เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์หรือที่เรียกว่าเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องเครื่อง กลั่น แบบจดสิทธิบัตรหรือเครื่องกลั่นแบบคอฟฟีย์ เป็น เครื่องกลั่นชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยคอลัมน์ สองคอลัมน์ เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์สามารถผลิตสุรากลั่นบริสุทธิ์ (95% ABV ) ได้

คอลัมน์แรก (เรียกว่าตัววิเคราะห์) ในคอลัมน์ยังคงมีไอน้ำขึ้นและน้ำล้างไหลลงผ่านหลายระดับ^{[ 1 ]}คอลัมน์ที่สอง (เรียกว่าตัวปรับสภาพ) จะนำแอลกอฮอล์จากน้ำล้าง^{[ 2 ]}ซึ่งจะไหลเวียนจนกว่าจะสามารถควบแน่นได้ที่ความเข้มข้นที่ต้องการ

เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์เป็นตัวอย่างหนึ่งของการกลั่นแบบแยกส่วนเนื่องจากให้ผลผลิตเป็นส่วนประกอบที่สามารถกลั่นได้เพียงส่วนน้อย เทคนิคนี้มักใช้ในการสังเคราะห์ทางเคมีในกรณีนี้ ส่วนประกอบของเครื่องกลั่นที่รับผิดชอบในการแยกส่วนคือคอลัมน์ แยกส่วน

เครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องนั้น ตามชื่อที่บ่งบอก สามารถรักษาขั้นตอนการกลั่นได้อย่างต่อเนื่อง นี่คือข้อได้เปรียบหลักของเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่อง เมื่อเทียบกับเครื่องกลั่นแบบหม้อ ซึ่งทำงานได้เฉพาะเป็นชุดๆ เท่านั้น โดยสามารถผลิตแอลกอฮอล์ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าในผลิตภัณฑ์กลั่นขั้นสุดท้าย เครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องจะเติมของเหลวที่อุ่นไว้ล่วงหน้าลงในจุดใดจุดหนึ่งของคอลัมน์ ความร้อน (โดยปกติอยู่ในรูปของไอน้ำ) จะถูกส่งไปยังฐานของคอลัมน์ ของเหลวที่ปราศจากแอลกอฮอล์ (เกือบจะไม่มีแอลกอฮอล์) จะถูกแยกออกที่ฐาน ในขณะที่สุราที่มีแอลกอฮอล์จะควบแน่นหลังจากเคลื่อนตัวไปยังด้านบนของคอลัมน์

เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์มักใช้ในการผลิตวิสกี้จากธัญพืชและเป็นเครื่องกลั่นประเภทที่ใช้กันมากที่สุดในการผลิตเบอร์เบินและวิสกี้อเมริกันอื่นๆ การกลั่นด้วยเครื่องกลั่นแบบคอลัมน์เป็นวิธีการดั้งเดิมในการผลิตอาร์มาญักแม้ว่าจะอนุญาตให้กลั่นด้วยเครื่องกลั่นแบบหม้อได้ก็ตาม การใช้เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ในการกลั่นคอนญั กเป็นสิ่งต้องห้าม แม้ว่าจะสามารถใช้กับ บรั่นดีประเภทอื่นๆ ได้เช่นเดียวกับวิสกี้สกอตช์มอลต์ที่ต้องกลั่นในเครื่องกลั่นแบบหม้อ การกลั่นด้วยเครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ได้รับอนุญาตสำหรับคาลวาโดส AOC และคาลวาโดสโดมฟรอนเตส์ ส่วนคาลวาโดส เปย์ส ดอจ AOC ต้องกลั่นด้วยเครื่องกลั่นแบบหม้อเท่านั้น

เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ทำงานคล้ายกับ เครื่องกลั่นแบบหม้อเดี่ยวหลายๆ เครื่องเรียงกันเป็นท่อแนวตั้งยาว ท่อนี้บรรจุด้วยวัสดุพรุนหรือแผ่นฟองอากาศ ไอน้ำที่ลอยขึ้นซึ่งมีแอลกอฮอล์ต่ำจะเริ่มควบแน่นในระดับที่เย็นกว่าและสูงกว่าของคอลัมน์ อุณหภูมิของแต่ละระดับที่สูงขึ้นไปเรื่อยๆ จะต่ำกว่าระดับก่อนหน้าเล็กน้อย ดังนั้นไอน้ำที่อยู่ในสมดุลกับของเหลวในแต่ละระดับจึงมีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์มากขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่เครื่องกลั่นแบบหม้อเดี่ยวที่บรรจุไวน์อาจให้ไอน้ำที่มีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ 40–50% เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์สามารถให้ไอน้ำที่มีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ได้ถึง 96% ซึ่งเป็น ส่วนผสม อะซีโอโทรปิกของแอลกอฮอล์และน้ำ การเพิ่มความเข้มข้นต่อไปทำได้โดยการดูดซับน้ำที่เหลืออยู่โดยใช้วิธีอื่นๆ เช่น สารเคมี ที่ชอบน้ำหรือการกลั่นแบบอะซีโอโทรปิกหรือคอลัมน์ของตะแกรงโมเลกุล 3A เช่นซีโอไลต์ 3A ^{[ 3 ] [ 4 ]}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1800 นักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักธุรกิจหลายคนได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาอุปกรณ์การกลั่นแบบต่อเนื่องที่หลากหลาย นักพัฒนารุ่นแรกๆ หลายคนเป็นชาวฝรั่งเศส ซึ่งได้รับแรงกระตุ้นจากรางวัลที่นโปเลียน มอบให้ เพื่อปรับปรุง การพัฒนาและการหมัก หัวบีทน้ำตาลเพื่อลดการพึ่งพาการนำเข้าจากอังกฤษ^{[ 5 ]}เครื่องกลั่นแบบฝรั่งเศสรุ่นแรกๆ เหล่านี้เหมาะสำหรับการผลิตไวน์ แต่มีข้อบกพร่องในการประมวลผลของแข็งที่เหลืออยู่ในส่วนผสมวิสกี้^{[ 6 ]}การออกแบบของฝรั่งเศสเหล่านี้ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงเพิ่มเติมโดยผู้มีส่วนร่วมชาวไอริช อังกฤษ และเยอรมันหลายคน เพื่อให้สามารถใช้ในการกลั่นวิสกี้และของเหลวอื่นๆ ได้^{[ 5 ]}เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ยังเรียกว่า "la Colonne Belge" หรือคอลัมน์เบลเยียม เนื่องจากมีการนำมาใช้ครั้งแรกในเชิงพาณิชย์ในฟลานเดอร์ส ประเทศเบลเยียม ในปี 1828 ผู้มีส่วนร่วมที่โดดเด่น ได้แก่:

ในปี พ.ศ. 2348 Jean‐Édouard Adamได้พัฒนาอุปกรณ์การกลั่นแยกส่วนแบบไม่ต่อเนื่อง^{[ 5 ]}

ในปี พ.ศ. 2349 เบราร์ดได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ช่วยให้เกิดการควบแน่นบางส่วน^{[ 5 ]}

งานของ Adam และ Bérard มุ่งเน้นไปที่หลักการสำคัญสองประการ: ^{[ 5 ]}

1. การเพิ่มความเข้มข้นของส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำในไอน้ำที่ลอยขึ้น
2. การเพิ่มความเข้มข้นของไอน้ำโดยการควบแน่นบางส่วนและการไหลย้อนกลับเข้าไปในเครื่องกลั่น

ในปี ค.ศ. 1813 ฌอง-แบปติสต์ เซลลิเยร์-บลูเมนท์ฮาล (ค.ศ. 1768-1840) ได้พัฒนาและผสมผสานแนวคิดเหล่านี้ และจดสิทธิบัตรคอลัมน์กลั่นแบบต่อเนื่องเครื่องแรก^{[ 5 ]}เครื่องกลั่นนี้มีหม้อกลั่นแบบหม้อ แต่ได้เปลี่ยนแขนท่อและท่อระบายความร้อนแบบดั้งเดิมด้วยคอลัมน์แนวตั้งที่ทำจากแผ่นเจาะรู^{[ ​​7 ]}แม้ว่ารายละเอียดหลายอย่างของคอลัมน์ของเซลลิเยร์-บลูเมนท์ฮาลจะได้รับการปรับปรุงในภายหลัง แต่แนวคิดทั่วไปก็เป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบคอลัมน์กลั่นในอนาคต^{[ 5 ]}ในปี ค.ศ. 1820 เขาได้ย้ายไปที่โคเคิลเบิร์กในบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียม ซึ่งเขาได้ทำการทดลองครั้งแรกกับคอลัมน์กลั่นของเขา ชาวเบลเยียมเริ่มกลั่นด้วยการออกแบบของเขาในไม่ช้าหลังจากนั้น เนื่องจากพวกเขาต้องการสร้างนวัตกรรมในโรงกลั่นของพวกเขา

ในปี ค.ศ. 1817 ไฮน์ริช พิสโตริอุส ชาวเยอรมัน ได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นเพื่อกลั่นแอลกอฮอล์จากมันฝรั่งบด^{[ 5 ]}เครื่องกลั่นของพิสโตริอุสผลิตสุราที่มีปริมาณแอลกอฮอล์ประมาณ 60-80% และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วประเทศเยอรมนีจนถึงช่วงปี ค.ศ. 1870 ^{[ 5 ]}

เซอร์ แอนโทนี เพอร์ริเยร์ (1770–1845) เป็นผู้ดำเนินการโรงกลั่นสปริงเลน (โรงกลั่นเกล็น) ในเมืองคอร์ก ประเทศไอร์แลนด์ ตั้งแต่ปี 1806 ในปี 1822 เขาได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นวิสกี้แบบต่อเนื่องเครื่องแรกๆ ของยุโรป เครื่องกลั่นนี้มีโครงสร้างเป็นเขาวงกตของแผ่นกั้น ซึ่งช่วยให้ส่วนผสมไหลผ่านความร้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปและต่อเนื่อง ทำให้มีการสัมผัสระหว่างไอและของเหลวของสารกลั่นมากขึ้น นอกจากนี้ เครื่องกลั่นยังมี "แผ่นกั้น" คล้ายกับถาดฟองอากาศในปัจจุบัน^{[ 5 ]}ซึ่งหมายความว่าส่วนผสมที่หมักแล้วเพียงเล็กน้อยจะได้รับความร้อนในปริมาณมากที่สุด จึงทำให้ปริมาณแอลกอฮอล์ที่ดื่มได้เพิ่มขึ้น^{[ 8 ]}

ในปี ค.ศ. 1823 ฌอง-ฌาคส์ แซงต์-มาร์ค ศัลยแพทย์สัตวแพทย์ชาวฝรั่งเศสซึ่งประจำอยู่ในคณะทำงานส่วนตัวของนโปเลียน ได้ย้ายไปอังกฤษเพื่อหานักลงทุนสำหรับ "บริษัทโรงกลั่นสิทธิบัตร" ของเขา ซึ่งจะทำการกลั่นบรั่นดีมันฝรั่ง บริษัทได้สร้างโรงกลั่นขึ้นที่วอกซ์ฮอลล์ เรียกว่าโรงกลั่นเบลมอนต์ แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จ^{[ 9 ]}ในช่วงเวลานั้น แซงต์-มาร์คได้ทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่อง ในปี ค.ศ. 1827 เขาได้รับสิทธิบัตรและย้ายกลับไปฝรั่งเศส^{[ 10 ]}ต่อมาเครื่องกลั่นนี้ถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในอังกฤษ ไอร์แลนด์ และหมู่เกาะเวสต์อินดีส์^{[ 10 ] [ 11 ]}

ในปี ค.ศ. 1828 โรเบิร์ต สไตน์ ชาวสก็อต ได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องที่ป้อน "น้ำหมัก" ผ่านหม้อที่เชื่อมต่อกันหลายชุด การเคลื่อนที่ของลูกสูบถูกใช้เพื่อทำให้น้ำหมักกลายเป็นไอและป้อนเข้าไปในกระบอกสูบแนวนอนซึ่งแบ่งออกเป็นช่องต่างๆ โดยใช้ผ้า^{[ 6 ] [ 12 ]}เครื่องกลั่นของสไตน์มีประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับเครื่องกลั่นแบบหม้อแบบดั้งเดิม และเป็นเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องเครื่องแรกที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ในสกอตแลนด์ โดยถูกนำไปใช้ที่โรงกลั่น Kirkliston (1828), Cameron Bridge (1830), Yoker (1845) และ Glenochil (1845) ^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเครื่องกลั่นนี้ไม่สามารถดูดน้ำมันฟิวเซลที่มีกลิ่นฉุนออกไปได้ สุราที่ผลิตได้จึงไม่บริสุทธิ์มากนัก และยังต้องหยุดบ่อยครั้งเพื่อทำความสะอาด^{[ 6 ]}

ในปี ค.ศ. 1830 ชาวไอริชชื่อAeneas Coffeyได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องสองคอลัมน์ซึ่งใช้ชื่อของเขา โดยเครื่องกลั่นประเภทนี้เป็นที่แพร่หลายในอุตสาหกรรมการกลั่นในปัจจุบัน^{[ 7 ]}เครื่องกลั่นนี้ทำให้สามารถผลิตสุราที่มีปริมาณเอทานอลมากกว่า 90% ได้ แม้ว่าเครื่องกลั่นรุ่นใหม่ในปัจจุบันจะสามารถผลิตได้ประมาณ 95% ^{[ 7 ]}

คอฟฟีย์ ได้รับการศึกษาที่วิทยาลัยทรินิตี้ ในดับลิน และมีโอกาสมากมายที่จะได้สังเกตการออกแบบเครื่องกลั่นสุราทุกรูปแบบ เนื่องจากเขาเคยทำงานเป็นเจ้าหน้าที่จัดเก็บภาษีสรรพสามิตโรงกลั่นสุราเป็นเวลาหนึ่งในสี่ศตวรรษ

การออกแบบในช่วงแรกของ Coffey ซึ่งอิงจากการดัดแปลงเครื่องกลั่น Cellier-Blumenthal นั้นไม่ประสบความสำเร็จ^{[ 7 ]}เนื่องจากทำจากเหล็ก จึงถูกกรดในน้ำกลั่นร้อนกัดกร่อน ส่งผลให้ได้สุราคุณภาพต่ำ^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม การออกแบบขั้นสุดท้ายของเขา ซึ่งรวมเอาองค์ประกอบการออกแบบจาก Perrier, Fournier และ Saint Marc เข้าไว้ด้วยกัน กลับประสบความสำเร็จ^{[ 6 ]}

ในคำขอสิทธิบัตรของเขา Coffey อ้างว่าการออกแบบของเขามีการปรับปรุงใหม่ 3 ประการเหนือการออกแบบก่อนหน้านี้: ^{[ 13 ]}

1. การบังคับให้ของเหลวไหลผ่านท่อขนาดเล็กอย่างรวดเร็ว ในช่วงเวลาที่ของเหลวกำลังได้รับความร้อนและก่อนที่จะถึงจุดเดือด
2. ทำให้สารซักล้างหลังจากสัมผัสกับไอระเหยแล้ว ไหลเป็นลำต่อเนื่องไม่ขาดตอนผ่านแผ่นโลหะจำนวนมากที่มีวาล์วติดตั้งอยู่
3. วิธีการตรวจสอบว่าสารละลายที่ใช้ล้างนั้นหมดแอลกอฮอล์แล้วหรือไม่ โดยใช้อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในที่นี้หรืออุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งทำให้ไอระเหยที่จะทดสอบผ่านกระบวนการวิเคราะห์หรือการทำให้บริสุทธิ์ และถูกกำจัดส่วนที่เป็นน้ำออกไปมากก่อนที่จะนำไปทดสอบ

นอกจากนี้ การออกแบบยังนำถาดเจาะรูมาใช้เป็นโครงสร้างตะแกรงสำหรับการสัมผัสระหว่างไอและของเหลว^{[ 5 ]}

วิธีการกลั่นแบบต่อเนื่องใหม่นี้ผลิตวิสกี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าหม้อกลั่น แบบดั้งเดิม [ ^{14 ] โดย}ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดหลังจากผลิตแต่ละชุด^{[ 15 ]}

เนื่องจากเครื่องจักรไอน้ำแบบลูกสูบในสมัยนั้นไม่สามารถป้อนไอน้ำที่มีอุณหภูมิ/ความดันสูงที่จำเป็นให้กับเครื่องกลั่นได้ จึงต้องใช้เวลาสักระยะกว่าที่เครื่องกลั่นแบบคอฟฟีย์จะครองอุตสาหกรรม^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำตัวควบคุมไอน้ำมาใช้ในปี พ.ศ. 2495 เครื่องกลั่นแบบคอฟฟีย์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแอลกอฮอล์ทั่วทั้งยุโรปและอเมริกา^{[ 6 ]}แม้ว่าจะเห็นการต่อต้านภายในอุตสาหกรรมวิสกี้ไอริช ซึ่งในขณะนั้นเป็นกำลังสำคัญในการผลิตวิสกี้ทั่วโลก โดยพวกเขาถือว่าสุราที่มีความเข้มข้นสูงมีรสชาติด้อยกว่าสุรากลั่นแบบหม้อกลั่นที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า^{[ 7 ]}

ภายในห้าปีหลังจากได้รับสิทธิบัตร คอฟฟีย์มีคำสั่งซื้อมากพอที่จะก่อตั้งบริษัท Aeneas Coffey & Sons ในลอนดอน ซึ่งบริษัทนี้ยังคงดำเนินกิจการอยู่จนถึงปัจจุบันภายใต้ชื่อ John Dore & Co Limited เขาปิดโรงกลั่น Dock Distillery ในอีกสี่ปีต่อมา และอุทิศเวลาทั้งหมดให้กับการสร้างและติดตั้งเครื่องกลั่นในโรงกลั่นของผู้อื่น

• หม้อกลั่น
• การกลั่นแบบแบทช์

• คอฟฟีย์ยังคงอยู่