Waterijs voor keizer Nero

De oude Grieken en Romeinen wisten al hoe ze dranken moesten koelen. En misschien slaagden ze er ook al in om ijs te maken.

KOELMACHINES BESTAAN PAS sinds de negentiende eeuw, maar ijskoud voedsel in de zomer stamt al van voor het begin van de jaartelling. Volgens hardnekkige verhalen at al de Romeinse keizer Nero (37-68 n.Chr.) waterijsjes. Dertien eeuwen later zou de ontdekkingsreiziger Marco Polo ijsrecepten uit China hebben meegenomen naar Venetië. In de zeventiende eeuw zou de Engelse koning Charles I zijn gasten hebben getrakteerd op een soort roomijs, een exclusief dessert dat zo goed beviel dat Charles zijn kok vroeg het recept geheim te houden.

Maar historische bewijzen hiervoor bestaan niet. Wellicht het oudste bewijs voor de consumptie van roomijs dateert uit 1813, toen de vrouw van de Amerikaanse president Madison het gerecht serveerde tijdens het inauguratiebal voor haar man.

Maar koeling is wel zo oud als de geschiedenis. De oude Grieken en Romeinen gebruikten sneeuw en natuurijs om dranken te bereiden, maar ook om zich te wassen voor de maaltijd. De schrijver Petronius, hoveling van Nero, schrijft er over in zijn zedenschets Satyricon (,,slavenjongens die sneeuwwater over onze handen gieten'').

Hun sneeuw en ijs haalden de Grieken en Romeinen uit de bergen. Zij sloegen het op in ijshuizen, deels ondergrondse, geïsoleerde kelders waar het gedurende lange tijd goed bleef. Zulke ijshuizen hebben in heel Europa bestaan, ook in Nederland. De oudste vermelding (2900 v.Chr.) van een `koudehuis' komt uit Ur in Mesopotamië, maar een bewijs dat hier daadwerkelijk ijs werd bewaard is er niet. In de koudere streken van Europa kon het ijs 's winters ook uit rivieren worden gezaagd. Deze praktijken hebben tot in de twintigste eeuw bestaan, tot de komst van de moderne koelkast het overbodig maakte.

Maar alleen natuurijs is niet genoeg om water te bevriezen, want de temperatuur daarvan is niet laag genoeg. Wat helpt, is zout. Door het toevoegen van zout aan een mengsel van water en ijs is het in theorie mogelijk een temperatuur te bereiken van 22 graden Celsius onder nul.

Deze temperatuurdaling is te verklaren door de fase-overgang van vaste stof (ijs) naar vloeistof (water). IJs smelt bij nul graden. Tijdens deze fase-overgang blijft de temperatuur constant, doordat de overgang van vast naar vloeibaar energie vergt. Deze energie komt van de (warmere) omgeving.

Wie zout toevoegt aan het smeltende ijswatermengsel, zorgt ervoor dat dit sneller gaat smelten, vandaar ook dat Rijkswaterstaat zout strooit bij gladheid. Voor dit versterkte smeltproces is extra warmte-energie nodig uit de omgeving, die dus sneller afkoelt. Wie hier `omgeving' vervangt door een glas water dat in het smeltende mengsel is geplaatst, krijgt een glas ijs. In een Italiaans geschrift uit 1530 (Problemata Aristoteles, van Marco Antonio Zimara) wordt al melding gemaakt van het koelen met sneeuw en zout. Overigens is het simpelweg koelen van water door er zout aan toe te voegen ook mogelijk.

Deze `vriesmixen' zijn voorzover bekend het eerst gebruikt in de zestiende eeuw. De oplossingen bestonden in die tijd gewoonlijk uit water en salpeter, maar ook keukenzout was niet ongewoon. In Parijs zouden in die tijd 1.630 limonadiers geweest zijn die gekoelde dranken verkochten.

Koelen is ook mogelijk door verdamping. De Egyptenaren zouden het principe van koelen in poreus aardewerk hebben uitgevonden. Zij deden wijn in kruiken, en doordat kleine hoeveelheden drank door de wanden van het poreuze materiaal verdampten, werd de kruik in zijn geheel gekoeld. De koelte wordt veroorzaakt door de fase-overgang tussen vloeistof en gas. De energie die voor deze overgang nodig is, wordt aan de omgeving (en dus de kruik) onttrokken.

Veel meer dan een temperatuurdaling van vijf graden zal in de praktijk zelden haalbaar blijken, ofschoon veel sterkere effecten geclaimd zijn, tot wel dalingen van 25 graden. Zaak is wel, dat de lucht in de omgeving droog is. Want verdamping treedt niet op wanneer de relatieve luchtvochtigheid 100 procent is. Op oude Egyptische tekeningen is te zien dat het verdampingsproces wordt aangemoedigd door wind te genereren met wapperende takken. In het antieke Perzië werd de koude woestijnwind gebruikt om ijs te maken. In ondiepe putjes werd water gedaan dat 'snachts in de wind bevroor. Zulke methoden werden nog in de negentiende eeuw in India gebruikt. De wanden van de putjes waren poreus. Het was dus niet alleen de kou, maar ook verdamping die voor ijs zorgde.

Bronnen:

R.J. Forbes: Studies in ancient technology

A.W. Reinink en J.G. Vermeulen: IJskelders, koeltechnieken van weleer

Pim Reinders: Een coupe speciaal