Grundläggande destillationsteori
Kokpunkter, fraktionering, thumpers, plattor/bottnar
Den enklaste destillationsapparaten kallas potstill eller enkelpanna, ett kokkärl där man kokar mäsken och någon slags kylare som leder iväg och kondenserar ångorna. Det som kondenseras och tas tillvara kallas destillat eller produkt. Vid en sådan destillation lämnas jästrester och det mesta av vattnet kvar i kokkärlet medans alkoholen förångas och tas tillvara. Ganska mycket vatten samt även finkel följer ändock med.
Ren etanols kokpunkt är 78,3 grader, och vattens 100 grader. Mäsk som främst är en blandning av vatten och etanol får en kokpunkt någonstans mellan etanolen och vattnets kokpunkt. Ju mer vatten desto högre kokpunkt och vice versa. Ett vanligt missförstånd är att mäsken skall värmas till 78,3 grader, men då kokar den inte ens så förångningen blir oerhört långsam och destillationen skulle ta flera dagar (I en plastbrännare som är en "göm och glöm" apparat görs det dock på liknande vis).
Ångan från en vätska bestående av ämnen med olika kokpunkt innehåller mer av det ämnena med lägre kokpunkt (etanol), medans ämnen med högre kokpunkt (vatten) lämnas kvar i högre grad.
Om man exempelvis kokar en mäsk på 10% så kommer ångan att hålla 53%. Om man skulle samla just den produkten och koka den igen så skulle ångan från den 53% produkten hålla 80%.
Man kan alltså fraktionera spriten till högre procent genom att koka mäsken, och sen koka produkten från det.

En snabbare metod är att använda "thumpers". Då seriekopplar man flera kokkärl för att göra dessa fraktioneringar i ett enskilt kok. Detta är väldigt populärt vid just romtillverkning (mörk rom), eftersom man då vanligtvis vill fraktionera spriten mer än vid exempelvis whiskytillverkning (företrädesvis av single malt typ) där man använder sig av en enkelpanna (potstill). Här kan du se en typisk småskalig rompanna. I det fallet kokar man alltså spriten 3 gånger, vilket motsvarar 3 plattor eller bottnar (första plattan är när ångan lämnar mäsken i första kokkärlet).

När man tillverkar vodka eller neutral sprit så fraktionerar man spriten mycket mer än så, för att få bort all finkel måste man uppnå 95,6%, den högsta styrkan som går att nå då etanol och vatten bildar en azeotrop.

I de gigantiska kolonner som tillverkar den neutrala sprit man kan köpa på bolaget (hit kan man även räkna gin, som i princip är en smaksatt neutral sprit) så bygger man i princip en massa "thumpers" på varandra i ett stort rör (kolonn) där varje thumper har en platå där det ligger vätska. Ånga underifrån leds in i denna väska för att den ska kondenseras och sen återigen förångas med en högre procent och färdas uppåt till nästa platå. En kolonn för vodka har normalt kring 10-20 plattor, eller platåer.
Man kan alltså använda en kolonn med 3-5 plattor för att tillverka rom. Eller 2-5 plattor för att tillverka whiskey (av irländsk/amerikansk typ).
Även om det är fullt möjligt att tillverka en kolonn med plattor för hemmabruk, så önödigt komplicerat och onödigt ineffektivt. Plattor passar sig bra i industriell miljö då de är lätt att rengöra och köra kontinuerligt under lång tid, men offrar en del när det kommer till effektivitet i förhållande till höjd på kolonnen. Det är inget problem inom industrin med enorma kolonner utomhus, men för hobbydestillatören tillkommer problem som takhöjd osv.


Packad kolonn, reflux, teoretiska plattor
En mycket enklare samt även effektivare väg är att använda en "packad" kolonn. Den vanligaste packningen är skurbollar i rostfritt stål (mer om packningsmaterial längre ner i texten). Principen här är att man låter ångan komma i kontakt med så mycket anläggningsyta som möjligt. När ångan kondenseras mot en anläggningsyta så kommer den att fraktioneras när den förångas. Det är fortfarande samma princip som en thumper, men här är varje thumper bara en liten yta av packningen som en minimal mängd vatten och etanol kan fastna på, och förångas ifrån, istället för att ha en hel hink.

Men om man bara kör en massa etanolånga genom kolonnfyllningen så kommer dessa omkok inte att ske. En del etanol kommer att kondensera på fyllningen, men det finns inget som skapar ett utbyte mellan ånga och kondenserad vätska. Därför sätter man längst upp i kolonnen en kylare som kondenserar delar av ångan så att det faller ner genom packningen. Denna fallande vätska kallas för reflux. Det skapar en kedjereaktion genom hela kolonnen där varm ånga hela tiden möter en något kallare packning och är grunden i alla effektiva kolonnbrännare.

Hur stor andel som skickas tillbaka ner i kolonnen som reflux och hur stor andel som tas ut som produkt kallas refluxratio. Till exempel betyder en refluxratio på 5:1 att fem droppar går tillbaka som reflux för varje droppe som tas ut som produkt.
Hur hög refluxratio som krävs för att uppnå neutral sprit hänger ihop med packningens effektivitet och kolonnlängden, en kortare kolonn kräver högre refluxratio för att uppnå samma fraktionering som en längre kolonn, och en effektivare packning möjliggör en kortare kolonn utan att tumma på effektiviteten.
Lite exempel med siffror från Farbror Plasts Platecalculator kommer längre ner för att försöka förklara detta resonemang.

Ångan från en vätska bestående av ämnen med olika kokpunkt innehåller mer av det ämnet med lägre kokpunkt (etanol), så för varje kondensering och förångning i packningen lämnas lite av ämnet med högre kokpunkt (vatten) kvar i packningen som vätska för att rinna neråt medans etanolångan fortsätter uppåt i renare form.
Temperaturen följer samma kurva. Ångan från 10% mäsken håller 53% är 93 grader varm när den kommer till packningen. Högre procent betyder lägre temperatur, till exempel håller 80 procentig ånga en temperatur på 79.5 grader.
Då ångan med lägre alkoholhalt och högre temperatur stiger uppåt och möter en kallare omgivning kondenserar den mot packningen. Då varmare ånga hela tiden stiger nerifrån värms kondensatet upp igen och lämnar ifrån sig en ånga som har något högre procent och lägre temperatur.

Det finns inga tydligt definierade plattor i packningen, eftersom det är en gradvis förändring genom den packade kolonnen. Därför talar man istället om "HETP" (Height Equivalent to a Theoretical Plate) alltså hur hög en packad kolonn behöver vara för att motsvara en teoretisk platta. För skurbollar motsvarar en platta ungefär 7-13 cm kolonn. Vilket gör att en 1m hög kolonn packad med skurbollar motsvarar ungefär 10 platåer i en platåbyggd kolonn, eller 10 seriekopplade thumpers. Eller att man kokar sin sprit i en enkel potstill, och sen kokar produkten man får ut igen, och upprepar proceduren totalt 10 gånger.


Platecalculator
Platecalculator.exe av FarbrorPlast är ett program där man genom att fylla i olika variabler kan se samband mellan teoretiska bottnar, refluxratio och hur detta påverkar fraktioneringen. fraktionering.

För att ta ett exempel från programmet:

Power: 1500 w
(Kokkärlet matas med 1,5 kW.)

Strength in boiler: 14%
(kokkärlet fyllt med 14% mäsk.)

Number of plates: 15
(1,5 meter lång kolonn fylld med skurbollar som vi vet har en HETP på ca 10 cm, därmed 15 teoretiska plattor i kolonnen.)

Reflux ratio: 5
(Om kokkärlet matas med 1,5 kW bildas konstant ca 6,5 kg ånga per timme. Tar vi ut strax över 1 kg produkt per timme betyder det att ca 5 kg måste gå tillbaka som reflux, därmed en refluxratio på 5:1. För att programmet skall fungera måste man fylla i detta i denna ordning. För att ändra till annan uttagshastighet ändra refluxration tills programmet visar rätt "product amount" i rutan märkt "Result:")

Vi får då se alkoholstyrka och temperatur vid varje teoretisk platta, i detta exempel blir det som följer:

Om dere ser på oversikten under så virker det å være enorme utslag på renhet på spriten basert på temperaturen