En kolonneapparat, også kaldet en kontinuerlig destillator, patentdestillator eller Coffey-destillator (Coffey still), er en type destillator bestående af to kolonner. Kolonnedestillatorer kan producere råsprit (95 %).
Den første kolonne (kaldet analysatoren) i en kolonnedestillator har damp stigende opad og mæsk strømmende nedad gennem flere niveauer. Den anden kolonne (kaldet rektifikatoren) transporterer alkoholen fra mæsken, hvor den cirkulerer, indtil den kan kondensere ved den ønskede styrke.
En kolonnedestillator er et eksempel på fraktioneret destillation, idet den giver en snæver fraktion af de destillerbare komponenter. Denne teknik anvendes ofte i kemisk syntese; i dette tilfælde er den del af destillatoren, der står for adskillelsen, en fraktioneringskolonne.
En kontinuerlig destillator kan, som navnet antyder, opretholde en konstant destillationsproces. Dette, sammen med evnen til at producere en højere alkoholkoncentration i det endelige destillat, er dens største fordel i forhold til en pot still, som kun kan arbejde i batcher. Kontinuerlige destillatorer tilføres forvarmet væske et sted i kolonnen. Varme (normalt i form af damp) tilføres ved bunden af kolonnen. Aftappet (næsten alkoholfri) væske fjernes ved bunden, mens alkoholholdig spiritus kondenseres efter at være steget til toppen af kolonnen.
Kolonnedestillatorer anvendes ofte i produktionen af grain whisky og er den mest anvendte type destillator i produktionen af bourbon og andre amerikanske whiskyer. Destillation med kolonnedestillator er den traditionelle metode til fremstilling af Armagnac, selv om destillation med pot still også er tilladt. Anvendelsen af kolonnedestillatorer til destillation af cognac er forbudt, selv om de må bruges til andre typer brandy; ligeledes skal maltbaseret skotsk whisky destilleres i en pot still. Destillation med kolonnedestillatorer er tilladt for Calvados AOC og Calvados Domfrontais, mens Calvados Pays d'Auge AOC skal destilleres med pot still.
Kolonnedestillatorer fungerer som en række enkeltstående pot stills, dannet i et langt lodret rør. Røret er fyldt med enten porøs pakning eller perforerede plader. Den opstigende damp, som har lav alkoholprocent, begynder at kondensere i de køligere, højere niveauer af kolonnen. Temperaturen i hvert højere trin er lidt lavere end i det foregående, så dampen i ligevægt med væsken i hvert trin gradvist bliver mere beriget med alkohol. Mens en enkelt pot still fyldt med vin kan give damp med 40–50 % alkohol, kan en kolonnedestillator opnå en alkoholprocent på 96 %; en azeotrop blanding af alkohol og vand. Yderligere berigelse er kun mulig ved at fjerne det resterende vand med andre metoder, såsom hydrofile kemikalier eller azeotrop destillation, eller ved brug af en kolonne med 3A molekylesigter, såsom 3A zeolit.
I begyndelsen af 1800-tallet bidrog en række forskellige forskere, ingeniører og forretningsfolk til udviklingen af forskellige typer kontinuerlige destillationsapparater. Flere af disse tidlige udviklere var franske, ansporet af en præmie udlovet af Napoleon for at forbedre udviklingen og fermenteringen af sukkerroer, med det formål at reducere afhængigheden af britisk import. Disse tidlige franske destillatorer var velegnede til produktion af vin, men utilstrækkelige til behandling af de faste reststoffer i whisky-mæsk. Disse franske konstruktioner blev senere videreudviklet og forbedret af irske, britiske og tyske bidragydere, så de kunne anvendes til destillation af whisky og andre væsker. Kolonnedestillatoren kaldes også "la Colonne Belge" eller den belgiske kolonne, fordi den først blev introduceret og anvendt kommercielt i Flandern, Belgien i 1828. Blandt de vigtigste bidragydere var:
I 1805 udviklede Jean‐Édouard Adam et diskontinuerligt apparat til fraktioneret destillation.
I 1806 udviklede Bérard en enhed, der muliggjorde delvis kondensation.
Arbejdet fra Adam og Bérard fokuserede på to centrale principper:
I 1813 byggede Jean‐Baptiste Cellier‐Blumenthal (1768–1840) videre på og kombinerede disse idéer og patenterede den første kontinuerligt fungerende destillationskolonne. Denne destillator havde en kedel som en pot still, men erstattede den traditionelle arm og kølespiral med en lodret kolonne med perforerede plader. Selvom mange detaljer senere blev forbedret, dannede konceptet grundlaget for fremtidige kolonnedestillatorer. I 1820 flyttede han til Koekelberg i Bruxelles, Belgien, hvor han udførte de første eksperimenter med sin kolonne. Belgierne begyndte kort efter at destillere med hans design.
I 1817 patenterede den tyske Heinrich Pistorius en destillator til fremstilling af alkohol fra kartoffelmos. Denne producerede spiritus med en alkoholprocent på ca. 60–80 % og blev anvendt i Tyskland frem til 1870’erne.
Sir Anthony Perrier (1770–1845) var operatør af Spring Lane Distillery (Glen Distillery) i Cork, Irland fra 1806. I 1822 patenterede han en af Europas første kontinuerlige whisky-destillatorer. Apparaturet indeholdt et system af skillevægge, som lod mæsken flyde kontinuerligt over varme med øget kontakt mellem damp- og væskefaserne. Derudover indeholdt destillatoren plader svarende til moderne bobleplader. Dette øgede mængden af drikkelig alkohol, der kunne opsamles.
I 1823 flyttede Jean-Jacques St. Marc til England, hvor han forsøgte at etablere et destilleri til kartoffelbrandy. Projektet mislykkedes, men han videreudviklede et kontinuerligt destillationsapparat og fik patent i 1827. Det blev senere anvendt med succes i flere regioner.
I 1828 patenterede skotten Robert Stein en kontinuerlig destillator, hvor mæsken blev ført gennem en række sammenkoblede beholdere. Denne metode var mere brændstofeffektiv, men krævede stadig hyppig rengøring og gav ikke fuldt rektificeret spiritus.
I 1830 patenterede ireren Aeneas Coffey det to-kolonne kontinuerlige destillationsapparat, som bærer hans navn, og som i dag findes udbredt i destillationsindustrien. Destillatoren gjorde det muligt at producere alkoholisk spiritus med et ethanolindhold på over 90 %, selv om moderne versioner kan nå omkring 95 %.
Uddannet ved Dublins Trinity College havde Coffey rig mulighed for at studere mange forskellige destillatortyper gennem sit arbejde som punktafgiftsinspektør ved destillerier i et kvart århundrede.
Coffeys tidlige konstruktioner, baseret på modifikationer af Cellier-Blumenthal-destillatoren, var ikke succesfulde. Da de var fremstillet af jern, blev de angrebet af syrer i det varme destillat, hvilket resulterede i en spiritus af lav kvalitet. Hans endelige design, som integrerede elementer fra Perrier, Fournier og Saint Marc, viste sig derimod at være en succes.
I sin patentansøgning hævdede Coffey, at hans design indeholdt tre nye forbedringer i forhold til tidligere konstruktioner:
Derudover introducerede designet perforerede plader som si-strukturer til kontakt mellem damp og væske.
Denne nye kontinuerlige destillationsmetode producerede whisky langt mere effektivt end traditionelle pot stills, uden behov for rengøring efter hver batch.
Da datidens stempeldrevne dampmaskiner ikke kunne levere damp ved tilstrækkeligt høj temperatur og tryk, tog det noget tid, før Coffey-destillatoren blev dominerende i industrien. Med teknologiske fremskridt, især introduktionen af dampregulatorer i 1852, blev den dog udbredt i alkoholproduktion i Europa og Amerika. Den mødte dog modstand i den irske whiskyindustri, som dengang var førende globalt, da man anså spiritus med høj alkoholstyrke for at have en ringere smagsprofil end destillat fra pot stills.
Inden for fem år efter patentet havde Coffey modtaget så mange ordrer, at han kunne etablere virksomheden Aeneas Coffey & Sons i London, som stadig eksisterer i dag under navnet John Dore & Co Limited. Han lukkede Dock Distillery fire år senere og dedikerede sig fuldt ud til at bygge og installere destillatorer for andre destillerier.
