DISTILLAZIONE ED APPUNTI DI LABORATORIO CHIMICO
Storia della distillazione dell’alcol, teoria della distillazione semplice e
frazionata con calcolo del n°dei piatti teorici
INTRODUZIONE
E’ dall’ Egitto di Tolomeo che arrivano i primi riferimenti alla distillazione ed all’uso di
rudimentali alambicchi per raffinare essenze e semplici prodotti alcolici. In manoscitti medioevali
si voluto individuare in precisi elementi grafici un congegno di distillazione definito “Crysopea di
Cleopatra”( XI sec.Biblioteca Marciana, Venezia ).
Nella Napoli romana si distilla l’essenza di rose e, anche un profumo finissimo chiamato
hédrycum.(Guida d’Italia. Napoli e dintorni, Touring Club Italiano, Milano 1976.) Già dall'800 a.C.
i cinesi ottengono il sakè dalla distillazione del mosto ottenuto dalla fermentazione del riso, e la
canfora comune per distillazione in corrente di vapore dell'albero della canfora, o Cinnamomum
camphora (pianta originaria della Cina e scoperta da Marco Polo).
In Europa, la distillazione si sviluppa solo dal X secolo con la produzione di bevande a più elevata
gradazione alcolica ( whisky in Irlanda e Scozia vanta antichissime origini). Interessante è l’etimo
della parola alcool che sembra derivare da kuhul (arabo kuhl) ‘polvere finissima per tingere le
sopracciglia’ o ‘polvere impalpabile’. E’ Paracelso .( Theophrast Bombast von Hohenheim) che
reinterpreta il vocabolo traducendolo in”elemento essenziale, nobilissimo”: definizione appropriata
per lo spirito di vino dunque ridefinito “alcohol vini” (B. Migliorini, Lingua e cultura, Roma,
1948.)
STORIA DELLA DISTILLAZIONE ATTRAVERSO LA SUBLIME
ARTE ALCHEMICA
Nel sec. XIV i termini “alcocol, alcocollo, alcoel, alcool” mantengono il significato. di ‘polvere
finissima’ nei trattati di Piero Ubertino da Brescia mentre, in altri scritti, si riferiscono al prodotto (
esprit de vin, esprit ardent, eau ardente, aqua ardens, aeu de vie aqua vitae ) estratto dal vino con
termini specifici come “alkohol ou alkosol, dont on a fait successivement alcohol et alcool, est un
produit dont on attribuela dècouverte à Arnaud de Villeneauve, chemiste célèbre qui vivait à
Montpellier en 1300” (Traitè de Chimie-Dumas)
L’elisir di lunga vita, secondo Rupescissa frate e alchimista vissuto nel Trecento, era stato
volontariamente tenuto nascosto dai filosofi perché in esso era racchiuso il segreto dell’eternità
La tradizione ci lascia strane apparecchiature di distillazione con ermetici riferimenti di tipo antropo
e zoomorfico, mezzi o metafore alchemiche per raggiungere la “Grande Opera” ovvero forse il
“Deus sive Natura” di Baruch Spinoza. Al di la’ delle fantasiose preparazioni ed elisir anticamente
proposti attraverso l’uso di tali strumenti, si può ipotizzare che servissero per favorire la
dissoluzione di sostanze a caldo senza perdita di solvente funzionando come moderni “condensatori
a ricadere o primi esempi di apparecchiature per la distillazione frazionata”
Tommaso d’Aquino addirittura sostiene di estrarre la quint’essenza da un “…vase circulationis
quod dicitur pellicanus…” (Thomae Aquinatis - Thesaurus Alchemiae secretissimus ad fratrem
Reinaldum (Reginaldo da Piperno); Theatrum Chemicum- Zetzner ed.1613- ed.1659 -da
pseudoepigrafi, di poco successivi alla vita di Tommaso (1224-1274))
Verso la fine del medioevo nelle scuole di Salerno, di Toledo, di Montpellier (vedi Jean Antonie
Chaptal e Arnaud de Villeneuve), si sperimentano, partendo dalle distillazioni primitive, produzioni
di prodotti idroalcolici ridistillati più volte e ottenuti fermentati e da mosti opportunamente e
arricchiti (chaptalisation).
Il rinascimento eredita dal medioevo empiriche tecniche e principi alchemici che lentamente
evolvono in tecnologie più sofisticate ma pur sempre descritte in termini ermetici e cabalistici: lo
stesso Caravaggio dipinge per il Cardinal Del Monte, dilettante di alchimia, simboliche. Operare
con la distillazione aveva anche un significato filosofico, era accettare la nuova scienza
sperimentale induttiva :Konrad GESNER, (1516 – 1565) (in Thesaurus Evonymi Philiatri, De
remediis secretis, liber physicus, medicus, & partim etiam chymicus, & oeconomicus Lugduni :
apud viduam Balthazaris Arnolleti, 1557) dichiara la superiorità dei dottori empirici nell’uso della
distillazione per la preparazione delle droghe nei confronti dei medici ufficiali.
raffigurazioni della distillazione. Con Paracelso si può dire che nasce la scienza Iatrochimica ( da
iatros= medico) che si sostituisce alla deduttiva ippocratico galenica fondando il principio che la
malattia è una alterazione dei chimismi dell’organismo e dunque era necessario estendere le
conoscenze farmacologiche delle sostanze per opporsi ad essa.
I DOMENICANI
La distillazione, tra le tecniche di separazione chimica, è la più usata e studiata nei primi laboratori
farmaceutici. Come non accennare a pochi passi dalle antiche botteghe dei liutai si trovava il
convento di San Domenico che sino al 1772 disponeva di “ una Spezieria fornita di qualsivoglia
anco peregrino medicinale” (Manini) “Gli spicchi i (spetiales et aromatarii), che in antico
vendevano e fabbricavano, assieme con le droghe e le composizioni medicinali, anche le spezierie
da cucina, le tinte, le cere, le resine e le peci, la carta e l’inchiostro” (Giovanni Leonardi).
“…troverai assai ricette, e spezialmente pigliando amistà ( facendo amicizia) di frati” (Cennini).
Lo stesso C.Cennini (sec.XIV) “ togli agli speziali… colla di pesce (ittiocolla da pesce di storione)
perfettissima ad incollare liuti …e di spicchi,di pelle o caravella (capretta) che adoprar si può per
far liuti… di calcina e di formaggio la quale adoperano maestri di legname”, resine (ragia di pino,
mastice, cera,…) e coloranti come il verzino ( il “berci” di Marco Polo), grana o kermes, morella o
ver pagonazza, cinabrio e lacca (“artifiziati per archimia”), sangue di dragone, rosetta, … lapis
lazzari e lapis amatita . Tra i massimi esponenti domenicani vale ricordare san Tommaso d’Acquino
(1225 - 1274), a cui si attribuiscono operette alchemiche pseudoepigrafe ( De Lapide Pholosophico
e Tractatus D.Thomae de Acquino datus fratri Reinaldo in arte Alchemiae) e il di lui maestro
Alberto Magno (Alberto di Bollstadt, domenicano,) sommo filosofo, de cose minerali, & metalliche
libri cinque.( Il tutto tradotto da m. Pietro Lauro. Con privilegio. - In Vinegia : per Gioambattista, &
Marchio Sessa fratelli, L’anno del Signore 1557) e ricordato da Dante nel Paradiso: “Questo che
m’è a destra più vicino / frate e maestro fummi, ed esso Alberto / è di Cologna, e io Thomàs
d’Aquino.” [Paradiso X.97-99]
Alla chiesa di San Domenico in Cremona appartenevano illustri scienziati della famiglia Mariani,
noti per studi in fisica, filosofia, astrologia e medicina : Giuliano e Francesco passato a miglior vita
nel 1578 come riportato dal Campi in Cremona fedelissima città .
Il domenicano Antonio Ghislieri, eletto papa nel 1566 col nome di Pio V, vicario locale
dell'Inquisizione in San Domenico a Cremona, come priore stabilì che alla direzione della farmacia
vi sarebbe stato un frate con un adeguato praticantato presso la spezieria domenicana di Santa Maria
Novella di Firenze "Fonderia di Sua Altezza Reale" per disposizione del Granduca di Toscana
alchimista e cultore di “curiosa” d’arte: un legame non indifferente tra Firenze e Cremona che si
concretizzò più tardi con importanti commesse per le collezioni del Granduca.
In San Marcellino il Collegio Gesuita nei primi anni del XVII secolo formava studenti ed artigiani
indirizzandoli verso le nuove scoperte scientifiche (Bernabè Cobo, gesuita, importa in Italia nel
1632 il chinino detto pulvis gesuiticus- alcaloide estratto dalla Chincona off.della famiglia delle
Rubiacee) ed i gesuiti Kircher (Cina Illustrata -1667) e Filippo Bonanni ( Trattato sopra la vernice
detta comunemente cinese-Roma, 1720) studiano resine come la gommalacca).
Dal 1600 i Gesuiti in Spagna con Miguel Agusti, in Germania con Atanasio Kircher e in Italia con Francesco
Terzi Lana impostano le regole nella distillazione delle vinacce che dureranno sino all’800,
Prodotti medicinali, farmaceutici, alchimia e cultura dall’oriente si incontrano negli appunti di
lombardi come Giovanni BRACESCO priore, medico di Orzinuovi, studioso di “fornaci ed
alambicchi” (La espositione di Geber (Jabir) philosopho di messer Giouanni di Iorci noui : nella
quale si dichiarano molti nobilissimi secreti della natura... -In Vinegia : appresso Gabriel Giolito De
Ferrari e fratelli, 1551) e ancor prima del cremonese Gherardo traduttore di AVICENNA
(Avicennae arabvm medicorvm principis. Ex Gerardi Cremonensis uersione ) e Rolando e Moneta
da Cremona che diffondono e discutono le teoria del medico e filosofo Maimonide.
A Cremona in Via Borgo Spera in SS. Romualdo e Catherina l’abate Don Girolamo Bucci studia
la magic’arte (Passi Giuseppe, In Venezia : appresso Giacomo Violati, all’Insegna della Nave, 1614 ),
il matematico camaldolese Guido Grandi (1671-1742) di “…Natura indagar l’arti segrete…” e
Claudio Fromond (1703-1795)“ … munitissimo degli studi sperimentali e della musica.
…Naturalista di molta fama nella fine del secolo XVIII” (Carlo Fedeli) . si interesserà “ di
mastici, e vernici,.“ di “commercio degli oli” (1745 )”della fluidità dei corpi” e del “cangiamento
di colore ne’corpi opachi, e colorati.”Filosofo, chimico, indagatore di fenomeni e cultore d’arti,
Fromond “conobbe che la Chimica spiegava meglio i grandi come i piccoli fenomeni di natura…
e per lui si istituì in Pisa nel 1757 la nuova cattedra di questa scienza” (Manini,Robolotti)
RIDISTILLAZIONE: LA TECNICA SI MIGLIORA
Già nel medioevo il processo di ridistillazione subisce ulteriori accorgimenti con Raimondo Lullo
(1233- 1315 che riesce ad arricchire il liquido alcolico sia attraverso ulteriore distillazione ( “mettre
la liqueur distillée dans une cucurbite de verre, e en faire nouvelle distillation à feu du second
degré, au bain marie.” Traicte’ Chymique 1643 ), sia per condensazione tramite il retontorium:
sistema che . ricondensando i prodotti più altobollenti come l’acqua, permette una migliore
separazione dell’alcool (anche in questo caso si sfrutta l'antico progenitore del moderno
condensatore retrogradore o a ricadere)
Le tecnologie di distillazione si differenziano a seconda delle proprietà chimico fisiche dei prodotti
da lavorare :dunque si costruiscono strumenti adattandoli a miscele di composti molto volatili
(acqua /alcool) o poco volatili (mercurio) ma anche alla preparazione di particolari sostanze come
l’ammoniaca: estratta dai sali di ammonio o da feci di cammello fermentate come si suppone fosse
in uso nel tempio di Giove Ammone in Libia, da urina fermentata nella Roma imperiale o, durante
il Medioevo, da corna e zoccoli di bue per la produzione del misterioso ammoniacale "spirito di
cervo". L’estrazione per distillazione d’oli essenziali da prodotti vegetali e resine deve essere fatta
con estrema attenzione per evitare la denaturazione dei composti chimici: nasce così la tecnica di
estrazione in corrente di vapore e a bagno maria ( l’essenza di trementina e di spigo ,“lorsqu’on la
demande de première qualité” (Tingry) viene estratta con tali tecniche)
A metà dell’Ottocento Enrico Comboni, professore di chimica alle scuole enologiche di Conegliano
e di Asti, riprese la distillazione a vapore migliorando la tecnica.
Lémery è molto preciso nella descrizione della operazione: “ getta il tutto in una Cucurbita di Vetro
che coprirai col suo Capitello, & avendovi adattato un recipiente, e lutato esattamente le
giunture(con la Vesica bagnata), distilla a bagno di Vapore…”
Jan van der Straet (Stradano – 1570) enumera tra le scoperte del secolo anche la distillazione “ab
igne stilla” e descrive in stampe e dipinti il laboratorio alchemico
“si ottengono gli oli volatici aromatici dai semi, dai fiori, dalle foglie, dai legni, dalle cortecce, dai
frutti e dai loro involucri, ecc, coll’espressione (spremitura) o colla distillazione.” (da Vincenzo
Brugnatelli, Elementi di Chimica …-1796)
Sacconi interessato a preparare la Trementina di Larice solida per le sue ricette opera così: “si
faceva cuocere a fuoco lento per ore e ore ( almeno sei ) in acqua , da cambiarsi ogni tanto, fino a
ridurla all’atto del rapprendimento a consistenza collosa” (una distillazione dunque per recuperare
gli acidi abietinici separandoli da oli e terpeni, sfruttando la corrente di vapore)
E’ dal XVII sec.francese. che i termini alcoolique, , alcoolisme,. alcooliser, alcol, alcoole, alkool,
alcohol assumono sempre più frequentemente il significato tutt’oggi in uso: (Nicolas. Lemery,Corso
di Chimica , Venezia 1732;, V. Dandolo, Fondamenti della scienza chimico-fisica, Venezia, 1795;:
Vocabolario universale italiano compilato a cura della Società Tipografica Tramater e C. i, Napoli,
1829-40 (altra ediz.: Mantova, 1845-56). Ciò nonostante l’ F. Alberti de Villeneuve, Nouveau
dictionnaire françois-italien (e italiano-francese), Marseille, 1771-72. traduce ancora il francese
alcohol con ‘polvere impalpabile’ e ‘spirito di vino raffinatissimo’.
Le tecniche di distillazione a metà del ‘600 appaiono ancora abbastanza grossolane : Basilio
Valentino propone un metodo per la sua “aquam vitam”
Il prodotto della distillazione alcolica di tali apparecchiature può ricondursi, secondo moderna
classificazione a “flemme” (Il Villavecchia nel Dizionario di Merceologia e chimica applicata
definisce flemme miscuglio di “ 50-60% di alcool e gran parte delle impurezze volatili del mosto”
Già nel 1537 V. Biringuccio accenna a vino deflegmato (il flegma è sostanzialmente vapore misto a
sostanze organiche diverse dall’alcool etilico) ma è Giambattista Della Porta (1541-1615-DELLA
PORTA, Giovanni Battista Jo. Bap. Portae Neapolitani De distillatione lib. IX. : Quibus certa
methodo, multiplicisq[ue] artificio, penitioribus naturae arcanis detectis, cuiuslibet mixti in propria
elementa resolutio perfectè docetur. Romae : ex typographia reu. Camerae Apostolicae, 1608 ),
inventore dell' “idra dalle sette teste,” che apre alla ricerca di nuove tecniche di distillazione con lo
sviluppo di dispositivi deflemmatori in grado di aumentare la concentrazione di alcol separandolo
dall’acqua. l’Idra è formata da sette vasi di distillazione sovrapposti “ serve anche questo per uso
d’alcuni volgari, che per mezzo di tali cappelli cercano distinguere nell’Acquavite, ò in altro licore,
che con detto vaso distillano i gradi della sottigliezza, chiamando l’acquavite, che distilla
dall’ultimo superiore cappello, acquevite di sette cotte.” Da Teatro Farmaceutico Donzelli (1681).
Nel Compendio dei Secreti rationali di Leonardo Fioravanti 1592 si riferisce “ del modo efficace di
fare una vernice finissima” in cui le resine ( benzoino e mastice) si sciolgono in “acqua vita di
quattro passate” e il “ mirabile secreto di natura “ è che la vernice “ si seca all’ombra senza
sole”e ciò al contrario della vernice ad olio che offre le sue migliori caratteristiche “quando è il
sole lione “ ( da Cennini che specifica il momento migliore per l’uso dell’olio nel segno del leone e
cioè dal 21luglio al 20 agosto) ”se volessi che la vernice asciugasse senza sole, cuocila bene in
prima; chè la tavola l’ha molto per bene a non essere troppo sforzata dal sole” ( il richiamo va alla
lettera di Stradivari ed alla “ gran crepate” apparsa in un suo violino troppo esposto al sole ). Nelle
ricette verniciati il sole appare metafora di alchimie, o abilità nel lessico moderno, sia in Johann
Rudolph Glauber (1604-1670) che si compendia nell’emetica definizione “ In Sole et Sale Omnia”;
lo stesso G.Quinti ( meravigliosi secreti medicinali chimici -1711) avverte che la “vernice della
China… vuò esser lavorata d’Estate”.
Lemery ripropone elementi tecnologici nella sua
Nouvelle edition un Cours de Chymie contenant le maniere de faire les operations qui sont en
usage dans la Médecine-Paris 1756.
La tecnica si migliora facendo seguire ad una prima distillazione della frazione acquosa una
seconda distillazione con un alambicco a collo lungo e stretto.
“mettre la liqueur distillé dans une cucurbite de verre, & en faire nouvelle distillation à feu du
second degré, au bain marie “ Traicte Chymique – par G. Savaggeon – Paris 1643
Il risultato è “Alcool vini reduc per destillationem” come indica Paracelso in Opera omnia medicochimico-chirurgica… 1660
Il Laboratorio chimico del rinascimento è ben descritto in “Cabala, Spiegel der Kunst und Natur” di
S.Michelspacher –Augsbourg 1615
e in Libavius dalle cui indicazioni si è potuto trarre una pianta abbastanza verosimile:
Vetrerie e stoviglie del Laboratorio chimico necessari alle operazioni di cottura e distillazione sono
ben evidenziate in vari trattati di chimica.
L’operazione di distillazione migliora con la deflemmazione ottenuta attraverso una parziale
condensazione “a ricadere” nella cosiddetta “campana” e con il successivo raffreddamento e
condensazione del distillato, con sistemi ad aria e ad acqua corrente, che sarà raccolto
separatamente.
Brugnatelli nel distingue l’alcoole acquoso spirito di vino o acquavite (Alcohol aqua dilutum)
dall’alcool (alcohol)
Giuseppe Quinti, ( meravigliosi secreti medicinali chimici -1711) dottore di Venezia, (Capo
Spetiale all’Hospedale di Santo Spirito a Roma, per Breve apostolica della Santità N.Sig. Papa
Alessandro VII nel 1656) e esperto nell’”arte della Speciaria”, nel 1711 così riflette sulla
distillazione: “ piglia tutte quelle tinture e mettile nell’orinal di vetro col capello , e recipiente, e
distilla a lento foco… e poi vederai venire nella puta del canale del capello, come goccie…,
all’hora muta subito il recipiete, e seguita la distillatione…”e tutto ciò “imparai con molte fatiche,
patimenti, e stenti, per lo spatio d’undeci anni, caminando diverse parti di Francia e Lombardia…”
Dal tedesco gebrandtwein (vino bruciato),al brandewijn olandese, dal brandy al kirsch ottenuto
dalla fermentazione e distillazione del succo di ciliegie nere, prodotto nell'Alsazia francese, in
Svizzera e nella parte tedesca della Foresta Nera , agli “Ottimi rosolii producono Cremona,
Genova, Firenze, l’Alchermes della farmacia dei frati di Santa Maria Novella … è assai ricercato.
Brescia invece è nota per la sua acquavite d’anice o mistrà …si producono specie d’Aquavite che
ciamasi Polacchina … ) e ancora grappe friulane, calvados dal sidro di mele, slivovitz dalle prugne,
Gin da cereali e aromatizzati con bacche di ginepro: la distillazione dei diversi fermentati si affina
nelle più particolari produzioni. Nel 1618, a Venezia, lavorano 86 acquavitai che riuniti in
corporazione fondano in S.S. Giovanni e Paolo la “Scola dell’Arte dell’Aqua diVita”. Nel 1778 (-Opuscoli Scelti sulle Scienze e sulle Arti- Giuseppe Marelli De Termeyer indica il salario di un
operaio che lavora 14 ore a giornata per 20 soldi raffronta il prezzo di spirito di vino a gommalacca
e colofonia ”Lo spirito di vino vien da lui stimato 50 soldi di francia, 22 soldi di gomma (lacca) e 7
soldi la colofonia”l’elevato costo della materia prima lascia comprendere la raccomandazione di
Lemery che al termine delle sue preparazioni indica “metti quel che sarà filtrato in un Lambicco di
vetro, e distilla a Bagno di Vapore li due terzi dello Spirito di Vino, che serviranno un’altra volta
alla medesima operazione”
Si estrarrà per distillazione alcool anche da carrube in Sicilia, Barbabietole in Lombarda, asfodeli
in Toscana e Sardegna (“vista contemporabnea” vol 15)
Il Villavecchia afferma che alcool o spirito greggio “contiene 80-86% di alcool e 3% di impurezze
(aldeide, acetale, alcoli superiori, eteri, acidi volatili, amine, furfurolo, sostanze grasse e sostanze
estrattive), dunque si rende necessario per le diverse esigenze la cosiddetta operazione di rettifica
che permette una migliore separazione da acqua ed impurezze soprattutto se l’alcool è ottenuto da
materia prima diversa dal vino. L’alcool di patate o granoturco contenendo alcool amilico rende
torbida la soluzione, l’alcool di melasso contiene molti esteri e basi ammoniacali, mentre lo stesso
alcool ottenuto da vinacce è spesso impuro per alte percentuali di metanolo. Dunque da sempre
evidente la necessità di ulteriori distillazioni o meglio operazioni di rettifica.
DISTILLAZIONE FRAZIONATA E RETTIFICA
La vera e propria colonna di distillazione frazionata sembra tuttavia intravedersi in stampe del ‘500
e del ‘600 anche se proposta con elementi estetici presumibilmente fantastici.
Nel 1700 Boerhaave (1664/8-1734/8)sviluppa la prima colonna di distillazione e rettifica: si
perfeziona il metodo della rettifica in cui i vapori sono costretti a gorgogliare nel liquido di
condensazione trascinando le parti più volatili e condensando l’acqua più bassobollente.( Il
processo di rettifica, che può essere continuo e discontinuo, permette altresì di ottenere prodotto con
una bassa percentuale di impurezze e una ancor maggiore concentrazione d’alcool)
Boerhaave per dimostrare errata la la teoria del flogisto calcina in ambiente chiuso il mercurio per
15 anni e lo distilla per 500 volte.
Il metodo di rettifica si perfeziona nell’800 con il fiorentino Baglioni nel 1813 che migliora la
colonna che permetteva di ottenere distillati ad alta gradazione in un unico processo. Nel 1836 (
Enciclopedia circolante Venezia) si annuncia un nuovo “ Modo di preparare l’alcool di vino per
l’acqua di Colonia e pè rosolii) mentre nel 1803 Tingry (Traité Théorique et pratique sur l’art de
faire et d’appliquer les vernis…) richiama la tradizionale tecnica: “la première distillation donne
l’Alcohol foible ( eau-de-vie). Le distillations répétées contribuent a sa rectification et constituent
enfin l’Alcohol pur (esprit de vin rectifiée)“
Nel 1791 Lavoisier ( Dizionario vecchio e nuovo di nomenclatura chimica – Antoine Laurent
Lavoisier, Luis Bernard Guyton de Morveau ( baron), Vincenzo Dandolo) distingue l’alcool a
diverse diluizioni come spirito di vino non ben rettificato, spirito di vino rettificatissimo, spirito
ardente, spirito di sette cotte, acquavite e ne dà una definizione. “ L’alcool, a tutti noto, è una
composizione secondo i Nomenclatori, di carbonio e d’idrogeno…è atto a combinarsi con molte
sostanze ed allora trae il nome specifico della sostanza straniera che vi si combina, come sarebbe
per esempio alcool di mirra, di succino, ec.ec. nella antiqua lingua chiamati tinture spiritose”
(“Bisogna servirsi dello spirito di vino esattamente rettificato,altrimenti s’havrebbe niente di
tintura…”- da Lémery )
Non a caso esistono nella farmacopea proposte e ricette di tinture a base acquosa come la tintura di
Lacca ( Ricettario fiorentino 1789) in cui la lacca che deve essere ottima e polverizzata viene
lasciata digerire in un liquido acquoso in cui è presente allume.
Il problema di poter trovare alcool di buona qualità e ad alto tasso alcolico induce alcuni utilizzatori
ad impiegare sostanze altamente idrofile che aggiunte all’acquavite ne aumentino la gradazione:
Bonanni, forse su consiglio del Glauber ( 1608-1668) che rettifica l’alcool “mineralizzando”,
indica “ sal de tartre (tartaro igroscopico) … se sel attire tout le flegme e le sépare de l’esprit…” ;
Il Traitè de Chimie applique –J.B.A. Dumas ricorda che Raimondo Lullo usava carbonato di
potassio ed altri preferiscono calce viva o cloruro di calcio “ Si on met dans le vide de l’esprit del
vin a cotè d’un vase rempli de chaux vive, l’esprit perdra de son eau, peu a peu, et se convertira en
alcool absolu.”
Il cosiddetto alcool spargyrico (alcool puro vicino al 100%,) fu ottenuto da Lowitz nel 1796 che ne
pubblica il processo: egli distilla alcool di grado elevato mescolato con un disidratante (ad una
prima disidratazione con tartaro di botte purificato e successiva distillazione, opera con calce che
tratterrà gli ultimi residui di umidità).
La stessa tecnica è descritta da Martino Poli in Il trionfo degli acidi (1706) nella rettifica di “specie
di solfi” quali “ l’oglio di sasso che fluisce in alcune miniere sulfuree di Lombardia, l’oglio di
terebintina distillato,…è necessario distillarli più volte con l’addizione di qualche corpo calcinato,
come cenere, calce, viva, ossa bruggiate a bianchezza;…l’essenze… lo spirito di vino… li quali
tanto si chiamano rari, quanto che facilmente se ne volano per l’aria, … nulladimeno non vi è
solfo, che elaborato lungo tempo con artificio Chimico per reiterate distillazioni, non giunga alla
medesima sottigliezza…”( l’olio di sasso è la denominazione “volgare di petreolo o nafta” secondo
Isidoro Bianchi ( Le lettere americane-1793) noto studioso cremonese. Oli sono classificati nel
Ricettario fiorentino 1789 come ottenuti mediante “distillazione, espressione ò decozione”)
Lowitz ottiene alcool a densità 0,79; ” prima di quest’epoca, si attribuivano i nomi di spirito di vino
e d’alcool a dissoluzioni d’alcool ed acqua le cui densità erano 0,81” (da Diz. delle scienze
naturali…)”. Lowiz pubblica una tabella di confronto tra densità e percentuali alcoliche per meglio
determinare chimicamente la composizione della soluzione ( alcool 100%= densità 0,79; alcool
90% = densità 0,81.
Nel 1777 fu introdotto il termine "chimica organica" per indicare la chimica dei composti chimici
propri degli organismi viventi, e nel 1890 l'Unione internazionale di chimica pura e applicata
(IUPAC) si accordò sull’adozione di un sistema comune di nomenclatura che portò
all’identificazione lessicale del prodotto “etanolo” sinonimo scientifico del tradizionale alcol etilico.
Il classico laboratorio di chimica dispone di specifica vetreria con particolari “ricadere” a foggia
diversa con la funzione di deflemmatori che mantengono fogge costruttive di lontana tradizione
Attualmente proprio per superare la difficoltà di distillare una miscela azeotropica di acqua ed
alcool che, ad una composizione di 4,43% di acqua e il 95,57% di etanolo, bolle ad una
temperatura inferiore all’alcool puro, si opera con distillazione frazionata usando benzene.
Dunque,distillazione sia per ottenere alcool ma anche , sfruttando la corrente di vapore, alcolati ed
oli essenziali ed idrolati (separabili con imbuto separatore)
Oggi sopravvivono Alambicchi (tamburlani)a fuoco diretto e discontinui (4/5h); Alambicchi
bagnomaria in cui il vapore alcolico si raffina ulteriormente in una colonna a piatti di piccole
dimensioni; Alambicchi a caldaiette a vapore, contenenti cestelli forati contenenti la vinaccia dalla
quale si estrae alcool in corrente di vapore. Apparecchi continui verticali in cui viene immesso
vapore che estrae alcool in continuo dalla vinaccia; Apparecchi continui orizzontali in cui la
vinaccia è spinta a contatto col vapore attraverso una vite di Archimede , nei due casi comunque è
la colonna a piatti che completa la concentrazione alcoolica.
APPUNTI SULLE VERNICI AD ALCOOL
La preparazione di vernici con alcool deflemmato o meglio ancora operato con una prima rettifica
richiedeva un processo di dissoluzione a caldo e successiva filtrazione come ben descrive il
Bonanni (1723). Questi per preparare una buona vernice consiglia la dissoluzione della gommalacca
in “ esprit de vin bien déflegmé… l’esprit de vin , il faut qu’il soit parfait e déphlegmé e même il est
à propos de le rectifier après la distillation… spiritus vini bene rectificati ” Con riferimento a
ricette di padre Zahn, e padre Jamart, Bonanni sottolinea l’uso di alcool ben rettificato
intendendolo sottoposto ad una seconda distillazione.
« Il faut prendre de la gomme-laque,bien purifiée, la mettre dans un vaisseau de verre ; & ver- fer
deflus de très bon esprit de vin , jusqu'à ce qu'il fournage de 4 doigts ; & après avoir bouché
exactement le vase, il le fuit mettre digérer au soleil, ou à un feu tempéré , pendant trois ou quatre
jours , le remuant de temps en temps : lorsque la gomme est dissoute , on la coule par un linge , &
on la remet digérer de nouveau pendant un jour, après lequel le Vernis est fait. »
Nella ricetta di Cozio di Salabue attribuita allo Stradivari…” la soluzione fatta al fuoco … poi si
cola il tutto con un panno lino piuttosto raro ma fine di filato”( interessante è la congruenza con
altre formulazioni: la necessità di lavorare a caldo e di filtrare indica difficoltà di dissoluzione in
solventi e resine entrambi di purezza mediocre). Un alcool a bassa gradazione può anche essere
utile per una soluzione frazionata dei componenti della resina spesso soluzione solida di
componenti di natura diversa come acidi e cere. Resta il dubbio che trovare materie prime di qualità
non fosse agevole; ne è consapevole M.Fry che, pur conoscendo l’uso dell’alcool in decotti ed
impiastri vernicianti prima del ‘500 afferma esagerando « … la difficulté est que l’alcool
suffisamment fort pour de telles solutions, n’était certainement pas connu an XVI siècle… ».
Metodi per la determinazione oggettiva del grado alcolico , l’apparecchio di Mulligand e
alcolometri di Gay Lussac, Tralees (%in volume) e di Richter ( in peso).”, non sono comuni nei
laboratori d’analisi nel ‘700. Curiosa ma anche significativa è la tecnica che viene proposta da
G.Donzelli nel Teatro farmaceutico (1681/1704) “si conoscerà essere perfetta l’acquavita quando
bagnerai in essa un poco di tela di lino, se s’accenderà subito in fiamma ardente e doppo … resta
allumata di fuoco anche la tela, questo è segno che l’Aquavita non contiene flemma …” .
Il dubbio o meglio la certezza che nell’800 si trovasse ancora spesso alcool di cattiva qualità è
avvertito da Maugin (1834) che sostiene : « nous donnerons le moyen d’éprouver la qualité de
l’esprit de vin : Prenez une pincée de poudre à tire, que vous mettrez dans une cuiller à bouche ;
versez pardessus un peu de l’esprit que vous voulez employer, de manière à ce que la poudre soit
entièrement couverte ; allumez l’esprit avec un morceau de papier. Si l’esprit est bon, la poudre
s’enflammera quand l’esprit aura cesse de brûler ».
L’ipotesi che la fabbricazione delle vernici per tutto il’700 presentasse per alcuni difficoltà di
produzione e non riuscisse a soddisfare la domanda di qualità si rivela fondata leggendo le cronache
dell’epoca e relative alla importazione di merce preziosa tra le quali vernici e resine : la Gazzetta
Universale vol 13 – anno 1786 scrive: “è giunta ultimamente ad Emden, porto prussiano della
Prussia Orientale la nave <<Il Principe Federigo Guglielmo di Prussia>> che ritornava da
Kanton con un ricco carico di seta, thè, vernici, canne d’india, stoffe, ed altri generi dell’Impero
Cinese”.
Resine ed alcool spesso di qualità scadente erano rettificate e purificate da cultori dell’arte della
Speciaria o dagli stessi artigiani ma erano anche utilizzate per dissoluzioni frazionate e per
trattamenti specifici diversi:
Turco ( in Coloritura, verniciatura, e laccatura del legno) scrive” … gli inglesi , disciolta la
gommalacca nell’alcool, separano per decantazione le due porzioni di liquido che si vengono
formando dopo un prolungato riposo (a freddo) della soluzione. La parte superiore fluida e
trasparente costituisce la cosiddetta vernice filtrata inglese (…”filtrish varnish” o”filtred
varnish”) mentre la parte inferiore densa e ricca di sostanze cerose rappresenta la vera vernice a
tampone… solo adoperando come prima mano la vernice ordinaria cioè quella densa e ricca di
cera, mentre per lo strato finale ricorrono alla ”filtred varnish” e cioè a quella limpida e fluida.”
nel caso di una buona preparazione del legno detta encollage e a completamento della pomiciatura
Grivel testimonia l’uso di “albumine à l’oeuf ,une solution de colle de poisson, de Flandre ou de
parchemin, la dextrine…, l’amidon…” e preferisce “l’alöes sucotrin, gomme gutte et alcool à 36
degrès” adsorbenti che apportano colore e saturano la cellula e per i quali è necessaria una
soluzione idroalcolica diluita come veicolante.
Lorenzo Marcucci in Saggio analitico chimico…Roma 1816 sostiene che” la vernice deve usare
spirito ben rettificato e segnare all’areometro di Baumè il grado 37ottenuto dopo terza
distillazione.( la seconda arriva solo a 26-27Bè)”
altre vernici
la distillazione e la distillazione in corrente di vapore, sublimazione è importante quando si
vogliano preparare vernici da resine difficilmente solubili a freddo in oli o essenze :
“un autre chimiste m'a assuré que l'ambre se fond facilement que la cire avec l'huile qu'on en tire
par l'alambic... i'ai distillé de l'ambre par le cornue une huile noire et puante; ensuite je l'ai
rectifiée dans un alambic de verre, la distillant avec l'eau commune, elle est devenu
transparent(Bonanni -rec.44) “
«… si cava l’ossisuccinico per distillazione del succino( ambra gialla, carabe) l’ossisuccinico
sublima e si attacca al collo della storta in forma concreta…”
Un appunto sulla tecnica di preparazione di vernici all’alcool si trova in “Chimica Popolare di
Alessio Clerc – Ed. Sonzogno 1886 e in Nuova Enciclopedia Chimica -1906 (si consolida nell’800
la preferenza per l’uso di alcool ad alta gradazione come solvente: alla facilità si contrappone una
pericolosità di impiego che sembra ridursi con artifici tecnologici necessari ma evidentemente non
sufficientemente sicuri). Lemery descrive una distillazione soffermandosi su consumate tecniche
manuali che dovrebbero dare garanzie di sicurezza: “ … un Matraccio… gettavi sopra dello spirito
di vino rettificatissimo … stoppa bene il Matraccio… luta perfettamente le giunture…e ponila sopra
la Sabbia: da disotto un fuoco che sia gagliardo…”
Una curiosa raccomandazione ci viene trasmessa dal Cennini (sec.XIV) che così descrive il forno o
“ fornelletto… che la pignatta vi sia commessa a punto, che ‘l foco non passa di sopra; perché il
foco v’andrebbe volentieri e metteresti a pericolo l’olio, e anche di bruciare la casa”
Nella semplice separazione di oli da sostanze diverse il Brugnatelli (“Elementi di Chimica” 1796)
sottolinea “ colla nuova distillazione si correrebbe il rischio di avere una esplosione che faccia
saltare in aria l’apparato, come avvenne agli Accademici di Digione”
Brugnatelli nella preparazione di etere nitrico che “ può servire per molti usi nelle arti”
raccomanda “ se il calore fosse più grande si correrebbe il rischio di far scoppiare i vasi con
esplosione” e ancora “…una esplosione maggiore di quella di un Cannone… e tale fu la forza
dell’esplosione, che i vetri di una finestra posta a distanza considerabile si spezzarono tutti…”. La
nitrazione delle resine con miscugli alcool/ac.nitrico sono appena accennate da L. Greilsamer in
“Anciennes recettes de vernis”-Paris 1908 e si rifanno a tecniche chimiche di preparazione dei
nitrati (salpetre) e di distillazione dell’ac. nitrico descritte da AGRICOLA, (... De re metallica...Basileae, 1657)
DISTILLAZIONE AL MUSEO DELL’IIS “J.TORRIANI” DI
CREMONA.
INTRODUZIONE
Il Museo dell’IIS vanta pezzi e strumenti importanti acquisiti negli anni a scopo didattico e ancora
straordinariamente efficienti. Il connubio con la sezione dedicata alla liuteria, in un percorso a
ritroso nel tempo, ci permetterà di organizzare spunti di riflessione dedicati alla storia della chimica
e contemporaneamente a quella del violino all’interno di un territorio ricco di storia.
Tra i reperti in mostra, accanto a strumenti ad uso didattico del prof. Mario Maggi, insegnante di
musica e violino nello stesso plesso scolastico negli anni ’60-’70, appare una riproduzione in scala
di un moderno impianto di distillazione. Entrambi gli utensili, che ad una prima lettura non
sembrano avere apparente relazione, offrono l’opportunità di originali sincretismi legati alla
chimica della distillazione a fianco alla chimica delle vernici a solvente, proprie dell’artigianato
liutario. L’ermetica arte della distillazione, dal XVII sec. ma derivata dalla tradizione classica,
migliorata con nuove e più sofisticate apparecchiature per la “frazionata” la “rettifica” e la “fase
vapore”, ha favorito l’utilizzo di nuovi diluenti per l’opera artistica. La produzione di alcool ad alta
gradazione ha facilitato la creazione di vernici più maneggevoli nella preparazione, stesura ma
anche sostanzialmente più resistenti alle aggressioni chimiche del tempo. Il metodo della
distillazione è tradizione non estranea al territorio della “Bassa” circostante Cremona. Già dal XVI
sec si producevano grandi quantità di uva e si distillavano rosoli, amari ed acquaviti ( da
documenti, rif. prof.Morandi, si legge che i frati Gesuati (detti "frati dell'acquavite").[9]^ a b R.
Guarnieri, DIP, vol. IV (1977), col. 124 )di Sant’Ilario in Cremona si occupassero di medicamenti e
distillazione all’interno della officina farmaceutica affiancata a ospizio ospedaliero. Dal catasto di
Carlo V sino ai giorni nostri con i Sessa milanesi, gli Almici di Coccaglio noti per la antica
produzione dell’”Anesone Bossi“ detto triduo perché distillato tre volte, sino ai cremonesi
Verzellesi , La Lombarda, la FAGO dei Fanetti ed i Giarola) mentre speziali e scuole gesuitiche
secentesche sperimentavano ricette spagiriche a base di distillati e nuove resine provenienti
dall’oriente. Il rinascimento cremonese noto per la scuola di manieristi come i Campi, vanta nel
XVI sec. , importanti eccellenze: come non accennare al Cardano che, da Milano, si servì di
ingegneri cremonesi per costruire il suo giunto e presumibilmente anche un innovativo impianto di
distillazione, al Divizioli ed al Torriani che elaborarono complicati congegno automatici, ed a
Galileo che da Venezia insisteva per poter avere un violino degli Amati. Artigianato del legno,
meccanica degli alambicchi, e chimica della raffinazione di solventi resine e colori, fecero di
Cremona un centro vitale di eccellenze tecnico artistiche.
L’IMPIANTO PILOTA DI DISTILLAZIONE FRAZIONATA AL
MUSEO “TORRIANI”
Il museo espone un impianto pilota provvisto di una colonna di distillazione frazionata a piatti per
sostanze alcoliche, forno e opportuni scambiatori di calore. L’originale impianto, costruito negli
anni ‘70 dalla ditta ISI di Genova, dispone di bruciatori della OFR di Legnago, generatori di vapore
della ditta Mazzi di Firenze e impianti termici della Carraro. L’apparecciatura è costituita dalla
colonna principale, dagli scambiatori di calore ( ribollitore, condensatore, riscaldatore, recuperatore
di calore, refrigerante), pompe di servizio, ( alimentazione, scarico, riciclo), regolatori ( di portata di
riciclo della coda e della testa, di pressione), quadro elettrico.
La colonna è stata progettata in pirex trasparente, affinché lo studente possa osservare come
avvengono i fenomeni interni. La struttura dispone di un numero variabile di piatti da 9 a 12 e di
attacchi centrali per l'alimentazione, sul fondo per il riciclo e in testa per il riflusso.
Il ribollitore funziona con acqua surriscaldata a 120° o con vapore a 1 bar; il condensatore che
raccoglie i vapori uscenti dalla colonna è uno scambiatore a fascio tubiero e il condensato viene
raffreddato a 50° in un secondo scambiatore; il recuperatore di calore interviene sul prodotto in
uscita (borlanda) a 100°. Le pompe volumetriche hanno la necessaria prevalenza per sopperire alle
perdite di carico dell’impianto e permetterne il funzionamento. I regolatori di portata forniscono
valori in tempo reale e sono dotati di flussimetro, mentre i regolatori di pressione in testa alla
colonna comandano la valvola di liquido di raffreddamento.
Il prodotto da distillare è preriscaldato ed entra nella colonna di distillazione o di rettifica continua.
Il classico sistema di distillazione prevede una sola fase di riscaldamento e successiva
condensazione di prodotto. La colonna di rettifica, sfruttando l’intimo scambio tra più fasi di
distillazione e riflusso per ogni fase o piatto della colonna, permette di raggiungere una purezza
molto elevata del distillato con una percentuale più alta del componente più bassobollente.
La colonna separa all’origine il distillato che può essere ulteriormente raffinato ritornando in
colonna, mentre i prodotti più bassobollenti si concentrano alla base e ritornano in circolo dopo
essere stati riscaldati da un opportuno ebollitore.
L’impianto rappresenta in scala un “topping” per la distillazione di miscele alcoliche liquide a range
di temperatura congruenti come soluzioni di alcoli, alcoli superiori, sali, residui organici e acqua.
Nei laboratori del biennio ITIS le basi della distillazione si studiano permettendo agli studenti di
costruire un distillatore usando opportuna vetreria mentre le classi del triennio di chimica si
avvalgono dell’impianto pilota per esperienze di approfondimento DISTILLAZIONE E
RETTIFICA NELLE APPARECCHIATURE ALL’itis Torriani di Cremona
LA DISTILLAZIONE nella tradizione cremonese.
Riferimenti importanti si trovano nelle traduzioni di Avicenna del cremonese Gherardo (Avicennae
arabvm medicorvm principis. Ex Gerardi Cremonensis uersione ) e in Rolando e Moneta da
Cremona che diffondono e discutono le teoria del medico e filosofo Maimonide . Gli arabi
descrivono la preparazione di oli ed essenze attraverso la distillazione in “De modo medendi” nella
traduzione di Gerardo. Spesso filosofia e pratica dell’alchimia si confondono in complicate
elucubrazioni: In Lumen Luminum et perfecti magisteri, attribuito a Razi, che riprende il De
perfecto magisterio attribuito ad Aristotele, l’acqua di vita è confusa con l'elisir e la pietra
filosofale così come nella Summa di Geber con il mercurio che associato allo zolfo (acqua fetida)
rappresentano i due principi dell’Opera.
La distillazione, tra le tecniche di separazione chimica, è la più usata e studiata nei primi laboratori
farmaceutici. Il domenicano Antonio Ghislieri, eletto papa nel 1566 col nome di Pio V, vicario
locale dell'Inquisizione in San Domenico a Cremona, come priore stabilì che alla direzione della
farmacia interna vi sarebbe stato un frate “chemiae peritissimo” con un adeguato praticantato.
Questo veniva svolto presso la spezieria domenicana di Santa Maria Novella di Firenze "Fonderia
di Sua Altezza Reale" per disposizione del Granduca di Toscana alchimista e cultore d’arte
“curiosa”. Un legame questo, non indifferente tra Firenze e Cremona, che si concretizzò più tardi
con importanti scambi e commesse per le collezioni del Granduca. A pochi passi dalle antiche
botteghe dei liutai cremonesi dunque si trovava il convento di San Domenico che sino al 1772
disponeva di “ una Spezieria fornita di qualsivoglia anco peregrino medicinale” (Manini) “Gli
spicchi i (spetiales et aromatarii), che in antico vendevano e fabbricavano, assieme con le droghe,
distillati e le composizioni medicinali, anche le spezierie da cucina, le tinte, le cere, le resine e le
peci, la carta e l’inchiostro” (Giovanni Leonardi). “…troverai assai ricette, e spezialmente pigliando
amistà (facendo amicizia) di frati” (Cennini). Al Museo Civico Ala Ponzone di Cremona è
conservata una settecentesca "Ampolla gemina à la façon de Venis”, composta da due storte unite a
corpo gemellare simili ad alambicchi che assumevano spesso le forme più strane zoomorfe ed
antropomorfe. Le cronache sottolineano gli “Ottimi rosolii prodotti a Cremona, e l’Alchermes della
farmacia dei frati di Santa Maria Novella …” la cui materia prima, il colorante kermes, dando
credito alla Ciclopedia… di Chambers , De Bonis (1748) si ritiene che “ venghi da Cremona e si usa
per cremonese”. (e ciò, nonostante la proibizione per l’Ordine dei Domenicani di produrre alcool
dal 1288). Francesco Arisi ( Il Tabacco…1707) specifica “Rossolì è una spezie d’Acqua arzente
assai delicata e stillata con diversi odori e sapori… è da stimarsi quella della Diocesi di Cremona…
e suppongo sia detto Rossolì dal colore rosso… di cui se ne prevalgono i distillatori “. In Contrada
Santa Caterina, non distante dalla Contrada dei liutai di San Matteo a fianco di San Domenico, si
trovano le botteghe di confectari e tintori esperti nella distillazione dei legni di conifere, e ginepro
(cedrus Jiuniperus ormai quasi estinto nelle nostre zone era utilizzato per il suo legno armonico e la
resina per la vernice come riporta il Cardano in De Subtilitate XXI), noti per la produzione ed uso
di concianti e coloranti. Santa Caterina è la sede dei Camaldolesi, ordine monastico a cui
appartennero Isidoro Bianchi, Guido Grandi ed i fratelli Fromond, questi ultimi apprezzati anche
per interessanti studi sulla chimica fisica dei fluidi e dei coloranti. Francesco Fromond nella
seconda metà del settecento riferisce di tecniche di produzione di tinture alcoliche con l’uso di
solventi rettificati con caratteristiche di gradazione alcolica non elevata (paragonabili al… “Rum di
Giamaica”). A Cremona esistevano competenze nella purificazione, raffinazione, dissoluzione delle
sostanze chimiche come ad esempio il sommacco, colorante e conciante: il nobile Bartolomeo
Ariberti, che abita in contrada Santa Caterina, invia nel 1690 al granduca Ferdinando II de’ Medici
(1610 –1670) il quartetto Mediceo dello Stradivari (strumenti detti di “forma nova”) che lo ultima e
lo ripone in una preziosa “custodia d’albero coperta di sommacco nero”. In un inventario
dell’aromataro cremonese Valeriano Meschieri, contemporaneo allo Stradivari, si accenna a tinture
di gommalacca, sandracca, benzoino,ambra ed ambra di Lemery. È’ lo stesso Lemery che insiste
:“Bisogna servirsi dello spirito di vino esattamente rettificato, altrimenti s’havrebbe niente di
tintura…”. Nella documentazione classificata dal Pollens ( Stradivari, Cambridge, Univ.Press
2010) si legge anche della presenza di oli di trementina, ambra, legno di guaiaco che possono
richiedere metodi di distillazione in corrente di vapore. L’inventario riferisce di sostanze come
cremor tartaro, argilla, corno di cervo che venivano utilmente impiegate come disidratanti per
migliorare la gradazione dell’estratto alcolico. Bonanni, forse su consiglio del Glauber (1608-1668),
rettifica il distillato alcolico a bassa gradazione “mineralizzandolo” aggiungendo cioè “ sal de tartre
(tartaro igroscopico) … se sel attire tout le flegme e le sépare de l’esprit…”. La stessa tecnica è
descritta da Martino Poli in Il trionfo degli acidi (1706) nella distillazione di “specie di solfi” quali “
l’oglio di sasso che fluisce in alcune miniere sulfuree di Lombardia, l’oglio di terebintina
distillato,…è necessario distillarli più volte con l’addizione di qualche corpo calcinato, come
cenere, calce, viva, ossa bruggiate a bianchezza;…l’essenze… lo spirito di vino… li quali tanto si
chiamano rari, quanto che facilmente se ne volano per l’aria, … nulladimeno non vi è solfo, che
elaborato lungo tempo con artificio Chimico per reiterate distillazioni, non giunga alla medesima
sottigliezza…” (il cremonese Isidoro Bianchi (Le lettere americane-1793) si interesserà a queste
tecnologie e prodotti ottenuti mediante “distillazione, espressione ò decozione”)
Prodotti medicinali, farmaceutici, alchimia e cultura dall’oriente s’incontrano negli appunti di
lombardi come Giovanni BRACESCO (1551) priore, medico di Orzinuovi con laboratorio
alchemico nel castello di Soncino, studioso di “fornaci ed alambicchi”. Anche Claudio Monteverdi
(Cremona 1567-1643), musicista, figlio di “spetiario e medico di piaga” definito “grande professore
di Chimica” da Paolo Piazza in “Fiori poetici”, si dedica alle pratiche della distillazione: in scambi
epistolari con il mantovano Ercole Marliani, datati dal 23 Agosto1625 al 28 Marzo 1626, riferisce
di aver ”commissionato alle fornaci di Murano… un orinale di vetro con sopra il suo capello…” e
sostiene di saper come la materia“ … si converta in acqua chiara…la qual retificata scioglie
l’argento gagliardamente” (presumibile preparazione dell’acqua forte o acido nitrico per
distillazione). Giuseppe Quinti, (in “meravigliosi secreti medicinali chimici” -1711) dottore di
Venezia, Capo Spetiale esperto nell’”arte della Speciaria”, nel 1711 così riflette sulla distillazione: “
piglia tutte quelle tinture e mettile nell’orinal di vetro col capello ,… e seguita la distillatione…” e
tutto ciò “imparai con molte fatiche, patimenti, e stenti, per lo spatio d’undeci anni, caminando per
diverse parti di … Lombardia…”. In San Marcellino il Collegio Gesuita nei primi anni del XVII
secolo forma studenti ed artigiani indirizzandoli verso le nuove scoperte scientifiche: i gesuiti
dispongono di un importante laboratorio chimico scientifico arricchito da due stupendi globi del
Mercatore, ora custoditi con premurosa cura dal dott. Campagnolo direttore della Biblioteca
Governativa di Cremona. I gesuiti Filippo Bonanni (Trattato sopra la vernice detta comunemente
cinese-Roma, 1720) e Kircher (Cina Illustrata -1667) studiano resine come la gommalacca,
Francesco Saverio Quadrio dà alle stampe un trattato di organologia musicale e, appartenenti allo
stesso Ordine, Miguel Agusti in Spagna e Francesco Terzi Lana, in Italia impostano le regole nella
distillazione delle vinacce che dureranno sino all’800.
Angelo Peri, nel Vocabolario Cremonese italiano sec XIX, specifica: “Lambic: vaso che usasi per
distillare, cioè estrarre le parti più umide e più spiritose di un liquido…si usa anche come aggettivo
e per lo più si unisce con < ciaar> di cui viene a formare come un superlativo, chiaro come
un’ambra, chiarissimo, limpidissimo”.
CHIMICA E LIUTERIA NELLA TECNOLOGIA DELLA
DISTILLAZIONE
Le tecnologie di distillazione si differenziano secondo le proprietà chimico fisiche dei prodotti da
lavorare. Si costruiscono strumenti adattandoli a miscele di composti molto volatili (acqua /alcool)
o poco volatili e facilmente degradabili (oli, essenze). L’estrazione per distillazione d’oli essenziali
da prodotti vegetali e resine deve essere fatta con estrema attenzione per evitare la denaturazione
dei composti chimici: nasce così la tecnica di estrazione in corrente di vapore e a bagno maria. Le
essenze di trementina e di spigo ,“lorsqu’on la demande de première qualité” (Tingry) vengono
estratte con tali tecniche; attenzione alla qualità, avverte il Castillioneo nel Prospectus (1698)
“l’oglio di Terebintina che si vende da' Droghieri è una mistura dello spirito e dell’Oglio giallo”.
I chimici dell’età barocca preparano “misture per callopistria” in cui spiriti, essenze, tra le quali la
preziosa acqua della regina Isabella d’Ungheria, servono alla preparazione di soluzioni e tinture.
Soluzioni distillate come acqua di rose o l’acqua della regina ( a base di acqua distillata e essenza di
rosmarino) davano garanzie di asepsi nelle preparazioni cosmetiche e culinarie.
Lémery è molto preciso nel descrivere l’operazione: “ getta il tutto in una Cucurbita di Vetro col
suo Capitello, luta con la Vesica bagnata e distilla a bagno di Vapore…”
Vincenzo Brugnatelli, (Elementi di Chimica …-1796). sostiene che “si ottengono gli oli volatili
aromatici dai semi, dai fiori, dalle foglie, dai legni, dalle cortecce, dai frutti e dai loro involucri, ecc,
coll’espressione (spremitura) o colla distillazione.” Jan van der Straet (Stradano – 1570) descrive la
distillazione “ab igne stilla” detta “per ascensum” per l’acquavite, ma anche per “latus” nelle storte
e per “descensum” in cui si riscalda superiormente la storta e si raccoglie al fondo il distillato
spesso costituito da oli essenziali. Il liutaio Sacconi interessato a preparare la Trementina di Larice
solida per le sue ricette opera così: “cuocere a fuoco lento per ore e ore ( almeno sei ) in acqua , da
cambiarsi ogni tanto, fino a ridurla all’atto del rapprendimento a consistenza collosa” (una
distillazione dunque per recuperare gli acidi abietinici separandoli da oli e terpeni, sfruttando la
corrente di vapore)
Le tecniche di distillazione a metà del ‘600 migliorano ma appaiono ancora abbastanza grossolane:
M.Fry, pur conoscendo l’uso dell’alcool in decotti ed impiastri vernicianti prima del ‘500 afferma «
… la difficulté est que l’alcool suffisamment fort pour de telles solutions, n’était certainement pas
connu an XVI siècle… ». La moderna pratica di dissoluzione delle resine indica valori percentuali
di alcool dal 60% (23°sacc.) come solvente per gommoresine al 93%(36°sacc.) per resine purificate.
Nel Compendio dei Secreti rationali di Leonardo Fioravanti 1592 si riferisce “ del modo efficace di
fare una vernice finissima” in cui le resine ( benzoino e mastice) si sciolgono in “acqua vita di
quattro passate” e il “ mirabile secreto di natura “ è che la vernice “ si seca all’ombra senza sole” e
ciò al contrario della vernice ad olio che offre le sue migliori caratteristiche “quando è il sole lione
“. L’uso sempre più comune nel settecento di buon alcool nella preparazione di una vernice fa
ritenere ad alcuni che questo solvente abbia soppiantato tecniche più complesse di dissoluzione di
resine in oli ad alta temperatura. Il chimico Mailand nel 1859 suppone che anticamente si
sopperisse alla mancanza di buoni solventi e gommoresine con la elaborazione complessa di
formulazioni e tinture miste. Questi rilegge ricette estratte dal “libro dei colori.sec.XV” e dal
Bonanni. Un’antica formulazione recita così” Tolli gomma de gineparo le doi parte et olio de semi
de lino e fa bulire insiemi cum foco temperato…e guarda che…non…viria negra e brutta”…
“dissolvant la sandaraque en poudre dans l’esprit de vin… on y met l’huile de lin et l’espirit de vin
s’etant evapore… cuits ensemble au soleil…ou a feu doux…“. Mailand propone la stessa ricetta
“sans risquer de la brûler” mescolando sandracca ed eventuali coloranti in acquavite e accorpando
la vernice all’olio in bagno maria facilitando l’evaporazione dell’alcool a temperatura di ebollizione
più bassa di oli essenziali e trigliceridi. La preparazione risulta nota già da Alexis Piemontais che, in
Secrets des Arts (1550), impasta mastice e sandracca a olio di lino e ”espirit de vin” e cuoce sino ad
incorporazione avvenuta. (un’operazione chimica che i giovani studenti oggi conoscono come
transesterificazione). Il ricorso alla formula di Stradivari proposta da Cozio di Salabue, lo studioso
che ne raccolse il carteggio, è d’obbligo, quasi un tormentone tra i liutai per capire i termini sintetici
di una preparazione: “ho ricevuto la seguente riceta … e che sia quella dell’Antonio Stradivari…:
gomma lacca oncie 4; sandracca oncie 2; mastice in lacrime oncie2; sangue di drago … 40;
zafferano mezza dramma; una pinta di spirito rettificato. E dopo la soluzione fatta al fuoco vi si
incorporano oncie 4 di trementina di Venezia e poi si cola il tutto con un panno lino piuttosto raro
ma fine di filato“. In una successiva nota il carteggio continua …”un’onza e meza di goma lacha …
tre quarti in tutto di mastice e sandracha e spirito (di vino) una libra. Una libra d’oglio di noce, farlo
cozzere e meter dentro, fino a che ha perso la schiuma, le medesime gome, … Questa vernice è vera
di Stradivari sincera e sicura”. Il 26 Settembre 1728 un allievo del maestro così riferisce “ Ho
provato a fare con vostro modo, ha momenti se ne iva la botega de fuoco”… Forse il buon studente
non conosceva le raccomandazioni di Leonardo da Vinci che, preparando una vernice, avvertiva ”
Sappi che facendo bollire olio di lino di seme …, gittandovi su il vino vermiglio, se ne levano
fiamme grandissime di diversi colori e dura il fiammeggiare quanto dura il vino.
APPROFONDIMENTI
Oe = Oechsle: La procedura è stata sviluppata da Christian Ferdinand Oechsle ed è impiegata
nell'enologia tedesca. L' indice di Oechsle è calibrato su una temperatura di 17.5°C. Il grado di
Oechsle (°Oe) è definito come l' aumento del peso di 1000 millilitri di mosto a partire da 1 grammo.
Un litro di mosto con 75 °Oe pesa così 1075 grammi. Un mosto con 100 °Oe ha un contenuto di
alcool potenziale (in volume) di 12.5%, poichè 10 mL di alcool etilico pesano 7,89 grammi.
Bx = Brix: Questa unità proposta dallo scienziato Adolf F. Brix nel 1870 è utilizzata specialmente
nei Paesi anglosassoni. La relazione fra grado Brix e contenuto di zucchero è: n grammi di zucchero
in 100 grammi di soluzione zuccherina corrispondono a n gradi Brix a 20 °C. Approssimativamente
1° Brix equivale ad un contenuto di 18 g di zuccheri per Litro di mosto.
Bé = Baumé: La procedura è stata sviluppata da Antoine Baumé e l' unità è impiegata diffusamente
nei Paesi mediterranei. Poichè il contenuto di alcool potenziale d'un vino è basato sul presupposto
che l' intero zucchero fermenterebbe, un grado di Baumé (°Bé) corrisponde all'incirca a 17 - 18
grammi di zuccheri in 1 Litro di mosto, ovvero il vino risultante da un ipotetico mosto a 1°Bé
dovrebbe presentare un contenuto dell' 1% di alcool in volume. Un mosto con 10 °Bé dovrebbe
dunque produrre un vino con un contenuto di alcool in volume del 10%. Per calcolare, dal grado
alcoolico desiderato, il contenuto di zucchero del mosto di partenza, occorre moltiplicare per 1.8.
Un mosto con 10 °Bé presenta una percentuale del 18% in zucchero o di 180 g di zucchero per Litro
di mosto. La conversione di Baumé in Babo è °Bé x 1,53 = °Babo
ANTICHI METODI DI DISTILLAZIONE
DISTILLAZIONE IN CORRENTE DI VAPORE
A. testa dell'alambicco;B. vaso di ottone costituito allo scopo. ;C. vaso di ottone perforato in
molti luoghi per ricevere il vapore dell'acqua. ;D. vaso di ottone che contiene acqua . ;E. Il forno . ;
F. Un imbuto per mantenere i livelli di acqua ;G. Il ricevitore. ;
DISTILLAZIONE A BAGNO MARIA DI FRUTTI DI SAMBUCO
C sfogo del vapore acqueo; D testa del distillatore
DISTILLATORE PER ACQUAVITE E PRODOTTI FARMACEUTICI
A ebollitore di rame.;B. La testa.;C. Il barile con acqua fredda necessario a refrigerare e
condensare
PER OTTENERE UNA PREPARAZIONE MAGISTRALE DI VINO
Si usa il pellicano
PER RETTIFICARE SI USA FRAZIONARE
i vasi o possono stare in in cenere o a bagno maria
MODO DI DISTILLARE IN BOTTI DI LEGNO
A. forno ed alloggiamento del vaso di rame;B. vaso di rame, parte nel forno e parte nella botte di
legno.;C botte di legno dove si trova il prodotto da distillare ;D botte di raffreddamento col
serpentino.;E. Il ricevitore.;F. treppiede;
ALAMBICCO
A. vaso di rame
B. rastrematura per adattare la testa
C. collo che supporta la testa e il sistema di raffreddamento
D. la testa
E. vaso che permette il raffreddamento della testa con acqua.
F. ricevitore
G. rubinetto che permette il ricambio di acqua di raffreddamento
PREPARAZIONE DI OLIO DI ZOLFO (ANIDRIDE SOLFOROSA E AC. SOLFOROSO)
(da Pirotechnia di Vannoccio Biringuccio)
FORNO PER DISTILLARE IL MERCURIO
A. forno con ampio raccoglitore dei vapori
B. operaio che introduce la materia prima nel vaso;.C. La forma del vaso che distilla.;D. Lo stesso
come appare all’interno.;E. La forma del vaso non murato in ma stando in piedi sui carboni per altri
usi;
PER DISTILLARE PETROLI E SPIRITI MINERALI
BC forno; GHI serie di contenitori comunicanti ; M contenitore del distillato
PREPARAZIONE DI ACIDI NITRICO, CLORIDRICO, IPOCLOROSO
APPUNTI DI CHIMICA DELLA DISTILLAZIONE IN UNA
SCUOLA PER PERITI CHIMICI
Questionario V a pag 197/capitolo2 fino a domanda 12
1)principali tecniche di distillazione
distillazione continua, strippaggio, in corrente di vapore, estrattiva, flash, discontinua
2)equazione di Clausius-clapeyron
dlnP/dT= ev/RT2 (ev = calore latente di evaporazione)
3) miscela ideale … quando?
Quando miscelando i diversi componenti non si ha variazione di pressione, volume ed entalpia
4)composizione liquido/vapore per un sistema a 2 componenti secondo Raoult:
per il liquido legge di Roult: p(press parziale)= x(fraz molare nel liq.) . P° (tensione di vapore)
per il vapore legge di Dalton: p(press parziale)= y(fraz molare nel vap.) . P (press del mix)
all’equilibrio liquido vapore xP° = yP
in una miscela di A+B che hanno rispettivamente valori di tensione di vapore P°a e P°B:
Ptot = pA + pB = xAP°A + pBP°B
5) durante l’ebollizione ad una pressione assegnata può variare la t° per sistemi ad un componente?
No
5) durante l’ebollizione ad una pressione assegnata può variare la t° per sistemi a più componenti?
In una prima fase si ottiene vapore a frazione molare più ricca del componente più volatile; la soluzione si
arricchisce del componente meno volatile e quindi deve aumentare la temperatura per raggiungere la t° di
ebollizione della nuova miscela
6)nei diagrammi composiz./temp viene visualizzata la differenza di composizione
tra le due fasi?
SI
7) nei diagrammi x,y viene visualizzata la differenza di composizione tra le due fasi?
SI
8) visualizza grafico x,y e spiegalo semplicemente
9)Come si modificano i diagrammi x/y all’aumentare della pressione?
Esempio A(nDecano)+B(nPentano) a pressione P°A = P°B10kg/cm2
Risolvo :
1) leggo un grafico dato (A3) e trovo per 10kg/cm2 tensioni di vapore di A=300° e di B=125°
2) con lo stesso grafico calcolo la tensione di vapore di A a 125° ( P°A= 0,14 kg/cm 2)e B a 300° (P°B=85
kg/cm2)
3) calcolo il valore della volatilità relativa a applicando la formula  = P°A/P°B
temp
P°A
P°B
 = P°A/P°B
300°
10 kg/cm2
85 kg/cm2
0,12
125°
0,14 kg/cm2
10 kg/cm2
0,014
 media= 0,067
4) calcolo y assegnando un valore arbitrario di x applicando la formula: y = x/1+x(-1)
5) faccio tabella e grafico x,y
(dimostro l’affermazione ripetendo l’esempio per un valore diverso di pressione)
10)
come
si
modifica
un
diagramma
a
lente
aumentando
la
pressione?
11) definisci volatilità relativa:
rapporto tra le due tensioni di vapore del componente A e B alla temperatura definita e cioè  = P°A/P°B;
tale rapporto si può calcolare alla temperatura di ebollizione di A ed a quella di B ( si calcola la media dei
valori) ed è necessario per calcolare il valore di y ad un dato valore di x usando la formula: y = x/1+x(-1)
12) come cambia  all’aumentare della pressione?
Diminuisce(pag.116)
Scheda 10
questionario pag 197 fino a domanda 25
13) quando una miscela può formare un azeotropo?
(03/12/2008 --Pag 106_124--Scheda 8 per V)
GraficoT/P; x,y /T; x/y
1)(pag106)spiega il grafico x,y /P a Tcostante
2)(pag107) illustra il diagramma x,y /T a P
costante
3)(pag 108 problema 2.7)Data una miscela A(+bassobollente)+B; DatoT e P ;data tensione di
vapore PA e PB; detto che A è + bassobollente
quale è la composizione della miscela in cui vi è equilibrio tra liquido e vapore e cioè in cui vi è
ebollizione?
Risoluzione: xA nel liquido = (P-PB)/PA-PB e (Raoult)
yA nel vapore = x.PA/P
4) (esempi a pag 108-109-110)Ho una miscela A+B (conosco le T°di ebollizione di A 80° e B
100° ) alla pressione totale di P=1 Devo ricavare il grafico approssimativo x/y
.( uso il grafico a pag 800 per ricavare le tensioni di vapore di A e B alle diverse temperature e
preparo una tabella esempio:
Risoluzione:applicando la: xA = P – PB/ PA – PB e la yA = xA.PA/P per le diverse T°
Per 80° xA= 1 – 0,5 /1 – 0,5 =1 ;
yA= 1 .1/1= 1
Per 90° xA= 1 – 0,75 /1,5 – 0,75 =0,33 ; yA= 0,33 .1,5/1= 0,5
Per 100° xA= 1 – 0,9 /1,65 – 0,9 =0,13 ;
yA= 0,13 .1,65/1= 0,22
Introduco i dati e ottengo il diagramma x,y
5) (112)definisci la volatilità relativa  e a cosa serve:
Risoluzione: a serve per mettere in relazione la composizione del componente più
volatile A in fase liquida x e quella in fase vapore y con la formula in cui pA e pB sono le
tensioni di vapore di A e B puri.
6) nella domanda 1 si fa riferimento ad un comportamento ideale della miscela… e se non fosse
così? ( vedi a pag 117)
7) (pag 118-119)Riproduci sul quaderno degli appunti le curveP,X,Y; T,X e XY per acetone
cloroformio e spega ragionevolmente il punto di flesso
8)(pag 120) diagrammi TX o XY per alcool etilico :spiega e associa al disegno fatto per alcool
buongusto.
9)(120-122) in una colonna di topping avviene la cosiddetta “rettifica continua” ; senza perderti in
chiacchiere spiega il funzionamento della colonna utilizzando la fig.2.19 in cui grafico e piatti di un
distillatore sono messi a confronto.
10) come si scrive un bilancio di materia?
Risoluzione F=D+W ------- FxF=DxD+WxW
11) il problema a pag 124 spiega come lavorare sulla moli e sulla frazioni molari … è un buon
sistema per ripassare argomenti conosciuti.
03/12/2008 --Pag 96-105 --Scheda 7 per V –
Grafico T/P e P/x,y
1) (pag96) schema 2.1 e caratteristiche di una colonna
2) Concetto di tensione di vapore e spiegazione del grafico pag 99 T/P
3) Concetto di miscela ideale : dato un fluido A definire la tensione di vapore di A e la
pressione parziale di A
4) Spiega in termini semplici il concetto di tensione di vapore e fai un esempio di una
soluzione acqua/ alcool come spiegato alla lavagna
5) (102-103) spiegare il grafico P/X,Y 2.4
6) (105) leggi e capisci il problema 2.6 in cui sono messi in grafico sia le composizioni del
liquido che del vapore e spiegalo introducendo anche il grafico 2.7 che mette in relazione
composizione e temperatura.
DISTILLAZIONE ( ALTRO PERCORSO DIDATTICO)
Operazione basata su scambi simultanei di materia e calore tra fase liquida e fase
vapore e impiegata per la separazione di miscele liquide omogenee.Il razionale della distillazione consiste nel separare i
componenti piu' volatili di una miscela liquida dopo che questa ha raggiunto la temperatura di ebollizione.
La distillazione e' regolata dalla legge di Raoult che dice:
"la tensione di vapore di un liquido in una soluzione ,ad una certa temperatura,e' uguale al prodotto della sua
tensione di vapore allo stato puro per la sua concentrazione molare entro la soluzione"
dunque considerando i liquidi
AeB
pA = tensione parziale di A in soluzione con frazione molare xA
pB = tensione parziale di B in soluzione con frazione molare xB
PA = tensione di vapore di A allo stato puro
PB = tensione di vapore di B allo stato puro
la Legge di Raoult sara'
pA = xA . PA
pB= xB. PB =(1-xA)PB
portando in grafico a temp costante i valori delle tensioni superficiali otterro'
significato dei simboli:
pA=tensione di vapore del componente liquido A in A+B (xA = frazione molare di A nel liquido A+B)
Pa = tensione di vapore del liquido A puro
p = pA + pB è la tensione totale di vapore della miscela al variare delle frazioni molare di A e B
xA + xB = 1
P’A=pressione parziale del componente vapore A in A+B (yA = frazione molare di A nel vapore A+B)
P = pressione totale di vapore del vapore (pressione ambiente)
p’ A = y A . P
RICAPITOLANDO
STUDIO DUE LIQUIDI MESCOLATI TRA DI LORO CHE EVAPORANO :
PER I LIQUIDI vale la LEGGE DI RAOULT che dice che la tensione parz di vapore di A = frazione molare del
liquido A per la tensione di vapore di A allo stato puro
pA = xA . PA ----- pB = xB . PB --------- p = pA + pb------ p = (xA . PA ) + (1-xA) PB ----xA = (p –PB) / (PA – PB)
PER IL VAPORE VALE DALTON che dice che la press parziale di A e' = alla frazione molare del vapore A per la
pressione ambiente
p’A = yA .P
EQUILIBRIO VALE :
ALL'
TENSIONE DI VAPORE p DEL LIQUIDO = PRESSIONE totale DEL VAPORE P (pressione ambiente)
E QUINDI ANCHE :
pA TENSIONE DI VAPORE di A DEL LIQUIDO =p’A PRESSIONE PARZIALE di A nel VAPORE dunque:
p = P ---pA = p’A ----- Pa.xA =P .yA ------- yA=(PA.xA)/P
dunque attraverso le ultime relazioni si puo' trovare xA e yA cioe' le frazioni molari della fase liquida e della fase
gassosa conoscendo le tensioni di vapore dei componenti puri
Ricavati xA e yA posso costruire la curva di equilibrio ( a temperatura costante)
esempio: se immagino di distillare una miscela con frazione molare xA otterro' un distillato con frazione molare YA piu'
ricco del componente piu' volatile A
A questo punto posso anche considerare un grafico temperatura/frazioni molari x e y (a press costante)
MISCELA ZEOTROPICA
TA e TB siano le temperature di ebollizione e A è il componente più volatile
la curva 1 sia la "CURVA DI INIZIO EBOLLIZIONE" della miscela
la curva 2 sia la "CURVA DI FINE EBOLLIZIONE O INIZIO FASE VAPORE O DI RUGIADA"
--Dalla curva ricavo che :
1)un composto di composizione xA iniziera' a bollire da T1 a T2 diventando vapore
2)un liquido con frazione molare xA portato all'ebollizione T1 dara' un vapore con frazione molare yA con una %
maggiore di A. (a questopunto la composizione di xA varia verso sinistra e la frazione successiva di yA sara’ sempre
diversa.)
MISCELE AZEOTROPICHE : esistono sistemi binari che seguono curve con una anomalia ad esempio:
al punto M si ha che xA =yA e il sistema si dice AZEOTROPO perche' la miscela non puo' essere arricchita di uno dei
due componenti.
ESEMPI DI DISTILLAZIONE SEMPLICE DIFFERENZIALE
(=sottrazione e condesazione del vapore che si forma )
ESEMPI DI DISTILLAZIONE SEMPLICE a temperatura costante
il prodotto con frazione molare x raggiunge una temperatura T1 e dara' un distillato con frazione molare y più ricco in A
(più volatile)e un residuo con frazione molare x’.
ESEMPIO DI DISTILLAZIONE SEMPLICE (in cui la temperatura di equilibrio aumenta)
All’inizio la concentrazione del liquido è x , durante la distillazione si ottiene un residuo a concentrazione x’ e un
distillato a concentrazione y piu’ ricco in A.
Se aumento la temperatura il liquido a composizione x’ si dividerà in residuo a composizione x" e distillato a
composizione y" : posso dividere le frazione y e y"
DISTILLAZIONE SEMPLICE CON CONDENSAZIONE PARZIALE DEI VAPORI .
E’ possibile (per aumentare il rendimento della apparecchiatura ) interporre un CONDENSATORE DI RIFLUSSO
che fara’ condensare vapore a basso titolo del componente meno volatile, mentre lascerà passare vapore più ricco del
più volatile che verrà ricondensato da un CONDENSATORE FINALE.
La caldaia distilla una fase liquida a x : a temperatura T1 il liquido dara’ un vapore y e un residuo x’
Il condensatore di riflusso abbassando la temperatura a T2 , condenserà il vapore y dando un liquido x" e
un vapore arricchito nel componente piu’ volatile y" .
Il vapore y" sarà successivamente condensato nel refrigerante a serpentina.
DISTILLAZIONE (esercizi)
: riepilogo Leggi

PER LA FASE LIQUIDA vale la LEGGE DI RAOULT che dice che la tensione parz di vapore di A =
frazione molare del liquido A per la tensione di vapore di A allo stato puro
pA = xA . PA ----- pB = xB . PB --------- p = pA + pb------ p = (xA . PA ) + (1-xA) PB ----xA = (p –PB) / (PA – PB)

PER LA FASE VAPORE VALE DALTON che dice che la press parziale di A e' = alla frazione molare
del vapore A per la pressione ambiente
p’A = yA .P

CALCOLO DELLA COMPOSIZIONE DEL LIQUIDO PER P E T COST.
all’equilibrio p’A = pA
dunque yA .P= xA . PA
dunque yA = (xA . PA)/P
e allo stesso modo ricavo yB = (xB . PB)/P
E poiché la somma yA + yB = 1
Allora (xA . PA)/P + (xB . PB)/P =1
e ponendo xB = 1-xA
ricavo xA = (P – PB) / (PA – PB)

BILANCIO PONDERALE di una colonna di distillazione
(frazione molare di un componente è il numero di moli del componente diviso per il numero totale di moli )
L=D+W
L.l = D.d + W.w
D.d =Ll- W.w = Ll – (L – D)w= Ll – Lw + Dw da cui
Dd – Dw = Ll – Lw
D = [L ( l-w )] / d-w
BILANCIO TERMICO (Q=calore molare;I = contenuto termico; Ql = calore latente;Qs=calore sensibile
V=vapore o condensa; RD = riflusso )
L .QL + V .Iv = D .QlD + D QsD + RD .QlRD + W . QsW + V.Qs V
PROBLEMA
2,5 moli di benzene e 1,5 di Toluene formano una miscela che è chiusa in un serbatoio a 30°
Conoscendo la tensione di vapore del benzene e (119 mmHg) e del toluene (37mmHg) .
Calcolare la pressione totale del vapore
XA = 2,5/4 = 0,625
XB = 1- xa = 0,375
p = pA + pb = (xA . PA ) + (1-xA) PB = (0,625 .119) + (0,375 .37) = 88,3 mmHg
PROBLEMApag 191 TRABA
A 70° la tensione di vapore del Benzene è 574 torr, mentre quella del toluene puro è 202 torr(alla stessa
temperatura)
Determinare la press parziale e press totale in una miscela O,2 M di toluene (xB)
XB = 0,2 (toluene)
XA= 1-xB= 0,8 (benzene)
p = pA + pB = (xA . PA ) + (1-xA) PB = (0,8 .547) + (0,2 .202) = 478 torr
problema pag 191 traba
Se a 100° e press atmosferica la tensione di vapore dell’n-eptano è 795 torr mentre quella del toluene è 553
torr , quali sono le composizioni molari di equilibrio liquido vapore?
Applico la formula ricavata per la frazione molare
xA = (P – PB) / (PA – PB)
x eptano = (760 – 553) / (795 – 553) = 0,86
x toluene=(760 –795) / (553-795) = 0,14
yA = (xA . PA)/P
y eptano = (0,86 . 795) /760
y toluene = (0,14 . 553) /760
PROBLEMA PAG 47 DI PIETRO
Una colonna di rettifica è alimentata con L=1800 Kg/h di una miscela al 30% del componente A .
Sapendo che il prodotto di testa è formato per il 95% dal componente più volatile e quello di coda per il 98%
di prodotto meno volatile. Calcolare i flussi D e W in uscita dalla colonna
Applico la : D = [L(l-w)]/ d-w =
D= [ 1800(0,3 – 0,02)] / 0,95 – 0,02 = 542 Kg/h
W = 1258 kg/h
PROBLEMA PAG 206 STOCCHI
Una miscela liquida benzene toluene al 40% di benzene e 60% di toluene, alimenta con una portata di 10
Kmoli/h e alla temperatura di 80° un distillatore flash che vaporizza il 75% della carica alla pressione di
1,5Kg/cm2, con una temperatura di distillazione di 105°. La frazione molare del benzene nel distillato è yD =
0,4 65 e nel residuo xW=0,21
il calore specifico medio molare del benzene = 35 Kcal/kmole°C
il calore specifico medio molare del toluene = 40 Kcal/kmole°C
il calore latente molare di evaporazione del benzene = 7500 kcal/kmole
il calore latente molare di evaporazione del toluene = 8100 kcal/kmole
Calcolare il calore necessario(per passare da 80 a 105 e per evaporare la quantita’ di vapore indicata)
per il liquido vale
benzene4 0% e toluene 60%
per 10Kmoli/h benzene = 4 kmoli/h e toluene =6 kmoli/h
Per il vapore vale
10 Kmoli/h al 75% sono 7,5 kmoli/h di vapore
7,5 . 0,465 = 3,5 kmoli/h di benzene
7,5 – 3,5 = 4 kmoli /h di toluene
dunque :
Q1= calore sensibile necessario per portare le 10 Kmoli da 80 a 105
Q2 = calore necessario per evaporare 7,5 Kmoli /h di sostanza
Q totale = Q1 + Q2
Q1= (portata liq benzene . calore specif. (t2-T1) ) + (portata liq toluene .cal specif . (T2-T1)
Q2=portata vap benzene . calore latente + portata vap toluene . calore latente
Q1= (4 . 35 .(105 –80) ) + (6. 40. (105-80))
Q2=3,5 . 7500 + 4 . 8100
Q totale = Q1 + Q2 = 66.750 kcal/h
PROBLEMA traba pag 233
Si parte da una miscela acqua etanolo al 30% in peso di etanolo : si vuole ottenere un distillato al 90% in
peso di etanolo e un prodotto di coda all’1%.
L’alimentazione è 2000 kg/h di miscela alla temperatura sua di ebollizione e il distillato viene estratto a 40° e
il riflusso è Lo = 1640kg/h.
Calcolare il valore del distillato D e del residuoW:
Dal Bilancio L=D+W e LxL =DxD + WxW . (eguaglianza delle portate in uscita e entrata e delle quantita’)
Posso scrivere:
2000 = D + W
2000. 0,3 = D. 0,9 + W . 0,01
e quindi
W = 2000-D
2000. 0,3 = D. 0,9 + (2000 – D) . 0,01
da cui W = 1355 kg/h e D = 645 kg/h
PROBLEMA :
Disegna la parte superiore di una colonna di distillazione con riflusso indicando i primi tre piatti n , n-1 , n-2,
Indica quali sono le " condizioni di testa " e cioe’ le frazioni molari del vapore che esce e del
riflusso O che rientra (prima di entrare in contatto con il primo piatto) . Risposta : il punto di equilibrio è in A e le fraz
molari di vapore e riflusso sono perfettamente uguali
Indica quali sono le condizioni di equilibrio nel piatto "n" quando c’è contatto tra Vne On:
Risposta :all’ equilibrio in B , Il vapore avra’ una frazione molare y Vn (più ricca nel componente più
volatile )del liquido x On con il quale si trova in equilibrio
Indica ora in un grafico il significato di "retta di lavoro superiore":
Risposta : la retta di lavoro superiore è individuata da due punti , il primo dei quali è x O = y Vn .(come indicato uguale a
A) e il secondo è x=0 e y = xO / ((O / D) +1)
Quali saranno le
condizioni di equilibrio tra il piatto n e il piatto n-1 , dopo aver tracciato la retta di lavoro per quella colonna? Risposta
in C si realizza l’equilibrio tra il liquido nel piatto n e il vapore nel piatto n-1
Se continuo nel ragionamento ,che succede?
In D la frazione del componente piu’ volatile nel vapore (y) in n-1 sarà piu’ ricco del liquido in n-1 liquido in
n-1; in E si realizzera’ l’equilibrio tra il vapore in n-2 e il liquido in n-1…. E cosi’ di seguito.
TIPOLOGIE D’IMPIANTO CHIMICO E DISEGNI
(tecnologie del secolo scorso)
Schema d’impianto di raffinazione delle benzine (il modellino dell’impianto descritto è visibile
nell’atrio dell’IIS Torriani di Cremona
DISTILLAZIONE DELLA TREMENTINA
(distillazioni in corrente vapore)
DISTILLAZIONE BATCH O A STADI
nel nuovo tipo di colonna di distillazione discontinua l'alimentazione è fornita al centro
della colonna, e i componenti leggeri e pesanti vengono separati nella parte superiore e
inferiore dell’impianto
La colonna è simile ad un sistema combinato di colonne di distillazione di strippaggio a
stadi dove il condensatore della colonna di stripping è calore integrato con il ribollitore
della colonna ordinaria. Pertanto, si può prevedere maggiore efficacia rispetto alla
colonna ordinaria. Attraverso simulazioni, si è trovato che il sistema proposto ha
migliori prestazioni di separazione di un sistema continuo.
DISTILLAZIONE FLASH
Detta anche DISTILLAZIONE DI EQUILIBRIO sfrutta la diminuzione della pressione che consente la
evaporazione della miscela senza elevare troppo la temperatura:lavorare sotto vuoto è utile quando temperature troppo
elevate possono decomporre il prodotto alimentare oppure quando si debbano trattare prodotti altobollenti ( es petrolio)
che richiederebbero temperature di esercizio molto elevate.
Il prodotto da distillare entra in 1
viene convogliato dalla pompa 2 e riscaldato da uno scambiatore di calore 4 con vapore 3 alla temperatura desiderata,.In
5 la miscela liquida si espande per effetto della diminuzione di pressione , si ha separazione della fase liquida 9 e vapore
che sara’ condensato in uno scambiatore ad acqua di refrigerazione 6
La pompa a vuoto 7 mantiene le condizioni di depressione e 8 indica il distillato in uscita.
istillazione frazionata o di rettifica
DISTILLAZIONE FRAZIONATA O
RETTIFICA
Si può ipotizzare un
apparecchiatura simile in cui avvengono distillazioni successive :
DISTILLAZIONE FRAZIONATA O DI RETTIFICA : può avvenire più razionalmente in una colonna di distillazione
in cui avviene ;attraverso un adeguato numero di piatti interni,un costante e intimo contatto tra fase vapore e liquida .
Ogni piatto corrisponde materialmente ad una colonna di distillazione vista precedentemente.
Al di sopra del "Piatto di alimentazione " c’è la colonna di arricchimento nella quale la frazione volatile si concentra
sempre piu’ nel componente piu’ volatile.
Al di sotto si trova la colonna di strippaggio (stripping) o di esaurimento : la definizione indica che la colonna è un
supporto che serve per recupero di prodotto (o del calore come nell’esempio ricavato da notizie di tecnologia
giapponese) .: cioè si puo’ estrarre ulteriore componente più volatile della miscela senza per altro concentrarlo
In una COLONNA DI RETTIFICA(ORDINARY COLUMN) i piatti hanno lo scopo di realizzare il contatto
liquido/vapore provocando scambi di energia e di materia in un ben definito stadio di equilibrio.
La teoria della colonna di rettifica e di strippaggio parte
dalla considerazione che devono essere verificate loe seguenti uguaglianze:
V n = O n+1 + D (indicando con Vn il vapore che si sviluppa dal piatto n e va verso il piatto n+1, O
n+1 il
liquido che scende dal piatto n+1, e D il distillato)
V m = O m-1 - W (indicando con Vn il vapore che si sviluppa dal piatto n e va verso il piatto n+1, O
liquido che scende dal piatto n+1, e D il distillato)
.
.
.
Strumenti di regolazione e controllo nella distillazione IN UN MODELLO TEORICO
.
.
n+1 il
QRC è controllo di portata del la alimentazione, del vapore riscaldante, e del riflusso del prodotto di testa
LI C è il controllo di livello ( mantiene un livello costante agendo sulla valvola pneumatica che collegata alla pompa
TI è un termometro che indica la temperatura di coda e di testa della colonna
PI indicatore di pressione alla testa e al fondo della apparecchiatura
LA FIGURA SUCCESSIVA INDICA QUANTO COMPLESSO E’ IL SISTEMA DI REGOLAZIONE IN UN
MODELLO PRATICO.
BILANCIO DI UNA COLONNA DI RETTIFICA PAG 176
CONCLUSIONI
La scuola oggi è in grado di affrontare l’aspetto teorico legato alla dissoluzione di prodotti polari ed
apolari base nella preparazione di una vernice a solvente e il razionale legato al tipo di reazione
chimica che interviene alle diverse condizioni di lavoro legate a preparazioni miste. La didattica
affronta lo studio dell’ambiente di reazione che induce modificazioni chimico organiche legate alla
saponificazione con la formazione di saponi metallici (oleati e resinati) a diversa solubilità in oli ed
essenze, transesterificazione degli oli in presenza di alcoli, interesterificazione tra acidi ed esteri
contenuti nella resina, decarbossilazione degli acidi ad acidi monobasici ed idrocarburi,
isomerizzazione e idroperossidazione delle catene acide, iniziale polimerizzazione ossidativa e
catalizzata da presenza di pinene nelle trementine, dissoluzioni in solventi a titolo noto. In
laboratorio si analizza l’invecchiamento ed il degrado ossidativo, si studiano i diversi metodi di
preparazione chimica in ambienti a pH diversificato, di distillazione e di determinazione oggettiva
del grado alcolico. Il Museo dell’IIS Torriani espone a fianco del impianto pilota di rettifica una
importante raccolta di vetreria specifica come palloni per distillazione e microdistillazione, storte,
alambicchi, refrigeranti (di Liebig, Mohr, a bolle e a serpentino ) e antichi strumenti adatti alla
determinazione quali e quantitativa come l’apparecchio di Mulligand, picnometri, densimetri,
bilance idrostatiche e alcolometri di Gay Lussac, Tralees (%in volume) e di Richter ( in peso).”
La speranza è che il Museo dell’ITIS possa diventare punto di comunicazione ed entrare a far parte
del più grande museo diffuso nella città. Un luogo in cui si possa sviluppare una proficua
collaborazione tra studenti, operatori culturali, maestri artigiani e insegnanti nell’individuazione di
matrici didattiche e nella ricerca di comuni parametri di qualità.