DISTILLAZIONE E
SEPARAZIONE DEGLI OLII ESSENZIALI
- La distillazione è una tecnica utilizzata per separare due o più sostanze presenti in una miscela.
- Sfrutta la differenza dei punti di ebollizione di tali sostanze, cioè la loro differenza di volatilità.
- Soprattutto la distillazione è il processo che in Alchimia viene interpretato in senso simbolico. La distillazione infatti è la tecnica che permette di estrarre l'essenza da una sostanza in seguito alla sua trasformazione prima in vapore e poi in liquido per condensazione. ...
- È usata sia per separare miscele complesse (ottenendo in uscita più miscele, ciascuna avente una diversa composizione) sia per purificare singole sostanze (ottenendo in uscita una corrente contenente la sostanza desiderata ad un'elevata purezza e una corrente di scarto contenente le impurità presenti nell'alimentazione).
- È una tecnica nota sin dal Medioevo, applicata inizialmente alla produzione di bevande alcoliche.
- Successivamente è stata applicata in numerosi processi chimici, tra cui la separazione del petrolio grezzo nei suoi diversi componenti (detta "topping").
L'apparecchiatura utilizzata per svolgere tale operazione è detta colonna di distillazione o colonna di rettifica
- Le
piante sono come dei piccoli laboratori chimici, che producono sostanze molto
utili, per loro stesse, ma anche per noi.
- Queste molecole possono essere
estratte in molti modi, a seconda delle loro caratteristiche chimico-fisiche, e
dei loro utilizzi terapeutici. vediamo come si ottengono le essenze e come
funziona un distillatore per olii essenziali.
Gli olii essenziali: cosa sono?- Gli olii
essenziali sono sostanze presenti nei
fiori (petali), nei frutti (buccia), nella resina e
nella corteccia di molte piante.
- Sono volatili,
solubili in alcol e olio, ma non in acqua e questo rende spesso difficoltosa la
loro estrazione e purificazione dalle
impurità.
- Gli oli essenziali più conosciuti sono: rosmarino (Rosmarinus
Officinalis), cipresso (Cupressus Sempervirens), eucalipto (Eucaliyptus
Globulus), menta (Menta Piperita), lavanda (Lavendula
Officinalis), timo (Thymus Vulgaris), alloro
- Dal punto di vista etimologico il termine "distillazione" significa "separazione goccia a goccia".
- Anticamente tale termine veniva utilizzato per indicare indistintamente tutte le tecniche di separazione conosciute, tra cui anche la filtrazione, la cristallizzazione e l'estrazione dell'olio.
- In seguito venne utilizzato per indicare le tecniche di separazione ottenute attraverso l'evaporazione e la condensazione di un vapore.
- L'accezione più generale del termine "distillazione" continua ad essere utilizzata nel caso della "distillazione dell'acqua" (un processo che permette di potabilizzare l'acqua del mare attraverso la riduzione della concentrazione dei sali in essa disciolti.) e della "distillazione secca" (in cui l'alimentazione è costituita da materiali solidi).
CENNI STORICI
- Secondo lo scrittore Sinesio di Cirene già nel 4000 a.C. gli egizi distillavano il vino e il sidro per produrre altre bevande alcoliche (liquori e acquaviti).
- In Cina, intorno al 2000 a.C., attraverso la distillazione di piante officinali venivano ottenute essenze che erano utilizzate soprattutto dalle classi più ricche.
- Scavi archeologici in Pakistan hanno messo in luce che la tecnica della distillazione dell'alcol era già nota alle popolazioni mesopotamiche nel 500 a.C., ma il suo uso divenne comune tra il 150 a.C. e il 350 d.C.[8], anche tra gli alchimisti greci.
- Secondo K. B. Hoffmann si inizia a parlare di destillatio per descensum nel 400 circa, per opera del fisico greco Aezio di Amida. Ipazia invece inventò una tra le prime apparecchiature per la distillazione.
- Nell'VIII secolo d.C. i chimici Arabi e Persiani (tra cui Jabir ibn Hayyan) isolavano e purificavano le sostanze chimiche tramite distillazione a scopi industriali, ad esempio per isolare gli esteri naturali (utilizzati in profumeria) e per produrre alcool puro.
- In particolare, la produzione di alcool per distillazione si deve al chimico arabo Al-Kindi.
- Nel IX secolo d.C. il chimico persiano Rhazes distillò per la prima volta il petrolio, ottenendo cherosene.
- Nell'XI secolo Avicenna otteneva olio essenziale con il metodo della distillazione in corrente di vapore.
- La distillazione fu introdotta nell'Europa medioevale nel XII secolo attraverso la traduzione dei trattati di chimica arabi.
- Nel 1500 l'alchimista tedesco Hieronymus Braunschweig pubblica Liber de arte destillandi, a cui segue nel 1651 lo scritto di John French intitolato The Art of Distillation.
- Nel XVII secolo Robert Boyle eseguì alcuni esperimenti sulla distillazione sottovuoto e all'interno di apparecchiature in pressione, isolando per la prima volta (nel 1661) il metanolo per distillazione del legno.
- Nel XIX secolo furono introdotte le tecniche del preriscaldamento e del riciclo.
- Nello stesso periodo si deve a Jean-Baptiste Cellier Blumenthal il brevetto di una delle prime apparecchiature di distillazione in continuo (1813).
- A tale brevetto seguì la costruzione di un'apparecchiatura per la distillazione sottovuoto ad opera di Henry Tritton (1828) e successivamente (nel 1830) venne brevettata da Aeneas Coffey una colonna di distillazione a piatti forati per la produzione di whisky.
- Nel 1845 il chimico inglese Charles Mansfield separa per distillazione il benzene dal catrame.
- L'invenzione della colonna con piatti a campanelle per usi industriali risale a Champonnois (1854).
- Nel 1873 Robert Ilges introduce l'utilizzo della colonna a riempimento per svolgere l'operazione di distillazione.
- Al 1877 risale un brevetto americano di Ernest Solvay di una colonna a piatti per la distillazione dell'ammoniaca.
- Seguendo l'esempio di Ilges, nel 1881 Hempel introdusse in laboratorio l'utilizzo della colonna di distillazione a riempimento con sferette in vetro.
- Nel 1925 fu presentato un metodo grafico per il dimensionamento delle colonne di distillazione, noto come metodo di McCabe-Thiele.
- Nel 1932 fu poi sviluppata l'equazione di Fenske, che permette di stimare in maniera analitica il numero di piatti di una colonna di distillazione e il rapporto di riflusso.
- Il dispositivo più antico utilizzato per effettuare la distillazione in laboratorio prende il nome di alambicco e la sua invenzione è attribuita al chimico islamico Jabir ibn Hayyan (tra l'VIII secolo ed il IX secolo).
- La colonna di distillazione in vetro utilizzata nelle applicazioni di laboratorio è chiamata colonna di Vigreux.
Una tipica apparecchiatura di laboratorio per la distillazione è costituita dalle seguenti parti:
OLII ESSENZIALI
- Gli oli essenziali o oli eterici sono prodotti ottenuti per estrazione a partire da materiale vegetale dotato di aromi, ricco cioè in "essenze".
- Le essenze vengono prodotte dalle piante per molteplici ragioni e in alcuni casi forse anche come scarti.
- Si è ipotizzato che le essenze possano svolgere una funzione allelopatica e di attrazione degli impollinatori (manca fonte).
- Gli oli essenziali sono anche usati in alcune medicine alternative, come ad esempio l'aromaterapia, ma la loro efficacia non è mai stata dimostrata e il loro utilizzo è fino a prova contraria solo una pseudoscienza i cui presunti effetti sono ascrivibili al semplice effetto placebo
- Gli oli essenziali sono miscugli oleosi di sostanze organiche differenti, che possono essere ottenuti per distillazione o per spremitura da un'unica tipologia di vegetale, del quale conservano caratteristiche quali sapore e odore.
- Sono molto abbondanti in certe famiglie di vegetali e la quantità contenuta in una pianta dipende dalla specie, dal clima e dal tipo di terreno.
- Talvolta diverse parti della stessa pianta possono produrre oli essenziali diversi a causa della presenza di sostanze chimiche differenti o di concentrazioni diverse delle stesse sostanze.
- Una volta estratti si presentano come sostanze oleose, liquide, volatili e con odore aromatico.
- Solitamente portano il nome della pianta dalla quale provengono.
- Nella maggior parte dei casi si tratta di miscugli liquidi a temperatura ambiente, anche se non mancano i casi in cui il costituente principale è solido, come ad esempio l'olio essenziale di menta o di timo.
- La loro densità è spesso minore di quella dell'acqua, sulla quale galleggiano.
- Sono solubili in solventi organici e insolubili o pochissimo solubili in acqua, ma grazie alla loro lieve idrofilia possono trasmetterle il proprio odore; risultano facilmente trascinabili dal vapor acqueo nonostante il loro alto punto di ebollizione (150-300 °C).
- Gli oli essenziali si trovano in cellule indifferenziate più grosse oppure in tessuti secretori, sono in genere incolori o di colore giallo pallido o giallo arancione.
- Se contengono composti azulenici possono essere di colore blu o verde-blu.
- Se esposti alla luce tendono a resinificare a causa della formazione di perossidi.
- Gli oli essenziali come li conosciamo oggi sono un prodotto relativamente moderno.
- Nonostante il concetto di estrazione in corrente di vapore sia abbastanza antico e probabilmente sia stato sviluppato dai tecnologi arabi più di mille anni fa, questa tecnologia non fu mai utilizzata per isolare gli oli essenziali, bensì per ottenere le acque aromatiche, che erano considerate le vere "essenze" delle piante.
- Soltanto con il progredire della tecnologia fu possibile isolare con sempre maggior efficienza gli oli essenziali e incominciare ad utilizzarli.
Possono essere contenuti in varie parti della pianta:
- sommità fiorite (lavanda, rosmarino, timo);
- fiori (camomilla, arancio, gelsomino, violetta);
- foglie (basilico, eucalipto, verbena, alloro);
- frutti (anice, finocchio, pepe, ginepro, vaniglia);
- scorza di frutti (arancio, bergamotto, limone);
- radici e rizomi (iris, zenzero).
- Le metodologie di estrazione accettate nella definizione di olio essenziale sono la distillazione in corrente di vapore (che si distingue poi in distillazione nella quale il materiale è immerso in acqua e distillazione nella quale il materiale è sospeso sopra la fonte di vapore), la spremitura a freddo (delle bucce o epicarpo dei frutti del genere Citrus), e per alcune autorità anche la distillazione a secco o distruttiva (usata ad esempio per ottenere l'olio di cade a partire da Juniperus oxycedrus).
- L'olio essenziale è quindi un estratto fitochimico selettivo, nel senso che un particolare gruppo fitochimico è scelto e selettivamente rimosso dalla pianta.
- Vale la pena sottolineare che l'estratto è altamente selettivo, dato che isola una componente minoritaria della pianta (mediamente dallo 0,01% al 2%).
- Le essenze contenute nelle piante sono la fonte degli oli essenziali come prodotto, ma non sono completamente sovrapponibili a essi dal punto di vista chimico, dato che gli oli essenziali contengono solo le molecole volatili alle condizioni di estrazione e idrofobiche (le molecole volatili e idrofile si perdono nelle acque aromatiche).
- In genere, si riscalda il liquido in caldaia fino ad ebollizione.
- I composti più volatili raggiungeranno prima il condensatore e il risultante liquido sarà la cosiddetta "testa di distillazione".
- Quando il termometro, il cui bulbo è posto all'altezza dell'entrata del condensatore, misura la temperatura di ebollizione del composto desiderato, si cambia pallone o beuta di raccolta in cui si raccoglie tutta la frazione che condensa a quella temperatura.
- Una volta che la temperatura dei vapori supera il punto di ebollizione del composto da distillare, si interrompe il riscaldamento: i liquidi più altobollenti rimarranno in caldaia e formeranno la "coda di distillazione".
