Distillazione: significato, tipologie, produzione, distillazione degli alcolici

Distillazione: che cos'è?

La distillazione è una tecnica che permette di separare due liquidi volatili, ossia che sono in grado di passare dallo stato liquido a quello gassoso tramite evaporazione.

 

 

La capacità di essere volatili dipende anche dal punto di ebollizione del liquido: minore è questo punto, maggiore sarà la volatilità. Il punto di ebollizione non è altro che la temperatura a cui il liquido evapora. 

L'etimologia della parola "distillazione" deriva dal significato di "separazione goccia a goccia". 

Storia della distillazione

Tracce dell'uso della distillazione vengono trovate anche nella civiltà egiziana, che usava questa tecnica per il vino e il sidro, al fine di produrre bevande alcoliche. Il periodo interessato è il 4000 a.C. 

Nel 2000 a. C. in Cina la distillazione veniva già utilizzata per la produzione di essenze a partire da materiale vegetale. 

 

 

Le civiltà mesopotamiche usavano già la distillazione dell'alcol, ma tra i greci divenne di uso comune solo nel 300 d. C.

La tecnica venne perfezionata con gli anni, aggiungendo nuove fasi che permettevano di ottenere distillati di sempre maggior qualità. 

Nel corso del tempo vi sono stati anche degli incidenti connessi con l'applicazione della distillazione. Infatti, il pericolo dietro questa tecnica sta nel tipo di sostanze da separare, ma dipende anche dalla temperatura e dalla pressione usate nel processo. Alcune sostanze separate possono essere tossiche o infiammabili. Quest'ultima caratteristica aumenta con l'aumentare della concentrazione di alcune sostanze, in modo diverso dalla miscela di partenza. Inoltre, le apparecchiature usate devono essere controllate e sicure in modo da ridurre i rischi di esplosione. La colonna usata per la distillazione deve essere composta da materiale anticorrosivo e devono essere monitorate costantemente alcune variabili del processo, come temperatura e pressione.

A causa della distillazione e, quindi, di processi non condotti spesso secondo sicurezza, vi sono stati quindi numerosi incidenti nel corso della storia. Un esempio è quello avvenuto in Giappone nel 1951, durante la distillazione di nitrobenzene che ha portato a 2 morti e 3 feriti. In Italia nel 2000 una colonna di distillazione di acido nitrico esplose. Nel 2005, in Texas, in una raffineria di petrolio, ci fu il rilascio accidentale di gas e liquidi infiammabili. Nello stesso anno ci fu un incidente simile anche in Francia. L'ultimo è accaduto nel 2012, in Wisconsin, in cui è esploso un macchinario da laboratorio durante una distillazione di un gas infiammabile, la fosfina

Usi della distillazione

La distillazione è una tecnica usata sia in ambito industriale, sia nei laboratori di chimica. Spesso ciò che si fa è separare due liquidi che sono miscibili fra loro, ma che hanno punti di ebollizione diversi. Un esempio è la separazione tramite distillazione dell'acqua e dell'alcol etilico. 

Un esempio di prodotti industriali della distillazione sono i cosìddetti distillati alcolici, ossia il brandy, il whisky e la grappa

La distillazione è anche usata per separare sostanze gassose: in questo caso, però, esse vengono prima fatte passare allo stato liquido attraverso la liquefazione. 

Altra applicazione industriale della distillazione è quella del petrolio, di cui vengono quindi separati i componenti, come benzina, gas combustibili e gasolio. 

 

 

Un'altro tipo di distillazione è quella dell'acqua, che viene realizzata all'interno delle procedure di potabilizzazione della rete idrica. In particolare, in seguito alla distillazione si ha la separazione dei sali disciolti nell'acqua del mare, permettendo quindi di produrre acqua potabile. In questo caso questo tipo di distillazione viene spesso chiamata "dissalazione" e non fa parte delle tecniche di distallazione propriamente dette. 

Tipologie di distillazione

A seconda del tipo di sostanze da separare la distillazione può avere diverse tipologie: quella semplice, quella frazionata e quella in corrente di vapore sono le più comuni. 

La distillazione semplice, chiamata anche "a pressione ordinaria", viene spesso usata nei laboratori di chimica, in particolare quando è necessario separare un solvente dai suoi soluti. Inoltre, la distillazione semplice viene usata per separare liquidi che abbiamo temperature di ebollizione che differiscono tra loro di almeno 25 °C. 

Nella distillazione semplice la miscela da separare viene posta all'interno di un pallone, fatto riscaldare da un becco Bunsen. All'interno del pallone si mette un termometro, immerso nei vapori di distillazione, che misura la temperatura di ebollizione. Il liquido a maggior volatilità evaporerà a temperature più basse, quindi prima, passerà nel tubo refrigerante in cui viene condensato, trasformandosi quindi nuovamente in liquido, e verrà raccolto in un altro pallone. In alcuni casi è necessario ripetere la distillazione per separare ulteriormente i due liquidi, in quanto la sostanza raccolta può contenere una piccola parte dell'altro liquido. 

La distillazione frazionata, invece, consente di ottenere una purezza del distillato molto elevata. A differenza della distillazione semplice i liquidi passano anche attraverso una colonna di rettifica, che favorisce il contatto tra il liquido e il vapore. All'interno della colonna le sostanze passano dallo stato liquido a quello di vapore, per poi condensare di nuovo e rievaporare. In seguito, si formerà vapore con una concentrazione sempre maggiore del liquido più volatile. Questo perchè quello meno volatile all'interno della colonna si raffredda e condensa. Quindi nella parte alta della colonna avremo il componente più volatile, in quella più bassa verrà raccolto quello meno volatile. Questa separazione è migliore tanto più la colonna avrà una lunghezza sufficiente. 

La distillazione in corrente di vapore, invece, si usa per la separazione di liquidi immiscibili tra loro. Si basa sul principio secondo cui la temperatura di ebollizione della miscela è minore di quella del componente di essa che ha la maggiore volatilità. Viene usata più spesso per separare da una miscela i composti sensibili alla temperatura, cioè termolabili. Il meccanismo di separazione si basa sull'uso di una corrente di vapore che viene fatta passare in palloni riscaldati che contengono la sostanza da separare. La componente più volatile verrà separata e trascinata dal vapore acqueo in una zona refrigerante, in cui condensa e viene raccolta in un recipiente. Questa sostanza risulterà, in questo caso, mescolata ad acqua, da cui viene poi separata in uno specifico imbuto. 

Le tecniche di distillazione vengono anche distinte in distallazione flash, in continuo o con riflusso. Nel primo caso la vaporizzazione della miscela da separare è parziale e avviene durante un singolo stadio e senza l'uso del riflusso. Nella distillazione in continuo in cui la miscela di partenza viene aggiunta continuamente nel corso della procedura. Abbiamo anche quella "in batch" in cui si carica tutta la sostanza di partenza all'inizio del procedimento. 

La distillazione può essere anche con riflusso quando, una volta terminata una prima distillazione, si procede a reimmettere la sostanza separata all'interno della colonna di distillazione, e si avrà quindi una seconda distillazione che consentirà di ottenere un grado maggiore di purezza della sostanza separata. 

Distillazione degli alcolici: che cosa si produce?

Come abbiamo detto, la distillazione viene usata in ambito industriale anche per la produzione degli alcolici distillati, o acquaviti. In questi casi, ciò che si fa è la distillazione del vino, ottenendo una miscela di acqua e alcol, in cui quest'ultimo risulta con una concentrazione maggiore a quella che si ha di solito nel vino. La distillazione per la produzione di acquaviti può usare anche altre materie prime a seconda del prodotto finale che si vuole ottenere. Fra quelle maggiormente usate, oltre al vino, abbiamo i cereali, come mais, frumento e orzo, ma anche la frutta, radici e tuberi amidacei. 

Nella formazione delle acquaviti ciò che viene distillato è un composto liquido che è stato precedentemente sottoposto a fermentazione a partire dalle materie prime elencate sopra. 

In generale, dalla distillazione del vino si ottiene, fra gli altri, il brandy e il cognac. Dalla canna da zucchero fermentata, il rhum. Dai cereali, il whisky e il gin

La formazione dei distillati alcolici ha origini antiche; risale, infatti, all'epoca egizia ed era nota anche ai greci. Si diffuse in Occidente a partire dal 900 d.C., quando l'estrazione dell'acquavite dal vino aveva assunto dapprima un valore esclusivamente terapeutico.

Distillazione degli alcolici: il procedimento

Nella distillazione per la produzione di acquaviti si ottiene una miscela di acqua e alcol e si scartano sostanze non utili presenti nel fermentato su cui si effettua la distillazione. 

Sono due i principali metodi usati: la distillazione discontinua e quella continua. Nella prima il fermentato viene caricato nel macchinario per la distillazione e, una volta esaurito, si effettua il ricarico. Questa tecnica è tipica della produzione di whisky, cognac, brandy e delle grappe. In generale, si usa per distillati di valore e pregio superiore. 

La distillazione continua, invece, consiste in un flusso continuo di fermentato all'interno del macchinario, e di conseguenza in una distillazione ed estrazione senza interruzioni. I distillati maggiormente prodotti con questa tecnica sono quelli prodotti sopratutto a livello industriale come vodka, rhum, tequila e whisky di cereali. 

In ogni caso, la distillazione per gli alcolici inizia con il riempimento del pallone con il fermentato, che può essere ad esempio del vino. Successivamente, si fa riscaldare il recipiente in cui viene posto, e si fa passare dell'acqua in un tubo refrigerante, che permetterà di raffreddare in contro corrente i vapori che escono dalla distillazione. Condensando, quindi, le varie componenti della distillazione vengono raccolte in diversi recipienti. 

Dapprima, nella prima fase della distillazione si estrae la cosìddetta "testa", cioè la parte più volatile del distillato, costituita in prevalenza da acetaldeide e acetati. Questa frazione distilla prima che il fermentato raggiunga il bollore, e viene raccolta separatamente al resto.

Successivamente, quando si raggiunge una temperatura di circa 80 °C,  si estrae il cuore, cioè l'alcol etilico. Per ultime, tutte quelle sostanze di scarto, che non sono utili alle caratteristiche organolettiche dell'acquavite e che, anzi, spesso possono determinarne una cattiva qualità. Esse, nel distillato che si raccoglie separatamente per ultimo, risulteranno disciolte in acqua.

 

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