Misurare la pressione/depressione del distillatore

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Piergiorgio

Posted on 6/6/2015, 14:09

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Manometro con tubo ad acqua

Quando si debbono misurare pressioni molto piccole, nell’ordine di qualche millibar, possiamo utilizzare un manometro con tubo a acqua.

Il manometro con tubo ad acqua è costituito un tubo trasparente curvato ad U, nel quale si mette l’acqua. Si usa l’acqua per comodità, visto che facilmente reperibile e avente un peso specifico noto.
Un'estremità del tubo viene lasciata libera (aperta all'atmosfera), mentre l'altra viene collegata al punto dove misurare la pressione. In base alla pressione che ci sarà nell’apparecchio da misurare essa sposterà l’acqua contenuta nel tubo verso l'alto. La differenza di altezza dell’acqua tra i due rami, corrisponde alla differenza di peso tra le due colonne di liquido, quindi questa differenza ci dice esattamente la pressione (o depressione) presente nell’apparecchio.
Utilizzando quindi l’acqua come fluido l’altezza H (vedi immagine sotto riportata)

ci da direttamente la pressione in millimetri di colonna d’acqua (mm.c.a.)

1 millimetro di colonna d’acqua corrisponde a :
0,001 m.c.a. (metri di colonna d’acqua);
9,806 Pa (Pascal)
0,009806 KPa (Chilo Pascal)
0,09806 mmbar (millibar o millesime parti del bar )
0,00009806 bar
0,0000968 atm (atmosfere)

Piergiorgio

Posted on 6/6/2015, 15:25

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Oggi con l’estrazione in corrente di vapore della camomilla ho misurato la pressione che si genera nell’alambicco durante il suo funzionamento

Ho realizzato un manometro con tubo ad acqua come quello citato qui sopra nel post, dato che essendo il mio alambicco un sistema aperto, ossia in diretto contatto con l’atmosfera, la pressione generata è verosimilmente molto bassa.

Ho preso un tubo in pvc siliconico trasparente e l’ho fissato ad una base in legno, in maniera da formare un tubo a U.

Si hanno quindi due estremità, una da collegare all’alambicco dove si vuole misurare la pressione del vapore generato, e l’altra lasciata libera.

Ho poi riempito in parte il tubo ad U e colorato l’acqua all’interno con del colorante verde alimentare. La colorazione dell’acqua è solo per rendere più visibili i peli liberi dell’acqua da misurare.

Ho quindi collegato il manometro a tubo d’acqua ad un’attacco libero del coperchio del mio alambicco ed iniziato la distillazione.

Premetto che io ho il sistema di raffreddamento del vapore realizzato con la serpentina in rame inserita a bagno dentro un recipiente d’acqua.
Una volta che il vapore acque si è raffreddato e trasformato di nuovo in liquido (idrolato).

Per far fuoriuscire l’idrolato dalla serpentina il vapore dovrà esercitare una certa pressione, che sarà pari all’altezza tra il fondo della pentola e il punto più alto della serpentina.

Come potete vedere nel mio caso quest’altezza è pari a 25 centimetri.

Dopo circa 15 minuti di distillazione ho notato che la differenza di quota tra le due colonne di liquido nel manometro a tubo rimanevano stabili ... quindi il sistema è a regime.

Ho misurato la differenza di quota, ed ho visto che siamo a 29,5 centimetri, che corrispondono a 295 millimetri.

Fin qui ci siamo, perchè 25 centimetri di pressione devo vincerli per sollevare l’idrolato dalla serpentina, ed i restanti 4,5 centimetri sono praticamente le perdite di pressione che il vapore incontra lungo la serpentina in rame e i raccordi vari per collegarla al coperchio dell’alambicco.

Come possiamo vedere la pressione generata nell’alambicco è molto ma molto bassa, pari a 295 mm.c.a., quindi, pari a 2,9 chilo Pascal.

Poi ho anche misurato la temperatura del vapore dell’alambicco durante l’estrazione, per mezzo di un termometro digitale ad alta precisione, ed è stata pari a 100,3 °C.

Il vapore ha una temperatura superiore a 100 °C a cui siamo abituati in un sistema aperto (pila di acqua che bolle sul fornello).
Questo piccolo aumento di temperatura è dovuta alla pressione che si è realizzata nell’alambicco.

Questo esperimento ha voluto dimostrare che le pressioni generate all'interno dei nostri alambicchi sono veramente piccole, ed altrettanto piccole sole le temperature che si avranno al di sopra dei classici 100°C.

In effetti poi, se vogliamo dirla tutta, entra in gioco la pressione atmosferica esterna nel far variare la temperatura di ebollizione dell'acqua (tensione al vapore).

L'acqua a livello del mare bolle a 100°C (quando l'aria è si 20°C).
Essa bollirà prima con l'aumentare della quota rispetto al livello del mare.
In montagna, ad esempio, bollirà a temperature minori.
Ma anche rimanendo nella stessa località l'acqua può bollire a temperature leggermente diverse. Questo dipende dalla pressione che l'aria esercita sull'acqua ... quando il tempo è brutto l'acqua bolle prima (pressioni barometriche più basse).

Gattamartina

Posted on 6/6/2015, 21:57