverso la calce viva o la
cenere.
Altresì cita i procedimenti per estrarre i profumi dai fiori.
Rhazès è senza dubbio il maggior chimico della sua epoca, riuscendo a
fornire una esatta descrizione dei metodi di distillazione: per
ascensum, per descensum e per latus.
Avicenna, medico arabo del X secolo, ci fornisce una completa
descrizione degli apparecchi di distillazione e paragona la cucurbita
allo stomaco, il capitello alla testa e il refrigerante al naso.
Zosimo Panopolitano o il tebano, che visse nel IV secolo a.C., in un
suo scritto su "l'acqua divina",
descrisse i particolari di alcuni
apparecchi di distillazione da lui stesso osservati in un tempio antico
di Menfi e impiegati dagli Arabi per preparare l'acquavite.
Il primo di questi apparecchi da distillazione, chiamato "Crisopea", è
quello descritto da una Cleopatra del II sec. a.C., nella sua opera
intitolata "Crysopoica"
che verte sull'arte di preparare l'oro.
La Crisopea era un alambicco a fuoco diretto, costituito da due
recipienti sferici: l'inferiore detto lopàs,
dove veniva posta la
materia da distillare, che poggiava sul forno detto phorà. Il
lopas era poi collegato
al phiale in cui avveniva la
condensazione dei vapori
Maria l'Ebrea, che si crede contemporanea di Zosimo, utilizzava per
riscaldare i distillatori il bagno di cenere o il vapore acqueo,
ideando in tal modo il riscaldamento a bagno maria.
Ai tempi dell'imperatore romano Tiberio, Dioscoride Cilicio utilizzava
un apparecchio da lui denominato ambic
(elmo), che dagli
alchimisti arabi fu ridenominato alambic,
nome che è rimasto pressoché
uguale sino a tutt'oggi.
Nell'ottavo secolo d.C. Marcus Graecus scrive un'opera, Liber ad
camburendos, in cui si ritrovano tracce profonde sugli aspetti
della
distillazione e sull'ottenimento della acquavite.
In seguito troviamo molti altri sperimentatori, che impiegarono e
studiarono la distillazione, come Alberto il grande (1193-1280),
Arnaldo da Villanova (1240-1319), Taddeo Alderotti, Raimondo Lullo e
Michele Savonarola. La sicura scoperta dell'alcool si può far
risalire al 1100 d.C. circa.
Ad Arnaldo da Villanova, professore nell' Università di
Montpellier, si deve il nome di acqua della vita: acqua ardente
o acqua d'immortalità, essenza meravigliosa o acqua d'oro, che si
credeva prolungasse la vita così come è scritto nella sua opera
'Tractatus de vino'.
Quindi pure la denominazione di acquavite, tutt'ora in uso, è da
attribuire al Villanova.
Dopo la morte di Arnaldo da Villanova, continua lo studio dei
processi legati alla distillazione un suo discepolo, il famoso
Alchimista Raimondo Lullo (1233-1313), nato a Palma de Maiorca il
1233/35, al cui nome è legata anche una gentile leggenda di dolore e di
amore.
Egli fu il primo autore che tratta dell'arricchimento dell'acqua della
vita, per mezzo di ripetute distillazioni e condensazioni.
Alcuni degli Alchimisti più famosi e
leggendari che hanno contribuito
al progresso dell'Alchimia e della distillazione: Raimondo Lullo
(1233-1313), Arnaldo da Villanova (1240-1319) e Nicolas Flamel
(1330-1418)
Per la condensazione ideò e costruì il "rentontorium" il
capostipite del condensatore retrogradatore, introducendo in questo
modo il procedimento della rettificazione.
Nicolas Flamel (1330-1418) si interessa alla distillazione e
all'Alchimia, in riferimento alla ricerca della pietra filosofale ed
alla trasformazione dei metalli in oro.
In effetti divenne estremamente ricco ed esistono documenti che
testimoniano molte delle sue donazioni, ad ospedali e per erigere
cappelle.
Ancora oggi sopravvivono 40 di queste opere.
La sua vita è avvolta da un alone di leggenda e si racconta che insieme
alla moglie Perenelle non abbiano conosciuto la morte, grazie
all'elisir di lunga vita.
Nel 1440 Michele Savonarola da Padova, zio del famoso frate, pubblica
un trattato sulla distillazione il "Confidencia
acquae vitae"
dove descrive il primo alambicco e refrigerante in metallo;
quest'ultimo funzionante con il continuo circolo di acqua fredda.
Altresì nei distillatori da lui ideati e costruiti previde ampie
superfici di raffreddamento, ottenendo così degli spiriti a forte
concentrazione alcolica.
Tali apparecchi, per quei tempi , segnavano un progresso davvero
notevole.
Inoltre ideò ed applicò diversi procedimenti, per determinare la forza
alcolica del distillato, classificò in tre tipi l'acquavite: la
semplice, la comune e la quintaessentia
o quintessenza ottenuta da
ridistillazioni.
Seppe dare anche delle indicazioni sulla miscelazione dell'acquavite
con sostanze aromatiche e di altro tipo tratte dai vegetali,
ricorrendo sia alla macerazione che alla distillazione, denominando
tale bevanda "acqua ardens composita".
E mentre si escogitavano i mezzi per arrivare ad una maggiore
concentrazione dell'alcol nell'acquavite, i Veneziani ne
intraprendevano il commercio di esportazione verso paesi lontani,
iniziando con gli Olandesi un commercio esteso e rimuneratore.
Il tedesco Basilio Valentino (1413), giunse ad ideare ed
applicare il metodo per ottenere un'alta concentrazione dell'acquavite,
mescolandola con della calce anidra, che idratandosi la impoveriva
dell'acqua e la rendeva al massimo della gradazione.
Nel 1609 Giambattista Della Porta da Napoli descrisse e disegnò, nella
sua opera "De Distillationibus",
due distillatori uno dei quali
costituito da una caldaia sormontata da un tubo a 4 anse, che
superiormente terminava con una capacità in funzione di testa o
espansione di raffreddamento, congiunta ad un tubo laterale adduttore.
Un apparecchio simile, migliorato, venne pure costruito da Vannoccio
Biringuccio da Siena e descritto nella sua opera "De la Pirotechnia".
L'altro distillatore, che G. B. Della Porta descrisse e che denominò
idra a sette teste, può ben
dirsi come il capostipite, che diede
origine ai moderni distillatori a distillazione
frazionata.
Questo apparecchio che montava, dopo la caldaia, sette successive
espansioni o teste, non è che un multiplo di un distillatore
precedentemente ideato da Zosimo.
In tale distillatore, grazie alle condensazioni dei vapori acquosi e
alle retrogradazioni realizzate sfruttando l'azione refrigerante svolta
dall'aria, e che avvenivano nelle diverse espansioni sino nell'ultima
testa, si riuscì ad ottenere uno spirito più forte .
Nel 1780 Argand idea ed applica lo scaldavino, sfruttando il calore
sviluppato per vaporizzare il liquido posto nella caldaia per
riscaldare, sia pure parzialmente, la successiva materia da distillare,
attuando così la distillazione di tipo continuo.
Molti altri ricercatori, successivamente, apportarono alla
distillazione altre idee e miglioramenti sino a giungere al Solimani e
soprattutto a Edoard Adam, che ispirandosi all'apparato di Woulf,
seppe dare attuazione pratica ad un apparecchio di distillazione
risolvendo in modo perfetto diversi problemi costruttivi.
Il distillatore di Edoard Adam, da ritenersi una
trasformazione dell'apparato del Woulf, consisteva in una serie
di casse metalliche, unite da un lato al collo d'oca proveniente dalla
caldaia e, dall'altro lato, al refrigerante.
Durante il funzionamento le casse, man mano avveniva la condensazione
dei vapori, si riempivano, pertanto le pressioni aumentavano e
l'ebollizione si faceva sempre più difficile, per cui la conseguenza di
questa disposizione era l'ottenimento di alcol ad elevata gradazione.
L'apparato di Woulf, che rese possibile il perfezionamento della
distillazione, risulta formato da una serie di bottiglie B e C a tre
aperture, in cui nella prima penetra un tubo sino in fondo, nella
seconda o di mezzo un tubo verticale ha funzione di manometro ad
aria libera e dalla rimanente bocca esce un tubo che comunica con la
parte gassosa del recipiente.
I recipienti sono congiunti tra loro e con un pallone da un lato
da cui si svolge, ad esempio, del gas o del vapore e dall'altro lato
con la provetta di raccolta del distillato.
Le pressioni indicate dai manometri si sommano man mano che si
allontanano dalla provetta di raccolta.
Cosicché se nella provetta di raccolta vi è uno strato d'acqua uguale a
2 e nei recipienti uno strato d'acqua uguale a 1, nel recipiente vicino
alla caldaia si determinerà una pressione di 2 più quella data dallo
strato d'acqua del recipiente intermedio, cioè una pressione totale di
3 (2+1), mentre nel pallone equivalente alla caldaia una
pressione totale di 4 (2+1+1).
Tale apparecchio rappresenta il precursore insieme
all'apparecchio di distillazione messo a punto da Edoard Adam, di tutti
i distillatori costruiti nei tempi successivi sino a giungere a quelli
usati attualmente dall'industria della distillazione.
Nella figura sono riportati gli
elementi di un rettificatore che sono
analoghi a quelli dell'apparato di Woulf, che ha consentito il
perfezionamento dei distillatori e del processo della distillazione.
Da Steiner,
Chimiste-Distillateur, 1890, Traité pratique de la
fabrication des Eaux-De-Vie par la distillation, Paris, Garnier
frères, Libraires - Editeurs
Infatti nel 1805 Isacco Bernard, costruisce un distillatore con
apparati più perfezionati, ponendo dopo il collo di cigno
un'apparecchiatura o deflemmatore avente numerosi diaframmi, la
quale faceva refluire in basso il condensato mentre il vapore
continuava verso l'alto la sua strada; inoltre inseriva fra la caldaia
e la testa di moro un'altro componente da lui denominato tubo di
sicurezza, che in pratica costituiva il primo modello delle colonne a
piatti che, con alcune varianti, sono ancora in uso.
Da questo tempo gli inventori e le invenzioni si moltiplicarono e fra i
nomi degli sperimentatori sono da ricordare quelli di: Allegre, Menard,
Baglioni, Cellier, Egrot, Blumenthal.
Nel 1818 Derosne pervenne ad una maggiore perfezione nella
distillazione, rendendola continua e così ispirando al Savalle
l'idea degli apparecchi che questi costruì.
Al perfezionamento della distillazione e della industria ad essa
collegata, concorsero quindi moltissime generazioni di studiosi e ciò
insieme al progresso generale della civiltà.
I principali sistemi ideati ed applicati per distillare,
come è stato già accennato, sono quelli per ascensum, per descensum e
per latus.
Il sistema per ascensum
funziona per salita dei
vapori provenienti dalla caldaia o cucurbita, i quali si condensano
superiormente nell'elmo o campana o capitello grazie al raffreddamento
esplicato dall'aria in questa parte del distillatore, che
pertanto non risulta collegato ad alcun refrigerante.
Il distillatore funzionante per "descensum",
è un apparecchio
strutturato alla rovescia rispetto a quello prima descritto.
Difatti la cucurbita dove viene posta la materia da distillare è
collocata in alto e ivi riscaldata ed unita ad un vaso
condensatore posto in basso, dove avviene la condensazione dei
vapori e quindi l'ottenimento del distillato.
Tale apparecchio di distillazione era e può essere indicato per quelle
sostanze che hanno difficoltà, a causa della loro specifica
composizione, a distillare.
Il Della Porta, per tale metodo, al posto di impiegare la legna
per il riscaldamento,propose l'utilizzo di uno specchio concavo per
dirigere i raggi del sole verso la cucurbita, ideando in tal modo la
cosiddetta distillazione per descensum
et solis
calorem.
Il metodo di distillazione per latus,
fu un diretto derivato di quello
per ascensum, difatti l'unica
differenza rispetto a questo è che
i vapori alcolici sono deviati lateralmente ed ivi condensati, mediante
il noto collo di cigno.
Da questi apparecchi sono stati originati la maggior parte dei
distillatori oggi in uso, che possono comprendere, ovviamente, altri
componenti aggiuntivi quali il refrigerante ad acqua, condensatori
supplementari, colonne a piatti, ecc..
Da ricordare l'opera degli Alchimisti i quali si dedicarono all'arte
della distillazione al fine di unire l'interiore con l'esteriore, il
processo materiale a quello spirituale, per pervenire all'ottenimento
della pietra filosofale o
dell'elisir di lunga vita,
ovvero
dell'immortalità.
Gli Alchimisti cercarono di coniugare il mondo visibile col mondo
invisibile e di pervenire alla trasmutazione dei metalli, ovvero a quel
processo che avrebbe permesso di ottenere l'oro da un vile
metallo, che però celava la vera ricerca e cioè di come l'uomo può
elevarsi ed ascendere con la trasmutazione della materia a piani di
esistenza più elevati.
Nonostante il ridicolo attribuito da alcuni studiosi alla ricerca
degli Alchimisti, essa è stata fondamentale in quanto svilupparono vari
procedimenti chimici e di distillazione, che hanno contribuito al
miglioramento della chimica e della scienza moderne.
Oltretutto sino al XIX secolo molti chimici erano vicini a questi
pionieri della chimica e cioè agli Alchimisti, poiché erano dell'idea
che alla base di ogni trasformazione chimica e degli elementi chimici
stessi vi fosse una forza vitale o
assimilatrice come affermava
Berzelius nelle sue opere del 1807.
Le Fevre ed altri ricercatori individuavano nello Spirito
universale il motore della chimica e della manifestazione
terrestre.
Quindi in quel periodo la chimica, la distillazione, le reazioni
chimiche e quant'altro, aveva, contrariamente a quanto succede
oggi, per oggetto lo studio e la sperimentazione di tutte le
cose: corporee e materiali insieme a quelle invisibili ed
immateriali.
La distillazione costituisce un fatto complesso, nel quale diversi
elementi entrano in gioco.
Essa consiste nella condensazione dei vapori più volatili provenienti
da una miscela, ad esempio, idroalcolica posta a riscaldare in un
bollitore o caldaia e realizzata nel refrigerante.
I diversi casi riscontrati nella distillazione si possono così
riassumere:
a) se si tratta di un miscuglio di sostanze volatili insieme a delle
altre fisse, per mezzo della distillazione, si ottiene la separazione
di quelle volatili da quelle che non lo sono, le quali rimangono nella
caldaia;
b) se si tratta di sostanze solide che si sottopongono alla
distillazione, si ha la sublimazione.
Ad esempio, dalla resina del benzoino, si estrae per sublimazione
l'acido benzoico;
c) se il distillato che si ottiene è dovuto all'azione del calore a cui
è stata esposta il particolare tipo di sostanza, che per sua natura non
preesisteva nella stessa sostanza, si ha la distillazione secca.
L'esempio di ciò è offerto dalla distillazione del legno da cui si
ottiene l'acido acetico, l'alcol metilico e diversi gas.
L'evaporazione avviene quando
si somministra l'energia capace di
fare allontanare dalla superficie di una sostanza o da un liquido, le
molecole costituenti, ovvero l'energia per superare la forza della
tensione superficiale, esistente nei legami fra le molecole di un
liquido sulla sua superficie libera.
Questi legami si indeboliscono allorché si aggiunge del cloruro di
sodio, ad esempio, all'acqua. Infatti in questo caso l'evaporazione
avviene prima che normalmente e insieme all'innalzamento del
punto di ebollizione a circa 106°C.
Quindi l'evaporazione è una risultante della temperatura a cui si
sottopone un liquido e della sua tensione, che è diversa per ogni
tipo di sostanza.
Pertanto diminuendo la pressione l'evaporazione avviene ad una
temperatura più bassa, rispetto a quella riscontrata alla pressione
ordinaria.
L'evaporazione produce un raffreddamento della massa in cui ha
luogo.
L'ebollizione si verifica
quando nel liquido, sottoposto al
riscaldamento, si ha la formazione di bolle di vapore nella sua stessa
massa.
Si tratta di un rapido e tumultuoso passaggio allo stato vaporoso.
Inoltre se applichiamo al recipiente un termometro esso si ferma in un
determinato punto della scala termometrica, nel momento in cui si
verifica l'ebollizione.
Allorquando la sostanza è omogenea tale valore sarà identico
dall'inizio dell'ebollizione sino alla sua conclusione e
sempreché si compia a pressione costante.
Ad esempio, l'acqua bolle a 100°C alla pressione esistente al livello
del mare, mentre sulla cima del monte Bianco, ad una pressione più
bassa, bolle a circa 84°C.
Se le sostanze sono eterogenee, il grado di temperatura è crescente man
mano si procede nell'ebollizione, poiché è varia la volatilità di
ciascun componente della miscela.
La condensazione avviene
quando al di sopra di un liquido che bolle si
mette un corpo freddo, si assiste così al passaggio dallo stato di
vapore a quello liquido, il quale caratterizza la condensazione.
Tale processo nella distillazione si media con i deflemmatori e più
efficacemente con l'applicazione del refrigerante, il quale per il
raffreddamento sfrutta il continuo circolo di acqua fredda.
Difatti senza il continuo fluire dell'acqua che asporta il calore, ben
presto in tale dispositivo si avrebbe la stessa temperatura della
caldaia o del liquido in ebollizione, vanificando così la condensazione
dei vapori.
Nella distillazione, quindi, si osservano due passaggi di stato:
il primo quando a seguito della somministrazione del calore il liquido
bolle emettendo i vapori, il secondo quando sottraendo la stessa
quantità di calore, per mezzo del refrigerante, esso ritorna allo stato
liquido.
Diverse
possibilità ed effetti nella distillazione
E' molto raro che si distilli una sostanza allo stato puro, il più
delle volte si sottopone alla distillazione una mescolanza di più
sostanze, con l'intento di separarle.
In proposito si possono avere i seguenti casi:
a) un corpo volatile è mescolato a uno
fisso;
b) più sostanze mescolate insieme, che
bollono a temperature diverse;
c) una mescolanza di diverse sostanze,
con diversi punti di
ebollizione e che contengono dei corpi fissi.
La distillazione, in questi casi, conduce a risultati diversi.
Il primo caso è esemplificato dall'acqua di mare, cioè da una miscela
di acqua e sale.
L'acqua bolle a 100° C, mentre se viene mescolata con il sale bolle a
circa 106°C, e se tale miscela viene sottoposta all'ebollizione essa si
concentra sempre di più e la temperatura di ebollizione
progressivamente aumenta.
Il secondo caso si verifica quando si è in presenza di due liquidi
miscelati insieme, che bollono a diverse temperature.
Se i due liquidi sono fra essi insolubili, la distillazione
procede secondo la legge di Dalton, ovverosia ciascuno si volatilizza
alla propria temperatura di ebollizione come se fosse solo e alla
propria tensione di vapore senza nessuna alterazione della stessa.
Ad esempio, il punto di ebollizione della miscela olio-acqua o olio
essenziale - acqua corrisponde alla temperatura a cui la somma delle
pressioni parziali è uguale a quella atmosferica.
Ciò di solito accade ad una temperatura inferiore a quella del
componente più volatile, cioè l'acqua.
Ne risulta in questo modo la separazione del liquido più alto bollente
(olio) ad una temperatura inferiore, con notevole vantaggio sulla
stabilità dei componenti termolabili.
Se, invece, i due liquidi sono reciprocamente solubili, la
distillazione si complica in modo quasi indecifrabile, poiché a causa
della solubilità dei vapori dei due componenti, cambia, man mano
procede l'evaporazione, la proporzione dei due liquidi nella caldaia
divenendo difficile la determinazione di tutte le variabili.
Però gli apparecchi di distillazione tendenti a separare i diversi
liquidi volatili a diverse temperature, grazie al loro perfezionamento
riescono nella separazione, perché a misura che avviene il
raffreddamento dei vapori e quindi la condensazione, il vapore che
resiste è quello emesso dal liquido più volatile, accompagnato da
minori quantità dell'altro componente meno volatile, il quale subisce
la retrogradazione
e quindi il ritorno nella caldaia.
Il terzo caso si verifica quando due liquidi sono miscelati tra di essi
e insieme a dei corpi fissi. E' il caso più frequente e, all'inizio
della distillazione, passano le sostanze più volatili, dopo quelle che
vengono trascinate dal vapore. Tale trascinamento provoca il passaggio
di diverse impurità nel distillato, che pertanto dovrà poi essere
rettificato mediante le opportune apparecchiature.
La distillazione si usa distinguere in semplice con condensazione
diretta dei vapori, che si verifica negli apparecchi semplici di
distillazione, e in distillazione a condensazione parziale dei vapori,
ovvero con riflusso, come quella che si osserva negli apparecchi di
distillazione provvisti del deflemmatore.
Punti di
ebollizione dei liquidi e delle miscele
La tabella sottostante elaborata da Groening e modificata da Otto,
indica i punti di ebollizione di diverse soluzioni idroalcoliche con
una determinata % di alcol e di acqua nella composizione.
La tabella indica pure la proporzione di alcol contenuta nei vapori,
che vengono emessi durante la distillazione.
Per mezzo della tabella è possibile stabilire quando in una
distillazione si raccoglie la totalità dell'alcol.
Infatti supponendo di sottoporre alla distillazione un vino al 10 % di
alcool ed applicando al distillatore due vasi di rettificazione dopo la
caldaia, si realizza, in linea teorica, la seguente situazione:
nella caldaia all'ebollizione i vapori emessi avranno una
concentrazione del 55 % circa di alcol in volume.
Di seguito dal primo rettificatore e dalla miscela condensatesi col 55
% circa di alcol e all'ebollizione i vapori emessi, avranno una
concentrazione di alcol di circa 85-87 % in volume; infine all'uscita
del secondo rettificatore i vapori emessi dalla miscela all'
85-87 % di alcol produrranno un distillato al 90-92 % di alcol in
volume.
Invece distillando un vino al 2 % di alcol sarà necessario applicare al
distillatore un terzo rettificatore, al fine di pervenire ad un
distillato con la stessa % di alcol finale ed indicata nel caso
precedente.
Inoltre dalla tabella di Groening risulta, che il vapore sviluppatosi
da una miscela idroalcolica è sempre surriscaldato e non è un vapore
saturo.
Ad esempio, nel caso di un vino contenente il 10 % di alcool in volume,
il suo punto di ebollizione corrisponde a 92.5°C e la ricchezza
alcolica dei vapori si colloca al 55 % di alcol in volume.
Un liquido idroalcolico al 55 % in volume di alcol ha un punto di
ebollizione di circa 81,8°C e quindi i vapori con una ricchezza
alcolica del 55 % si condensano alla stessa temperatura, ovvero alla
temperatura di 81.8°C si verifica il passaggio dallo stato liquido a
quello di vapore.
Pertanto il vapore emesso da un vino al 10 % di alcool si trova
surriscaldato di: 92.5°C- 81.8°C = 10.7°C.
Quindi riguardo ai prodotti alcolici esiste una differenza fra quello
che accade nell'evaporazione e ciò che si verifica nella condensazione
dei vapori.
L'evaporazione ha in se una anomalia stante il vapore surriscaldato
emesso, la condensazione al contrario produce un vapore alcolico
acquoso simile ad un corpo fisso e determinato.
Quando si riscalda un liquido, la tensione del suo vapore aumenta sino
a eguagliare o superare di poco la pressione sovrastante.
L'ebollizione è legata alle seguenti leggi:
1) legge
di Dalton:
per un liquido la temperatura di ebollizione è invariabile a pressione
costante. Tale punto di ebollizione si raggiunge nel momento in cui la
tensione del suo vapore è uguale o supera la pressione a cui il liquido
è sottoposto.
2) La
temperatura a cui un liquido bolle rimane costante qualunque sia
la fonte di calore.
Quindi l'ebollizione è influenzata dalla pressione determinandone anche
il suo valore.
Alla pressione ordinaria slm di 760 mm di mercurio, l'acqua bolle a
100° C e l'alcol a 78.3°C.
Pertanto se la pressione è in un valore superiore rispetto
all'ordinario si innalza proporzionalmente il punto di ebollizione del
liquido, mentre se la stessa diminuisce l'ebollizione ha luogo ad una
temperatura inferiore.
In quest'ultimo caso sono evidenti i vantaggi di una diminuzione della
pressione in un processo di distillazione, poiché potendo
raggiungere una temperatura più bassa di quella ordinaria, come nel
caso della distillazione compiuta a pressione ridotta, non si rischia
di alterare i prodotti e la qualità dei distillati, come nella
distillazione ordinaria proprio a causa delle alte temperature
raggiunte .
La miscela alcol etilico e acqua, sostanze completamente miscibili tra
di esse, presenta un minimo del punto di ebollizione e cioè un massimo
della sua tensione di vapore, il che si verifica ad una concentrazione
del 63 % di alcol.
Questo minimo viene denominato punto
eutettico.
Nella distillazione di una miscela di questo tipo, distillerà dapprima
il miscuglio, che ha la massima tensione di vapore e pertanto diventa
difficile la separazione dei componenti allo stato puro con una sola
distillazione.
Inoltre, sempre a tale proposito, la curva di condensazione e quella di
ebollizione di una miscela idroalcolica, si incrociano nel punto alla
temperatura di 78.15°C, e ciò significa che la composizione del liquido
alla temperatura indicata è identica a quella del vapore emesso durante
l'ebollizione e che non è possibile ottenere per mezzo della
distillazione una maggiore concentrazione di quella segnata nel punto
di incontro. Questo punto minimo si denomina punto azeotropico.
Pertanto a pressione ordinaria la miscela alcol etilico e acqua, ha un
punto azeotropico pari a 78.15°C ed una miscela azeotropica contiene il
95 % circa di alcol in peso.
Il punto di ebollizione di una miscela idroalcolica risulta intermedio
tra i punti di ebollizione delle sostanze pure cioè si colloca fra
78.3°C e 100°C, in relazione al contenuto di ciascun componente nella
miscela. Quindi più l'alcol è presente in una miscela più il
punto di ebollizione della stessa si avvicina a 78.3°C.
Tensione
di vapore
Un liquido rimane tale fintantoché esiste l'equilibrio con il suo
vapore, cioè ogni liquido possiede una tensione di vapore, che è la
risultante della forza dei legami fra le molecole instaurata sul suo
velo superficiale.
Nel momento in cui si somministra energia, sottoforma di calore o
si diminuisce la pressione, tale forza o tensione viene superata e le
molecole del liquido cominciano ad abbandonare il velo superficiale
avvenendo così l'evaporazione.
Pertanto la tensione di vapore aumenta al crescere della
temperatura o al diminuire della pressione, all'inverso diminuisce.
I liquidi che hanno una elevata tensione di vapore alla temperatura
ambientale o ordinaria, sono volatili e posseggono anche un punto di
ebollizione basso.
In presenza di due diversi liquidi miscibili tra di essi e con
tensioni di vapore diversi, la tensione di vapore risulta intermedia
tra i due valori, a seconda della concentrazione dell'uno e dell'altro
componente.
Deflemmazione
La deflemmazione consiste in una parziale distillazione frazionata, che
si opera sui prodotti intermedi ottenuti nella produzione dell'alcol,
quali le flemme e le acquaviti, allo scopo di concentrarli.
Ogni volta che i vapori provenienti da una miscela idroalcolica
incontrano una parete fredda si condensano. E' evidente che si condensa
in maggiore quantità, il liquido meno volatile.
La condensazione avviene meglio allorché nel distillatore si
monta una espansione ovvero il deflemmatore al di sopra della caldaia.
Questo dispositivo può essere raffreddato semplicemente dall'aria,
quantunque sia preferibile lo scorrimento continuo di un filo d'acqua
sulla sua superficie, in modo da ostacolare al meglio il
passaggio nel distillato di una buona parte delle impurità.
Dal deflemmatore, in cui avviene la condensazione dei vapori,
l'acqua ritorna nella caldaia mentre i prodotti più volatili
continuano il loro percorso verso il refrigerante.
Il processo si fonda sulla diversità di temperatura di ebollizione
dell'alcol etilico (78.3°C) e dell'acqua (100°C).
L'autodistillazione è un metodo
molto semplice che non prevede l'uso
dei distillatori.
Tale metodo consiste nel sospendere, all'interno di un recipiente
riempito a metà con alcool e ben chiuso, un sacchetto a rete in cui
viene racchiusa la sostanza aromatica (cannella, vaniglia, ecc.).
L'alcol è molto volatile e nel tempo attraversa molte volte la sostanza
aromatica asportandone le sostanze aromatiche contenute, che dopo 2-3 o
più mesi si ritroveranno completamente nell'alcol del recipiente,
ottenendo così un ottimo alcolato.
Marcello Castroreale
mcastroreale@alice.it
La distillazione è adatta per
estrarre dai vegetali, con vari processi ed apparecchi, le
sostanze che contengono come gli oli essenziali ed altre innumerevoli
molecole attive . Tale processo permette anche di ricavare
l’alcol insieme ad altre sostanze disciolte nei liquidi alcolici,
che derivano dalla fermentazione dei mosti o liquidi zuccherini
ricavati dalla spremitura dei frutti zuccherini o dalla
saccarificazione degli amidi e della cellulosa contenuti nei
vegetali.
I distillatori sono di tipo
semplice o con dispositivi supplementari, come quello di rettificazione
del distillatore Deroy della figura che è di tipo lenticolare,
con il quale si ottiene un distillato più puro e quasi privo di
sostanze indesiderate ed odori empireumatici o di bruciato. Difatti i
vapori provenienti dalla caldaia si condensano ulteriormente
nell’espansione di rettifica e ricadono migliorando così il processo,
la qualità del distillato e l’estrazione delle sostanze più volatili e
degli oli essenziali.
Da Steiner,
Chimiste-Distillateur, 1890, Traité pratique de la fabrication
des Eaux-De-Vie par la distillation, Paris, Garnier frères, Libraires
–Editeurs
Bibliografia
AA.VV., 2005, Enciclopedia della chimica, Garzanti Editore, Milano
Castino M., Saracco C., Gozzelino A., 1996, Guida pratica dell’Enologo,
Edagricole, Bologna
Cesarano Albani Monti G., 2012, Lezioni di Alchimia, Ai confini della
scienza, Io Sono Ed., Città di Castello (PG)
Craveri C., 1927, sec. ed., Le essenze naturali, Estrazione, Caratteri,
Analisi, U. Hoepli Editore, Milano
Duplais P., 1891, Traité de la Fabrication des Liqueurs, Gautier –
Villars et Fils, Imprimeurs - Libraires
Fritsch J., Guillemin E., 1890, Traitè de La Distillation des
Produits Agricole et Industriels, G. Masson, Editeur, Libraire de
l’Acadèmie de Mèdicine, Paris
Ghersi I., 1950, Il Liquorista, 7a edizione, Editore U. Hoepli,
Milano
Kervran C. L., 1982, Trasmutazioni biologiche e Fisica moderna,
A. Giannone Editore, Palermo
Mahdihassan S., 1998, Alchimia Indiana, Rasayana “Arte della lunga
vita”, Ed. Mediterranee, Roma
Manfred M. Junius,2005, Alchimia verde La preparazione alchemica delle
sostanze vegetali, Edizioni Mediterranee, Roma
Manuale dell’Enologo, 1991, XVI Edizione, Casa Editrice, SpA, Fratelli
Mareschalchi, Casale Monferrato (AL)
Marchi V., 2012, La grande equazione – Io, l’Universo, Dio, Macro
Edizioni, Cesena
Morelli I., Flamini G., Pistelli L., 2005, Manuale dell’erborista,
Tecniche Nuove, Milano
Morelli R., 2008, L’Alchimia, l’arte di trasformare se stessi, Edizioni
Riza, Milano
Robinet E., 1889, Guide Pratique de Distillateur – Frabrication des
Liqueurs, Bernard Tignol, Editeur, Paris
Spolaore L., 2005, Grappe Liquori Tisane del benessere con le Piante
medicinali, Edizioni del noce, Camposampiero (Padova)
Steiner, Chimiste-Distillateur, 1890, Traité pratique de la
fabrication des Eaux-De-Vie par la distillation, Paris, Garnier
frères, Libraires – Editeurs
|
|