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Ingegneria chimica e chimica delle bevande: cinque cose che probabilmente non sapevi

Ingegneria chimica e chimica delle bevande: cinque cose che probabilmente non sapevi

“Metti la birra in frigo, che diventa fresca e più frizzante” dice il vostro amico sotto i 38° di Ferragosto. Ma per quale motivo mettere una bevanda in frigo ne aumenta la “frizzantezza”? Quali leggi e processi si celano dietro la buona riuscita di una bibita?

Lattine di diverse bibite frizzanti (fonte: pexels)

Probabilmente hai a che fare un giorno si e l’altro anche con l’acqua della pasta da salare, una lattina di coca cola da tenere in frigorifero, un conoscente che preferisce il caffè decaffeinato. Ma ti sei mai chiesto come la chimica e l’ingegneria chimica abbiano a che fare con tutto questo? Veramente dopo aver tirato fuori la lattina di cola o la bottiglia di acqua frizzante dal frigorifero non hai mai pensato al perché fossero più frizzanti di prima oltre che più fredde? Continua a leggere, scoprirai il perché di questi e di altri interessanti fenomeni della vita di tutti i giorni.

1-Temperatura e bibite: che succede in frigorifero?

Domanda quasi banale, da un certo punto di vista. Semplicemente le domande si raffreddano, penserai. Tecnicamente non c’è nulla di più vero, ma per la gioia degli amanti delle bibite gasate, non è l’unica cosa che succede. Pensa: sei appena arrivato a casa dal lavoro o da scuola e devi scaldare l’acqua per la pasta. Sei di fretta, perciò aggiungi il sale subito per non dimenticartene dopo, e il sale rimane lì per un po’, finché l’acqua non bolle e tu puoi buttarci dentro i tuoi 100 g di maccheroni aspettando che anche il sugo sia pronto. Il giorno dopo invece comincia il weekend, non hai particolari impegni e cucini con calma. Ti metti addirittura una sveglia per ricordarti di aggiungere il sale grosso nella pentola. L’acqua bolle, tu aggiungi il pugno di sale e questo scompare quasi subito. Perché? E specialmente, cosa c’entra tutto questo con la mia lattina di cola che mi aspetta in frigorifero? Semplice: in entrambi i casi tu hai un liquido (acqua o cola che sia) la cui temperatura subisce un cambiamento (l’acqua in pentola si scalda, la bibita in frigorifero si raffredda); e hai un componente che si presenta in uno stato di aggregazione diverso, in parole povere gli stati di aggregazione sono quei “solido, liquido e gassoso” che la tua maestra delle elementari ti ha ripetuto fino allo sfinimento, che viene disciolto nel tuo liquido. Nel primo caso l’anidride carbonica (CO2) disciolta nella cola che la rende frizzante, sto parlando di un gas, nel secondo caso il sale grosso, stato solido cristallino, che insaporisce il tuo piatto di pasta. Quando ho dei gas l’abbassamento di temperatura aumenta la cosiddetta solubilità, vale a dire quel valore che mi dice quanto è facile trovare del gas nel mio liquido. Invece se ho dei solidi è l’aumento di temperatura che generalmente aumenta la solubilità. Vale a dire: più l’acqua è calda più il mio pugno di sale si scioglie facilmente. Ecco quindi la risposta alla domanda: la cola è più frizzante quando è fredda perché c’è più gas sciolto al suo interno e più bollicine che mi scoppiano sulla lingua quando la bevo; mentre il sale sparisce più velocemente ad alte temperature perché l’acqua calda più “agitata” di quella fredda “mangia” più facilmente i miei cristalli di sale.

2-Birra e Grappa: che differenza c’è?

Tutti quanti almeno una volta abbiamo annusato da piccoli il bicchiere del papà o del nonno a fine pasto, e di colpo il nostro naso è stato travolto da un odore mai sentito prima: l’alcol. Per la precisione qui parliamo di alcol etilico (CH3CH2OH per chi volesse la formula chimica) in quanto esistono una miriade di composti che fanno parte della famiglia degli alcol, di cui alcuni presenti nei disinfettanti che spopolano dall’inizio della pandemia. Ma non divaghiamo. Tornando alla nostra cena di famiglia: che differenza c’è tra birra o vino e i superalcolici? Come nascono? Perché alcuni sono più “forti” e altri meno? La risposta è da ricercarsi nella loro produzione. Da millenni ormai birra e vino si producono tramite un processo di fermentazione anaerobica, due brutte parole per descrivere quella pratica attuata dai microbi del genere Saccharomyces, per dirne uno, che consiste nella produzione di alcol in un ambiente totalmente privo di ossigeno, detto anche anossico. In poche parole, luoghi in cui a noi sarebbe impossibile vivere data la mancanza di O2. Già i Sumeri e poi i Romani usavano queste tecniche per fermentare malto e uva e ottenere, rispettivamente, birra e vino. I superalcolici invece, ad esempio vodka, rum e grappa, vengono prodotti tramite distillazione. La distillazione è un processo più complesso grazie al quale si può ottenere una percentuale alcolica che varia dal 20% fino a oltre il 90%. Questa richiede prodotti di partenza come zuccheri, frutta, patate (nel caso della vodka) o altri alimenti di origine varia, e viene eseguita in diversi stadi, che richiedono cambiamenti di temperatura e pressione. Diversi incidenti sono avvenuti a causa di distillazioni eseguite con poca osservanza delle norme di sicurezza. Senza contare gli avvelenamenti da alcol metilico (prodotto secondario indesiderato della distillazione casereccia) che possono portare da un mal di pancia fino alla cecità. Per questo motivo entrambe queste pratiche sono da lasciare agli impianti chimici e vanno scoraggiati i tentativi casalinghi fatti senza le necessarie conoscenze.

Il famoso gioco dello shot infuocato è permesso dall’elevata quantità di alcol etilico, esso infatti è infiammabile (fonte: pexels)

3-Etichette delle bottiglie di acqua: è necessario leggerle?

La risposta è no. A meno che non ve lo dica il vostro medico ai fini della dieta, ovviamente. Detto questo rimane sempre una buona abitudine leggerle, ed ecco alcune delle ragioni. Non tutte le acque sono uguali, se quando vi recate al supermercato prendete due bottiglie di marche differenti vi accorgerete probabilmente che anche le etichette sono differenti. Fondamentalmente, e mi riferisco in particolare alla lista di numeri e strani agglomerati di lettere quali “Na+, Cl-, HCO3- ecc…”, le etichette ci forniscono un identikit di cosa ci sia in quell’acqua. Prima della messa in commercio delle bottiglie infatti, vengono fatte diverse analisi chimiche. Queste analisi assicurano che il contenuto di ioni, quelle strane sigle rappresentano infatti diversi componenti chimici tra cui i famosi sali minerali che si sentono nominare nelle pubblicità degli integratori, sia compreso tra un valore minimo e un valore massimo consentiti. Diverse misure (gradi francesi, tedeschi e mg/l) sono state ideate nel tempo per la localizzazione di questi valori, ma come tutti i cambi di misura che facciamo mentalmente ogni giorno (1000 m = 1 km ad esempio) queste misure ci dicono semplicemente la stessa cosa: diverse acque devono avere gli stessi limiti di composizione. In parole povere si tratta di una ricetta. Ogni cuoco, la nostra fonte di montagna in questo caso, deve rispettare un massimo di quantità per tutti gli ingredienti, per avere una ricetta bilanciata e nutriente. Ovviamente se una bottiglia di acqua arriva sulla nostra tavola tutti i dovuti controlli sono stati fatti e rifatti, quindi poco c’è da preoccuparsi se non per i lievi cambi di gusto che diverse miscele di ioni possono comportare.

4-La Coca-Cola era una medicina: a cosa serviva?

La Coca-Cola, una delle bevande più famose al mondo, era in origine un medicinale utilizzato per i dolori di stomaco. In particolare era consigliato un cucchiaino per i bimbi sotto una certa età, in modo da aiutare il tipico “ruttino” dopo i pasti. Per quale motivo la Coca-Cola ha queste potenzialità? La risposta risiede, ancora una volta, nella sua composizione chimica. Questa bevanda è infatti un composto acido e il suo pH, unità di misura usata in chimica per misurare l’acidità di una sostanza, è basso. Anche nel nostro stomaco, organo in cui il cibo viene sciolto, ci sono acidi. La Coca-Cola aiuta quindi la funzione dello stomaco: dissolve meglio cibi e bevande. Gli acidi sono anche molto utili industrialmente per pulire i metalli dalla ruggine. Provate a lasciare per qualche ora un paio di centesimi in un bicchiere di Coca-Cola: scoprirete che non solo diventano lucidi, ma rischiano addirittura di rovinarsi se dimenticati troppo a lungo nel liquido.

5-Caffè decaffeinato: come si fa?

Come ultimo punto della lista troviamo la cosiddetta “decaffeinizzazione”. Quando andate al bar e chiedete un caffè, può succedere che chi vi serve ponga la domanda “normale o deca?”. Il “deca”, come saprete tutti, è il caffè con basso, se non quasi nullo, contenuto di caffeina rispetto a quello classico. Ma come viene tolta la caffeina? Si tratta di un processo industriale eseguito a temperatura e pressioni molto elevate, che coinvolge un composto ben noto: la CO2, o anidride carbonica che dir si voglia. Sulla temperatura c’è poco da dire, la pressione invece non è un concetto così immediato. Per darvi un’idea: se sul vostro orologio da polso c’è scritto che può sopportare fino a 300 atm, questo significa che potete immergervi fino a 30 metri sotto acqua senza alcun problema. 10 metri di profondità in acqua equivalgono quindi a tutta la colonna d’aria che solitamente avete sopra di voi quando camminate per strada. Detto questo, il processo avviene a una temperatura maggiore di 50°C e di 100 atm. La nostra CO2 deve infatti raggiungere lo “stato supercritico”, ossia uno stato della materia in cui non è né gas né liquido, ma un misto delle proprietà tra i due. Fatto ciò la CO2 fluisce tra i chicchi di caffè, scioglie tutta la caffeina, per poi evaporare in fase gas una volta riportata a condizione regolari. Quelle stesse condizioni in cui si trova quando apriamo le nostre bibite e questa esce di colpo portandosi dietro quei fastidiosi schizzetti che ci macchiano i vestiti.

Chicchi di caffè dai quali viene estratta la caffeina (fonte: pixabay)

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