คอลัมน์นิ่ง
อุปกรณ์ที่ใช้ในการกลั่นส่วนผสมของเหลวประกอบด้วยคอลัมน์สองคอลัมน์
คำอธิบาย:
A. เครื่องวิเคราะห์*
B. วงจรเรียงกระแส*
1. การล้าง
2. ไอ
3. ของเหลวออก
4. ไอแอลกอฮอล์
5. รีไซเคิลส่วนประกอบที่ระเหยได้น้อย
6. ส่วนประกอบที่ระเหยได้มากที่สุด
7. คอนเดนเซอร์ *คอลัมน์ทั้งสองได้รับการอุ่นล่วงหน้าด้วยไอน้ำ

เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์เรียกอีกอย่างว่า เครื่อง กลั่นแบบต่อเนื่องเครื่องกลั่นแบบสิทธิบัตรหรือเครื่องกลั่นแบบคอฟฟีย์ เป็น เครื่องกลั่นประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยคอลัมน์ สอง คอลัมน์ เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์สามารถผลิตสุรากลั่นที่มีปริมาตร 95 % ABV

คำอธิบาย

คอลัมน์แรก (เรียกว่าเครื่องวิเคราะห์) ในคอลัมน์ยังคงมีไอน้ำลอยขึ้นและน้ำล้างไหลลงมาผ่านหลายระดับ[1]คอลัมน์ที่สอง (เรียกว่าเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า) จะนำแอลกอฮอล์จากการล้าง[2]ซึ่งจะหมุนเวียนจนกว่าจะควบแน่นได้ในความเข้มข้นที่ต้องการ

คอลัมน์กลั่นเป็นตัวอย่างหนึ่งของการกลั่นแบบเศษส่วนโดยให้ส่วนประกอบที่กลั่นได้เป็นเศษส่วนที่แคบ เทคนิคนี้มักใช้ในการสังเคราะห์ทางเคมี ในกรณีนี้ ส่วนประกอบของเครื่องกลั่นที่ทำหน้าที่แยกสารคือคอลัมน์แยกส่วน

เครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องสามารถกลั่นได้อย่างต่อเนื่องตามชื่อของมัน ข้อดีหลักเมื่อเทียบกับเครื่องกลั่นแบบหม้อคือสามารถผลิตแอลกอฮอล์ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าได้ ซึ่งเมื่อรวมกับความสามารถในการผลิตแอลกอฮอล์ในสารกลั่นขั้นสุดท้าย เครื่องกลั่นแบบต่อเนื่องจะเติมของเหลวที่อุ่นไว้ล่วงหน้าที่จุดใดจุดหนึ่งในคอลัมน์ ความร้อน (โดยปกติจะอยู่ในรูปของไอน้ำ) จะถูกส่งไปยังฐานของคอลัมน์ ของเหลวที่แยกส่วน (ซึ่งไม่มีแอลกอฮอล์) จะถูกดึงออกที่ฐาน ในขณะที่สุราที่มีแอลกอฮอล์จะควบแน่นหลังจากเคลื่อนตัวไปยังด้านบนของคอลัมน์

เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์มักใช้ในการผลิตวิสกี้ธัญพืชและเป็นเครื่องกลั่นประเภทที่นิยมใช้มากที่สุดในการผลิตเบอร์เบินและวิสกี้อเมริกันชนิดอื่น การกลั่นด้วยเครื่องกลั่นแบบคอลัมน์เป็นวิธีดั้งเดิมในการผลิตอาร์มาญัคแม้ว่าจะอนุญาตให้กลั่นด้วยหม้อกลั่นก็ตาม การใช้เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ในการกลั่นคอนยัคนั้นห้ามใช้ แม้ว่าจะสามารถใช้กลั่นบรั่นดี ชนิดอื่นได้ ก็ตามวิสกี้มอลต์สก็อตช์จะต้องกลั่นด้วยหม้อกลั่น การกลั่นด้วยเครื่องกลั่นแบบคอลัมน์ได้รับอนุญาตสำหรับCalvados AOC และ Calvados Domfrontais ส่วน Calvados Pays d'Auge AOC จะต้องกลั่นด้วยหม้อกลั่น

ความแตกต่างระหว่างหม้อกลั่นและเครื่องกลั่นคอลัมน์

เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์มีลักษณะเหมือน เครื่องกลั่นแบบหม้อเดี่ยวหลายเครื่องที่ขึ้นรูปเป็นท่อแนวตั้งยาว ท่อบรรจุด้วยแผ่นบรรจุที่มีรูพรุนหรือแผ่นฟองอากาศ ไอระเหยที่ลอยขึ้นซึ่งมีแอลกอฮอล์ต่ำจะเริ่มควบแน่นในคอลัมน์ที่เย็นกว่าและสูงกว่า อุณหภูมิของแต่ละขั้นที่สูงขึ้นตามลำดับจะต่ำกว่าขั้นก่อนหน้าเล็กน้อย ดังนั้น ไอระเหยที่สมดุลกับของเหลวในแต่ละขั้นจะมีแอลกอฮอล์เข้มข้นมากขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่เครื่องกลั่นแบบหม้อเดี่ยวที่บรรจุไวน์อาจให้ไอระเหยที่มีแอลกอฮอล์เข้มข้น 40–50% เครื่องกลั่นแบบคอลัมน์สามารถให้ปริมาณแอลกอฮอล์ในไอระเหย 96% ซึ่งเป็นส่วนผสม ของแอลกอฮอล์และน้ำ แบบอะซีโอโทรปิกการเสริมความเข้มข้นเพิ่มเติมทำได้โดยการดูดซับน้ำที่เหลือโดยใช้วิธีอื่น เช่น สารเคมีที่ชอบน้ำหรือการกลั่นแบบอะซีโอโทรปิกหรือคอลัมน์ของตะแกรงโมเลกุล 3A เช่นซีโอไลต์ 3A [3] [4]

ประวัติศาสตร์

ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และนักธุรกิจหลายคนได้ร่วมกันพัฒนาเครื่องกลั่นต่อเนื่องแบบต่างๆ ผู้พัฒนาในยุคแรกๆ หลายคนเป็นชาวฝรั่งเศส ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากรางวัลที่นโปเลียน มอบให้ เพื่อปรับปรุงการพัฒนาและการหมักหัวบีทน้ำตาล เพื่อลดการพึ่งพาการนำเข้าจากอังกฤษ[5]เครื่องกลั่นของฝรั่งเศสในยุคแรกๆ เหมาะสำหรับการผลิตไวน์ แต่ขาดประสิทธิภาพในการแปรรูปของแข็งที่เหลือจากมอลต์วิสกี้[6]นักออกแบบชาวไอริช อังกฤษ และเยอรมันหลายคนได้พัฒนาและปรับปรุงเครื่องกลั่นเหล่านี้เพิ่มเติม เพื่อให้สามารถใช้ในการกลั่นวิสกี้และของเหลวอื่นๆ ได้[5]เสานี้ยังคงเรียกอีกอย่างว่า "la Colonne Belge" หรือเสาเบลเยียม เนื่องจากได้รับการแนะนำและนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกในแฟลนเดอร์ส ประเทศเบลเยียม ในปี 1828 ผู้สร้างผลงานที่มีชื่อเสียง ได้แก่:

ฌอง-เอดูอาร์ อาดัม

ในปี พ.ศ. 2348 ฌอง-เอดูอาร์ อดัมได้พัฒนาเครื่องกลั่นเศษส่วนแบบไม่ต่อเนื่อง[5]

ไอแซค เบอราร์ด

ในปี พ.ศ. 2349 เบราร์ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดการควบแน่นบางส่วนได้[5]

ฌ็อง-บัปติสต์ เซลลิเยร์-บลูเมนธาล

งานของ Adam และ Bérard มุ่งเน้นไปที่หลักการสำคัญสองประการ: [5]

  1. การเพิ่มความเข้มข้นขององค์ประกอบที่มีจุดเดือดต่ำในไอที่ลอยขึ้น
  2. การเพิ่มความเข้มข้นของไอโดยการควบแน่นบางส่วนและการไหลย้อนเข้าไปในเครื่องกลั่น

ในปี ค.ศ. 1813 Jean-Baptiste Cellier-Blumenthal (ค.ศ. 1768–1840) ได้พัฒนาและผสมผสานแนวคิดเหล่านี้เข้าด้วยกัน และจดสิทธิบัตรคอลัมน์กลั่นแบบทำงานต่อเนื่องเป็นแห่งแรก[5]คอลัมน์นี้ยังคงมีหม้อกลั่นแบบหม้อต้ม แต่ได้แทนที่แขนไลน์แบบเดิมและตัวระบายความร้อนด้วยคอลัมน์แนวตั้งที่มีแผ่นเจาะรู[7]แม้ว่ารายละเอียดหลายอย่างของคอลัมน์ของ Cellier-Blumenthal จะได้รับการปรับปรุงในช่วงหลังๆ แต่แนวคิดทั่วไปก็คือการจัดเตรียมพื้นฐานสำหรับการออกแบบคอลัมน์กลั่นในอนาคต[5]ในปี ค.ศ. 1820 เขาย้ายไปที่เมือง Koekelberg ในกรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียม ซึ่งเขาได้ทดลองกับคอลัมน์กลั่นของเขาเป็นครั้งแรก ชาวเบลเยียมเริ่มกลั่นโดยใช้การออกแบบของเขาไม่นานหลังจากนั้น เนื่องจากพวกเขาต้องการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ ในโรงกลั่นของตน

ไฮน์ริช พิสตอริอุส

ในปีพ.ศ. 2360 ไฮน์ริช พิสตอริอุส ชาวเยอรมันได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นสำหรับกลั่นแอลกอฮอล์จากมันฝรั่งบด[5]พิสตอริอุสยังคงผลิตสุราที่มีปริมาณแอลกอฮอล์ประมาณ 60-80% และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเยอรมนีจนถึงช่วงทศวรรษปี พ.ศ. 2413 [5]

เซอร์ แอนโธนี่ เปอริเออร์

เซอร์แอนโธนี เพอร์ริเออร์ (1770–1845) เป็นผู้ดำเนินการโรงกลั่นสปริงเลน (โรงกลั่นเกลน) ในเมืองคอร์ก ประเทศไอร์แลนด์ ตั้งแต่ปี 1806 ในปี 1822 เขาได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นวิสกี้แบบต่อเนื่องเครื่องแรกของยุโรป เครื่องกลั่นมีผนังกั้นแบบเขาวงกต ซึ่งช่วยให้น้ำกลั่นไหลผ่านความร้อนได้อย่างต่อเนื่องและค่อยเป็นค่อยไป โดยทำให้เฟสไอและของเหลวของเหล้ากลั่นสัมผัสกันมากขึ้น นอกจากนี้ เครื่องกลั่นยังมี "แผ่นกั้น" ซึ่งคล้ายกับถาดฟองอากาศสมัยใหม่[5]ซึ่งหมายความว่า "น้ำกลั่น" ที่หมักในปริมาณเล็กน้อยจะได้รับความร้อนมากที่สุด จึงทำให้ปริมาณแอลกอฮอล์ที่ดื่มได้เพิ่มขึ้น[8]

ฌอง-ฌาค แซงต์ มาร์ก

ในปี 1823 ฌอง-ฌัก แซงต์ มาร์ก ศัลยแพทย์สัตวแพทย์ชาวฝรั่งเศสที่สังกัดในทีมงานส่วนตัวของนโปเลียน ย้ายไปอังกฤษ ซึ่งเขาพยายามหาผู้ลงทุนใน "บริษัทกลั่นสิทธิบัตร" ของเขา ซึ่งทำหน้าที่กลั่นบรั่นดีมันฝรั่ง บริษัทได้สร้างโรงกลั่นที่วอกซ์ฮอลล์ เรียกว่า โรงกลั่นเบลมองต์ แต่ล้มเหลว[9]ในช่วงเวลาดังกล่าว แซงต์ มาร์กได้พัฒนาเครื่องกลั่นแบบต่อเนื่อง ในปี 1827 เขาได้รับสิทธิบัตร และย้ายกลับไปฝรั่งเศส[10]ต่อมาเครื่องกลั่นดังกล่าวก็ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในอังกฤษ ไอร์แลนด์ และหมู่เกาะเวสต์อินดีส[10] [11]

โรเบิร์ต สไตน์

ในปี 1828 ชาวสก็อตแลนด์ โรเบิร์ต สไตน์ ได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นต่อเนื่องที่ป้อน "น้ำล้าง" ผ่านหม้อที่เชื่อมต่อกันหลายใบ จังหวะลูกสูบถูกใช้เพื่อทำให้น้ำล้างกลายเป็นไอและป้อนลงในกระบอกสูบแนวนอนซึ่งแบ่งออกเป็นช่องต่างๆ โดยใช้ผ้า[6] [12]สไตน์ยังคงมีประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับหม้อกลั่นแบบดั้งเดิม และเป็นเครื่องกลั่นต่อเนื่องเครื่องแรกที่นำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ในสกอตแลนด์ โดยพบการใช้งานที่โรงกลั่น Kirkliston (1828), Cameron Bridge (1830), Yoker (1845) และ Glenochil (1845) [6]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเครื่องกลั่นไม่อนุญาตให้ดูดน้ำมันฟิวเซลที่มีกลิ่นฉุนออก สุราที่ผลิตขึ้นจึงไม่ได้รับการปรับสภาพอย่างมากและยังต้องหยุดบ่อยครั้งเพื่อทำความสะอาด[6]

เอเนียส คอฟฟีย์

ในปี พ.ศ. 2373 ชาวไอริชชื่อAeneas Coffeyได้จดสิทธิบัตรเครื่องกลั่นแบบสองคอลัมน์ต่อเนื่องที่ใช้ชื่อของเขา ซึ่งปัจจุบันมีเครื่องกลั่นรุ่นต่างๆ มากมายในอุตสาหกรรมการกลั่น[7]เครื่องกลั่นรุ่นดังกล่าวยังคงสามารถผลิตสุราที่มีปริมาณเอธานอลมากกว่า 90% ได้ แม้ว่ารุ่นที่ทันสมัยจะผลิตได้ประมาณ 95% ก็ตาม[7]

Coffey สำเร็จการศึกษาจากTrinity College ในเมืองดับลิน ทำให้เขามีโอกาสมากมายในการสังเกตการออกแบบเครื่องกลั่นทุกประเภท เนื่องจากเคยทำงานเป็นเจ้าหน้าที่เก็บภาษีสรรพสามิตของโรงกลั่นมานานกว่า 25 ปี

การออกแบบในช่วงแรกของ Coffey ซึ่งดัดแปลงมาจากเครื่องกลั่น Cellier-Blumenthal ไม่ประสบความสำเร็จ[7]เนื่องจากเครื่องกลั่นทำจากเหล็ก จึงถูกกรดในสารกลั่นที่ร้อนทำลาย ทำให้สุรามีรสชาติไม่ดี[7]อย่างไรก็ตาม การออกแบบขั้นสุดท้ายของเขา ซึ่งผสมผสานองค์ประกอบการออกแบบจาก Perrier, Fournier และ Saint Marc ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จ[6]

โรงกลั่น Coffey จากKilbeggan Distilleryในมณฑล Westmeath ประเทศไอร์แลนด์

ในใบสมัครสิทธิบัตรของเขา Coffey อ้างว่าการออกแบบของเขามีการปรับปรุงใหม่สามประการจากการออกแบบก่อนหน้า: [13]

  1. การบังคับให้น้ำซักผ่านท่อหรือท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ๆ อย่างรวดเร็ว ในระหว่างที่กำลังรับความร้อนและก่อนที่จะถึงอุณหภูมิเดือด
  2. ทำให้การซักล้างหลังจากสัมผัสกับไอน้ำไหลเป็นกระแสต่อเนื่องไม่หยุดชะงักผ่านแผ่นโลหะจำนวนมากที่มีวาล์ว
  3. วิธีการตรวจสอบว่าน้ำยาซักฟอกได้ระบายแอลกอฮอล์ออกหรือไม่โดยใช้เครื่องมือที่อธิบายไว้ในที่นี้หรือเครื่องมือที่คล้ายคลึงกัน โดยที่ไอที่ต้องการทดสอบจะต้องผ่านกระบวนการวิเคราะห์หรือแก้ไข และต้องเอาส่วนที่เป็นน้ำออกเกือบหมดก่อนจะส่งไปทดสอบ

นอกจากนี้ การออกแบบยังได้นำถาดเจาะรูมาใช้เป็นโครงสร้างตะแกรงสำหรับการสัมผัสของเหลวไอ[5]

วิธีการกลั่นต่อเนื่องแบบใหม่นี้ผลิตวิสกี้ได้อย่างมี ประสิทธิภาพมากกว่าหม้อกลั่น แบบดั้งเดิมมาก [14]โดยไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดหลังจากกลั่นแต่ละชุด[15]

เนื่องจากเครื่องจักรไอน้ำแบบลูกสูบในสมัยนั้นไม่สามารถป้อนไอน้ำที่มีอุณหภูมิและความดันสูงที่จำเป็นลงในหม้อกลั่นได้ จึงต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่งกว่าที่หม้อกลั่น Coffey จะเข้ามาครองตลาดอุตสาหกรรมนี้ได้[6]อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยี โดยเฉพาะการนำตัวควบคุมไอน้ำมาใช้ในปี พ.ศ. 2395 หม้อกลั่น Coffey ยังคงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแอลกอฮอล์ทั่วทั้งยุโรปและอเมริกา[6]แม้ว่าหม้อกลั่น Coffey จะพบการต่อต้านในอุตสาหกรรมวิสกี้ไอริช ซึ่งเป็นกำลังสำคัญในการผลิตวิสกี้ทั่วโลกในขณะนั้น โดยอุตสาหกรรมวิสกี้ไอริชถือว่าสุราที่มีความเข้มข้นสูงนั้นมีรสชาติด้อยกว่าหม้อกลั่นที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า[7]

ภายในเวลาห้าปีหลังจากได้รับสิทธิบัตร คอฟฟีย์ได้รับคำสั่งซื้อมากพอที่จะรับรองการก่อตั้งบริษัท Aeneas Coffey & Sons ในลอนดอน ซึ่งเป็นบริษัทที่ยังคงดำเนินกิจการอยู่ในปัจจุบันภายใต้ชื่อ John Dore & Co Limited สี่ปีต่อมา เขาปิด Dock Distillery และอุทิศเวลาทั้งหมดให้กับการสร้างและติดตั้งเครื่องกลั่นในโรงกลั่นของผู้อื่น

ดูเพิ่มเติม

อ้างอิง

  1. ↑ แอนดรูว์ จีเอช ลี; จอห์น เรย์มอนด์ พิกกอตต์; จอห์น อาร์. พิกกอตต์ (2003) การผลิตเครื่องดื่มหมัก (ฉบับที่ 2) นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์ Kluwer Academic/Plenum พี 276. ไอเอสบีเอ็น 978-0306477065-
  2. ^ "SPIR4110 - คำแนะนำทางเทคนิค: ขั้นตอนการผลิต: การกลั่นต่อเนื่อง". Hmrc.gov.uk . สืบค้นเมื่อ24 มีนาคม 2014 .
  3. ^ Burfield, David R.; Hefter, Glenn T.; Koh, Donald SP (1984). "ประสิทธิภาพของสารดูดความชื้นในการทำให้แห้งด้วยตัวทำละลายและรีเอเจนต์ 8. การทำให้แห้งด้วยคอลัมน์ตะแกรงโมเลกุลของเอธานอล 95%: การประยุกต์ใช้ไฮโกรมิเตอร์ในการวิเคราะห์ปริมาณน้ำในตัวทำละลาย" Journal of Chemical Technology and Biotechnology. Chemical Technology . 34 (4): 187–194. Bibcode :1984JCTBC..34..187B. doi :10.1002/jctb.5040340408.
  4. ^ Simo, Marian; Sivashanmugam, Siddharth; Brown, Christopher J.; Hlavacek, Vladimir (21 ตุลาคม 2009). "การดูดซับ/การคายน้ำและเอธานอลบนซีโอไลต์ 3A ในชั้นคงที่แบบอะเดียแบติก" Industrial & Engineering Chemistry Research . 48 (20): 9247–9260. doi :10.1021/ie900446v
  5. ^ abcdefghijk Kockmann, Norbert (12 กุมภาพันธ์ 2014). "200 ปีแห่งนวัตกรรมการกลั่นต่อเนื่อง" ChemBioEng Reviews . 1 : 40–49. doi : 10.1002/cite.201300092 .
  6. ^ abcdefg Ryan, Eric (2018). "Cork's Patent Stills: เรื่องราวที่ไม่เคยเล่ามาก่อน (ตอนที่ I)". Irish Whiskey Magazine . 5 : 40–41.
  7. ^ abcdef ทาวน์เซนด์, ไบรอัน (1998). โรงกลั่นที่สูญหายแห่งไอร์แลนด์สำนักพิมพ์ Neil Wilson ISBN 978-1897784365-
  8. ^ [1] การยื่นสิทธิบัตรของ Anthony Perriers - อุปกรณ์กลั่นที่ได้รับการปรับปรุง (หน้า 10)
  9. ^ บาร์ตัน, เฮนรี่ ดี (1830). "สัญญาที่ผิดกฎหมาย - จดหมายสิทธิบัตร" การวิเคราะห์คดีที่ตีพิมพ์ใน Law Journal Reports . 8 : 270–275
  10. ^ โดย Morewood, Samuel (1838). ประวัติศาสตร์ปรัชญาและสถิติของการประดิษฐ์และประเพณีของชาติต่างๆ ในสมัยโบราณและสมัยใหม่ในการผลิตและการใช้สุรา . หน้า 635.
  11. ^ แม็กไกวร์, อีบี (1973). วิสกี้ไอริช . ดับลิน: กิลล์และแมคมิลแลนISBN 9780717106042-
  12. ^ [2] สิทธิบัตรเดือนธันวาคม พ.ศ. 2371 สำหรับสไตน์
  13. ^ Rothery, EJ (23 สิงหาคม 2006). "Æneas Coffey (1780–1852)". Annals of Science . 23 : 53–71.
  14. ^ ประวัติความเป็นมาของวิสกี้และวิสกี้
  15. ^ ความแตกต่างระหว่างหม้อต้มกับหม้อต้มแบบมีเสาอธิบาย
  • คอฟฟี่ยังคง
ดึงข้อมูลจาก "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=คอลัมน์_นิ่ง&oldid=1241600706"