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Il processo di decaffeinizzazione

8 Ago

Nella sezione:

Hai domande o dubbi?

una nostra cara lettrice ci chiede di parlare del “caffe’ decaffeinato”. Credo che questo argomento sia molto interessante perche’ molto spesso si sentono tantissime leggende su questa soluzione. Tutti noi, almeno una volta, avremo sentito dire: “fa bene”, “fa male”, “e’ cancerogeno”, “e’ buono”, “fa schifo”, ecc. Come al solito, tante opinioni in disaccordo tra loro. Cerchiamo dunque di capire meglio come viene realizzato questo caffe’, cioe’ quali sono le tecniche maggiormente utilizzate per la decaffeinizzazione e, soprattutto, che genere di risultato si ottiene.

Qualche tempo fa, avevamo gia’ parlato della cosiddetta “fisica del caffe'”, parlando del principio di funzionamento della moka, spesso ignorato da molti, anche tra gli addetti ai lavori:

La fisica del caffe’

A questo punto, non resta che parlare invece della materia prima necessaria!

Come sapete bene, la caffeina, il cui nome chimico e’ 1,3,7-trimetilxantina, fu isolata per la prima volta nel 1820 ed e’ contenuta in almeno 60 varieta’ di piante, tra cui, ovviamente, caffe’, the, guarana’, cacao, ecc. La caffeina e’ un potente stimolante ed interagisce sul nostro umore aumentando i livelli di dopamina e bloccando i recettori dell’adenosina. Per inciso, quando i livelli di quest’ultima raggiungono una certa soglia, avvertiamo la sensazione di sonno.

Queste caratteristiche sono purtroppo sia il pro che il contro della caffeina. L’assunzione di questa sostanza puo’ infatti avere effetti dannosi in persone ansiose, con problemi di sonnoloenza, tachicardia, ecc. Come anticipato, l’effetto della caffeina e’ tutt’altro che blando, a livello biologico, questa molecola e’ un vero e proprio veleno, che risulta letale sopra una certa soglia, ovviamente non raggiungibile assumendo tazzine di caffe’.

Ora pero’, molte persone, tra cui il sottoscritto, adorano il caffe’ anche solo per il suo sapore o per la ritualita’ dell’assunzione. Proprio per questo motivo, si sono affinate diverse tecniche per eliminare la caffeina dai chicchi di caffe’, ottenendo una bevanda non stimolante, appunto il caffe’ decaffeinato.

Il decaffeinato fu inventato a Brema nel 1905 dal tedesco Ludwig Roselius, figlio di un assaggiatore di caffè, per conto della azienda “Kaffee Handels Aktien Gesellschaft”. Proprio in onore del nome dell’azienda, questo tipo di caffe’ venne chiamato prendendo le iniziali e dunque commercializzato come Caffe’ HAG. Per ottenere questo risultato, i chicchi di caffe’ venivano cotti a vapore con una salamoia di acqua e benzene. Quest’ultimo era il solvente in grado di estrarre la caffeina dal chicco.

Successivamente, questo metodo venne abbandonato trovando soluzioni alternative da utilizzare prima della tostatura, cioe’ quando il fagiolo e’ ancora verde. La tecnica maggiormente utilizzata fino a pochi anni fa, era quella che prevedeva l’utilizzo di diclorometano per estrarre la caffeina. Successivamente a questo trattamento, il caffe’ veniva lavato a vapore per eliminare il diclorometano, che ha un punto di ebollizione di circa 40 gradi. A questo punto, si passava alla essiccatura e tostatura dei chicchi a 200 gradi.

Questo metodo presentava purtroppo alcuni problemi, che poi sono quelli che spingono ancora oggi le leggende di cui parlavamo all’inizio.

Il diclorometano e’ una sostanza cancerogena per l’essere umano. Come anticipato, successivamente al suo utilizzo, il caffe’ passava per altri due processi con temperature notevolmente superiori al punto di ebollizione del diclorometano. Questo trattamento assicurava la completa evaporazione del potenziale cancerogeno sui chicchi.

Perche’ allora e’ stata abbandonata la tecnica?

Il problema reale di questa tecnica di decaffeinizzazione e’ che durante il trattamento con diclorometano, oltre alla caffeina, venivano estratte altre sostanze chimiche dai chicchi che contribuiscono al sapore della bevanda finale. In tal senso, il decaffeinato ottenuto con questa soluzione, aveva un sapore molto diverso da quello originale. Inoltre, anche altre sostanze benefiche per l’organismo venivano estratte dal caffe’ mentre venivano prodotti oli contenenti molecole da alcuni ritenute dannose per l’uomo.

Detto questo, capite bene dove nascono le leggende da cui siamo partiti, circa il sapore del decaffeinato e la pericolosita’ del suo utilizzo.

Oggi, la tecnica con diclorometano e’ quasi completamente abbandonata a favore dell’utilizzo della CO2 supercritica. Con questo termine si intende solo una stato con pressioni e temperature tali da renderla una via di mezzo tra un gas e un fluido. Nel processo di decaffeinizzazione, i chicchi di caffe’ vengono prima inumiditi con vapore per rigonfiarli ed aumentare la percentuale di acqua. Questo sempre con fagioli verdi, cioe’ prima della tostatura. A questo punto, i chicchi passano in colonne di estrattori insieme alla CO2 ad una tempratura tra 40 e 80 gradi ed una pressione intorno alle 150 atmosfere. Questo passaggio permette all’anidride carbonica di portare via la caffeina, toccando in minima parte le altre sostanze contenute nel caffe’. A seguito di questo passaggio, si procede ovviamente alla tostatura.

Quali sono i vantaggi di questa tecnica rispetto alla precedente?

Prima di tutto, si utilizza solo CO2, cioe’ una sostanza non pericolosa per l’essere umano. Il processo consente di estrarre gran parte della caffeina contenuta nel caffe’. Per legge, un caffe’ decaffeinato non deve avere piu’ del 0,1% di caffeina. Non intaccando, se non in minima parte, le altre sostanze, il sapore del caffe’ rimane quasi invariato, e quindi e’ molto piu’ simile all’analogo con caffeina.

Oltre a questi aspetti, la CO2 in uscita dal processo e’ ovviamente ricca di caffeina. Questa sostanza e’ notevolmente utilizzata in diversi settori tra cui la medicina, la farmacologia, la botanica, ecc. Proprio per questo motivo, in virtu’ del processo utilizzato, e’ possibile estrarre caffeina pura dall’anidride carbonica mediante un abbassamento di temperatura o utilizzando carboni attivi.

Lo stesso processo viene utilizzato anche su altre piante, oltre che per l’estrazione del colosterolo dal burro o dell’essenza dai fiori di luppolo, utilizzata nella produzione della birra.

Concludendo, molte delle leggende intorno al decaffeinato nascono in virtu’ del precedente metodo utilizzato per l’estrazione della caffeina dai chicchi. Oggi, l’utilizzo di CO2 supercritica consente di estrarre la maggior parte della caffeina, che oltre tutto puo’ essere recuperata e utilizzata in altri settori, lasciando quasi del tutto inalterate le altre sostanze che contribuiscono la sapore di questa ottima bevanda.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Tromba d’aria in Emilia

4 Mag

Partiamo dall’inizio: venerdi, intorno alle 17, una tromba d’aria si e’ formata nell’Emilia, e ha interessato diversi comuni compresi tra Bologna e Modena. Il fenomeno e’ stato abbastanza violento, ha scoperchiato diverse case lasciando molte persone senza un tetto e ci sono stati circa una decina di feriti.

Ecco una foto di quanto accaduto:

Tromba d'aria in Emilia

Tromba d’aria in Emilia

sul web trovate moltissime foto simili a questa, e anche video girati durante quei momenti da testimoni:

Dunque? Perche’ parlo di questo avvenimento? Semplicemente lo faccio per cercare di rispondere all’enorme speculazione che si e’ gia’ creata sul web, e mi dispiace dirlo anche su molti giornali e telegiornali, riguardo a questo fenomeno. Se provate a cercare informazioni in rete, troverete tanti siti che parlano della straordinarieta’ di questo fenomeno, dell’origine sconosciuta di un tornado di queste dimensioni in Italia. Ovviamente, non possono certo mancare tutti quelli che puntano il dito contro HAARP, la geoingegneria, i complotti del Nuovo Ordine Mondiale, ecc.

Dal momento che questo fenomeno ha interessato nuovamente alcuni comuni gia’ colpiti nel 2012 dal terremoto, ci tengo a discutere questi effetti per non aumentare il panico in persone gia’ scosse da fenomeni naturali. Del terremoto emiliano e di tutti quei fattori di volta in volta additati come cause, abbiamo parlato in questi post:

Terremoto del 20 Maggio in Emilia

Ancora terremoti in Emilia

Emilia 13-16 luglio: un po’ di statistica

Fratturazione idraulica

Riassunto sui terremoti

Una prova del fracking in Emilia?

Innalzamento dei pozzi in Emilia prima del sisma

Al solito, chi frequenta questo blog spesso sa che e’ cosi’, non voglio tranquillizzare per partito preso, ma voglio prima di tutto analizzare quanto accaduto e cercare di fare qualche considerazione storica su fenomeni di questo tipo.

Tornando al discorso tromba d’aria, come potete leggere sui giornali, i venti erano compresi tra 200 e 230 Km/h, il fenomeno si e’ formato subito dopo un violento temporale e le temperature si erano abbassate di diversi gradi prima dell’evento.

Bene, per chi non lo sapesse, queste sono le condizioni ottimali per la formazione di una tromba d’aria. Inoltre, la fine o l’inizio della stagione estiva, sono i momenti piu’ propizi per la formazione di questi fenomeni, grazie anche allo scontro di masse d’aria a diversa temperatura. Sicuramente, tutti quanti vi sarete accorti delle temperature estive registrate nei giorni scorsi su tutto il territorio italiano. Bene, proprio in questi giorni, si sono invece avuti violenti temporali, come nel caso dell’Emilia, causati dallo scontro di correnti fredde. Queste condizioni di instabilita’ creano il terreno ideale per la formazione di trombe d’aria. Il forte temporale registrato ha causato la formazione di celle di accrescimento con il vento che, a causa dei gradienti verticali di temperatura, ha innescato il moto rotatorio.

Cosa c’e’ di strano? Assolutamente nulla. Le condizioni climatiche erano ideali, cosi’ come il periodo dell’anno. Ora pero’, prima che qualcuno salti sulla sedia, facciamo un’altra considerazione: e’ normale che fenomeni di questo tipo si formino in Italia?

Rispondere a questa domanda e’ importante per capire le affermazioni circa la geoingegneria che, secondo alcuni, provocherebbe la formazione di tornado nel mondo oltre ovviamente a significative variazioni climatiche.

Qualche tempo fa, avevamo fatto lo stesso discorso, analizzando il fenomeno avvenuto a novembre a Taranto:

Tromba d’aria a Taranto

Come visto in quest’articolo, l’Italia non e’ affatto esente da fenomeni di questo tipo. A dimostrazione, vi riporto nuovamente la mappa del NOAA che mostra i paesi a piu’ alta probabilita’ di formazione si trombe d’aria:

Paesi a rischio tornado nel mondo

Paesi a rischio tornado nel mondo

Come si vede, tutta l’area mediterranea presenta le condizioni per la formazione dei tornado. Infatti, oltre ai parametri atmosferici, importante contributo viene dalle caratteristiche morfologiche del terreno. Zone ampie e pianeggiati, possono consentire una formazione di fenomeni piu’ violenti e duraturi. Se poi, intorno a queste zone, ci sono catene montuose da cui possono arrivare correnti piu’ fredde, la probabilita’ di formazione di tornado cresce velocemente.

Queste condizioni sono infatti quelle che si trovano nella cosidetta Tornado Alley negli Stati Uniti e che comprende Illinois, Texas, Kansas, Arkansas, Missouri e Nebraska. Questa e’ la zona del pianeta con la probabilita’ maggiore di formazione di tornado.

E in Italia? La mappa del NOAA ci ha mostrato come il paese sia classificato a potenziale rischio tornado. Cosa dire sulle singole regioni? Analizzando il territorio nello specifico, le regioni con la massima probabilita’ di trombe d’aria sono: Lazio, Toscana, Liguria, Lombardia, Piemonte Veneto e ovviamente Puglia, come nel caso di novembre, e la pianura padana, come in questo caso. Anche sotto questo punto di vista, il fatto di aver avuto una tromba d’aria in Emilia non ci sorprende affatto.

Rimane solo da analizzare la potenza del fenomeno. C’e’ qualcosa di sorprendente in questo? Come detto all’inizio, i venti registrati erano compresi tra 200 e 230 Km/h. Come visto nell’articolo su Taranto, la potenza, o meglio la distruttivita’, di un tornado viene classificata usando una scala simile a quella Mercalli per i terremoti e chiamata Scala Fujita. Questa divisione prevede 6 livelli di intensita’, tra F0 e F5, con velocita’ dei venti crescente, come mostrto in questa tabella:

Grado Classificazione Velocità del vento
F0 DEBOLE 64–116 km/h
F1 MODERATO 117–180 km/h
F2 SIGNIFICATIVO 180–250 km/h
F3 FORTE 254–332 km/h
F4 DEVASTANTE 333–419 km/h
F5 CATASTROFICO 420–512 km/h

Bene, dai venti misurati, la tromba d’aria in Emilia puo’ essere classificata come un F2. Se vediamo la descrizione di questi fenomeni troviamo:

Danni considerevoli. Scoperchiamento di tetti; distruzione di case prefabbricate; ribaltamento di camion; sradicamento di grossi alberi; sollevamento di auto da terra

Esattamente corrispondente con quanto avvenuto.

E’ anomala una tromba d’aria F2 in Italia? Per prima cosa, quella registrata a Taranto in Novembre era una F3, dunque molto piu’ potente (come nella scala Mercalli, il passaggio da un livello all’altro e’ esponenziale). Notate come parli indistintamente di tromba d’aria o tornado, il fenomeno e’ esattamente lo stesso solo che ci si riferisce al primo caso quando si hanno i livelli piu’ bassi della scala Fujita.

Come detto nell’articolo precedente, in passato si sono registrati in Italia fenomeni anche molto piu’ intensi di questi di cui stiamo parlando. Per darvi qualche esempio: 1957: F4 nell’Oltrepo’ Pavese, 1970: F4 nel Padovano, 2001: F3 in Brianza, 2009: F3 a Treviso e, ovviamente, 2012: F3 a Taranto. Senza dubbio, il fenomeno piu’ distruttivo avvenuto in Italia, questo si piu’ unico che raro, e’ quello che colpi’ Treviso nel 1930. Si tratto’ dell’unico caso di tornado F5 in Italia e costo’ la vita a 23 persone.

Ricapitolando, la tromba d’aria che ha colpito l’Emilia e’ classificata come F2 nella scala Fujita. La potenza, il luogo, il periodo e le condizioni meteo sono del tutto compatibili con il fenomeno avvenuto e non presentano nessun aspetto di eccezionalita’. Non vorrei sembrare cinico in questo discorso, dal momento che ci sono stati dei feriti, oltre ovviamente a notevoli danni economici. E’ importante pero’ analizzare in dettaglio quanto avvenuto senza lasciarsi trasportare dalle emozioni o, peggio ancora, cercare di speculare su quanto avvenuto.

La zona colpita e’ nuovamente quella in cui e’ avvenuto il terremoto. E’ importante capire che fenomeni di questo tipo possono avvenire, sono stati registrati in passato e, probabilmente, ci saranno anche in futuro, speriamo ovviamente senza danni. Su molti articoli, si parla anche dell’importante grandinata registrata sempre in quelle ore. Anche qui, il periodo, prima o dopo l’aestate, e’ propizio per fenomeni di questo tipo, esattamente per lo stesso motivo visto parlando di trombe d’aria, scontro di correnti a temperatura molto diversa.

Come se non bastasse, su molti siti si enfatizza il fatto che il giorno successivo e’ stato registrato un terremoto M3 vicino a quelle zone. Questi sono fenomeni del tutto scorrelati tra loro. Tra l’altro, nei giorni scorsi, sono state registrate diverse scosse nella zona e, proprio per questo motivo, i geologi pensano ad una fratturazione della linea di faglia che non risce ad accumulare energia elastica. Se questo fosse vero, come si pensa, la nuova conformazione del terreno, creata a seguito degli eventi di maggio, ha dato luogo a faglie molto frastagliate che dunque scaricano sempre poca energia senza accumularla. Detto in parole semplici, il terreno scarica l’energia di volta in volta, senza accumularla e dunque evitando il ripetersi di fenomeni di alta magnitudo. Messa in questi termini, la notizia e’ molto positiva, meglio tanti piccoli sismi che un teremoto distruttivo.

 

”Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Attenzione, caduta ghiaccio!

28 Dic

Oggi e’ successo un fatto apparentemente strano in Marocco. Stando a quanto riportato dai giornali, nella regione di Hrira un contadino avrebbe ritrovato nel suo campo un grosso blocco di ghiaccio proveniente dal cielo e che nella caduta avrebbe prodotto un piccolo cratere nel terreno. Il primo giornale che ha pubblicato la notizia e’ stato Euronews:

Marocco, caduta ghiaccio

Come potete leggere, si parla di un meteorite di ghiaccio proveniente niente poco di meno che dallo spazio. Inutile dirvi come sulla rete si sia scatenato il solito via vai di notizie catastrofiste. Secondo alcuni si tratta di un fatto straordinario e non spiegabile dalla scienza, secondo altri, si tratterebbe proprio di un segnale della natura che si sta ribellando all’uomo.

Una foto della criometeora caduta in Marocco

Una foto della criometeora caduta in Marocco

Prima di passare a conclusioni affrettate  cerchiamo di capire di cosa si tratta.

Prima di tutto c’e’ da dire che fenomeni di questo tipo sono gia’ accaduti in passato. L’origine di questo blocco di ghiaccio non e’ affatto spaziale.

Prima di andare oltre, capiamo subito questo punto. Se l’oggetto provenisse dallo spazio, nel passaggio con la nostra atmosfera subirebbe un forte attrito che aumenterebbe molto la sua temperatura. Poiche’ stiamo parlando di ghiaccio, capite bene che per arrivare a Terra con queste dimensioni, il diametro originale dovrebbe essere molto piu’ grande.

In realta’, questo fenomeno e’ di per se noto alla scienza e viene indicato con il nome di Magacriometeore. In passato, si confondevano questi blocchi di ghiaccio con chicchi di grandine. Successivamente pero’ si osservarono cadute di criometeore anche in assenza di nubi.

Come sappiamo bene, per avere grandine e’ necessario che siano presenti cumulonembi. Anche nel caso del Marocco, le fonti sono concordi che non erano presenti strutture temporalesche e che il cielo era completamente terso.

Se non e’ grandine, come si originano le criometeore?

La risposta a questa domanda non e’ completamente nota alla scienza. Ci siamo imbattuti in un fenomeno non ancora capito a fondo, ma sul quale ci sono diverse ipotesi possibili. La piu’ probabile tra queste, vedrebbe le criometeore formarsi nella tropopausa. La variazione repentina dei parametri ambientali, potrebbe causare la formazione di questi blocchi di ghiaccio che poi sotto l’azione della forza di gravita’ cadono a Terra. Secondo la meteorologia, questi fenomeni dovrebbero essere abbastanza frequenti, ma affinche’ il blocco riesca a raggiungere il terreno senza sciogliersi, il ghiaccio deve avere un peso abbastanza elevato.

In letteratura sono riportati diversi episodi di questo tipo. Fate pero’ attenzione ad una cosa. Il fenomeno delle megacriometeore non deve essere confuso con la caduta di blocchi di ghiaccio staccati dagli aerei di linea.

Cerchiamo di capire meglio questo punto.

A causa della basse temperature, possono formarsi blocchi di ghiaccio piu’ o meno estesi sulle ali degli aerei. Molto spesso, in fase di atterraggio, l’innalzamento della temperatura dovuta all’abbassamento di quota, puo’ far staccare questi blocchi che possono arrivare fino a terra. In questo contesto, molti episodi sono stati registrati infatti in zone vicine agli aeroporti e sottostanti le normali rotte commerciali.

Una delle differenze principali tra le criometeore e i blocchi provenienti dagli aerei e’ nel colore del ghiaccio. Mentre nel primo caso si tratta di ghiaccio “pulito” e bianco, nel secondo si evidenzia una colorazione bluastra dovuta ai disinfettanti e ai solventi utilizzati nella pulizia dei velivoli.

Tornando dunque alle criometeore, capite bene che anche questo nome e’ in realta’ improprio. Non si tratta di oggetti provenienti dallo spazio, ma dalla tropopausa. Il nome “meteore” venne inserito alle prime osservazioni del fenomeno dal momento che questi oggetti, a causa del cratere lasciato in terra, erano stati confusi con meteoriti.

Per quanto riguarda le dimensioni, sono stati trovati blocchi con pesi variabili tra il mezzo kilogrammo e i due quintali. Il caso piu’ eclatante e’ proprio di una criometeora rinvenuta in Brasile e dal peso di ben 220 Kg.

Per completezza, vi riporto anche qualche articolo di giornale degli anni passati, con esempi analoghi accaduti in Italia:

Repubblica 2007

Corriere 2008

Come potete facilmente immaginare, la caduta di un blocco di ghiaccio, se avviene in una zona popolata, puo’ causare danni materiali a macchine ed abitazioni, sperando ovviamente che non finisca sulla testa di un ignaro passante.

Concludendo, il fenomeno delle magacriometeore non e’ ancora del tutto spiegato dalla scienza. I punti fermi sono che non si tratta di fenomeni spaziali, ma molto probabilmente generati nella nostra tropopausa. Fenomeni analoghi a quello accaduto in Marocco sono stati registrati in diverse parti del mondo, anche negli anni passati. Dunque, nessun fatto straordinario e’ accaduto in Marocco e assolutamente non e’ da vedere come un segnale premonitore di qualcosa che potrebbe accadere.

 

 

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