Famosa destilería japonesa aplica la tecnología de Vaisala al proceso tradicional de producción de shochu

En 1934, el padre del whisky japonés, Masataku Taketsuru, fundó Nikka Whiskey Distilling Co. Ltd en la ciudad de Yoichi, en el norte de Japón. Eligió Yoichi porque su clima es parecido al de Escocia, donde él mismo había aprendido a elaborar whisky. Se eligió Yoichi como marca actual y la ciudad está orgullosa de su popularidad en el extranjero como representante del whisky japonés.

La planta Nikka Whiskey Moji en el sur de Japón tiene una historia que se remonta a más de 100 años, ya que fue fundada en 1914 como la "Destilería Suzuki Shoten Dairi". Moji prosperó como puerto designado por el gobierno japonés para la exportación en la era Meiji. La planta de ladrillo rojo, aún existente, de estilo occidental, reflejaba el estado de la tecnología más moderna de la época. Después de varias fusiones, pasó a formar parte de Nikka Whiskey en 2006 como la principal planta de producción de Asahi Group Holdings para shochu, una bebida destilada tradicional japonesa. En los últimos años la planta produce no sólo shochu, sino también whisky y otras bebidas espirituosas. Como planta híbrida de Nikka Whisky, también produce sake crudo de alta calidad.

Delicado sabor a shochu: procesos y habilidades expertas del maestro destilador de shochu transmitidos de generación en generación

En la planta Nikka Whiskey Moji se producen varias variedades de auténtico shochu de cebada. Hay dos tipos de shochu: Otsu-rui y Kou-rui. El shochu Otsu-rui, que generalmente se elabora con un único método de destilación, presenta el sabor distintivo de sus materias primas. Por otro lado, el kou-rui shochu, que se elabora con un método de destilación continua, es conocido por su sabor sencillo. Ambos métodos de destilación se utilizaron originalmente para la producción de whisky.

El producto principal de la planta de whisky Moji de Nikka es el Kou-Otsu Konwa Shochu. Kou-Otsu Konwa Shochu es una mezcla de Otsu-rui shochu y Kou-rui shochu, para obtener un sabor más suave que es más fácil de combinar con una variedad de comidas. Sin embargo, esto requiere una mezcla cuidadosa de varios tipos diferentes de shochu sin procesar, lo que depende de una gestión muy atenta del proceso de fabricación.

"La hermosa fragancia de nuestro Otsu-rui shochu proviene principalmente del éster (componente fragante) producido a partir de la levadura", dice Iori Takahashi de Nikka Whiskey Moji Plant. "Tenemos que concentrarnos con mucho cuidado en cada paso, desde la elaboración del koji hasta la destilación. En particular, la temperatura de fermentación debe controlarse constantemente según las condiciones de fermentación, para crear un buen ambiente para la fermentación de la levadura.

El Sr. Takahashi señala que el proceso de producción de shochu implica el uso de materias primas vivas como el koji y una mezcla de koji y levadura. Por esta razón, incluso con una producción automatizada a gran escala, muchos pasos aún requieren las habilidades y los cinco sentidos de un destilador de Shochu experto. Además, la acumulación de conocimientos y retroalimentación es la clave para poder controlar con precisión las condiciones de producción de koji y la cantidad de agua añadida, de acuerdo con las fluctuaciones diarias de temperatura, humedad y otros factores ambientales externos. La pasión por la artesanía aún prospera en el proceso de automatización de última generación de la industria japonesa del shochu.
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Reemplazo del muestreo manual con medición continua en línea de la concentración de alcohol 

El refractómetro Vaisala se utiliza para detectar la concentración de alcohol (concentración) después de la destilación a presión reducida. Se instala a la salida del alambique de destilación donde se realiza la destilación y se mide la concentración en línea.

Es muy importante cronometrar cuidadosamente el momento exacto en el que se detiene la destilación en el proceso de producción de shochu, ya que su sabor es completamente diferente en las etapas temprana, media y tardía de la destilación. Así, no se debe perder el momento adecuado para conseguir el sabor deseado. Un retraso en la interrupción de la destilación tendrá un gran impacto en la calidad del shochu. Por otra parte, si se detiene la destilación demasiado pronto, su rendimiento alcohólico será insuficiente.

Antes de la introducción de la medición del índice de refracción en línea de la concentración de alcohol, se requerían varios análisis de muestreo de laboratorio justo antes de completar la destilación de cada lote. Por este motivo, el responsable debía permanecer en el lugar para trabajar cada vez que se acercaba el momento de detener la destilación. Este es un punto crucial en el proceso de destilación que, si no se maneja correctamente, puede resultar en un fracaso después del proceso de un mes de producción de koji, fermentación del puré de levadura y segunda fermentación. Las mediciones de muestreo, realizadas por personal diverso, afectan directamente la calidad del shochu y su concentración de alcohol. Estaba claro que un control numérico preciso y un seguimiento continuo proporcionarían una calidad constante. Sin embargo, esto requeriría un instrumento de alta precisión que pudiera manejar una amplia variedad de shochu crudo.

Descubriendo el refractómetro Vaisala

En 2020, Vaisala creó configuraciones de calibración específicas de cada producto para las concentraciones de alcohol de varios productos en la planta Nikka Whiskey Moji, basándose en los resultados de las mediciones del refractómetro de Vaisala. Sin embargo, hubo algunas dudas, porque el uso de un refractómetro para detectar la concentración de alcohol era un nuevo método de medición para la planta Nikka Whiskey Moji en ese momento.

"Cuando me lo explicaron por primera vez, sinceramente sentí que no había correlación entre el índice de refracción y la concentración de alcohol, por lo que la detección es difícil de lograr". dice el Sr. Takahashi. "Se dice que el 99% de los ingredientes contenidos en el shochu son agua y etanol. La calidad del shochu está determinada por el ingrediente fragante que contiene el 1% restante. Pensé que esta ligera diferencia del 1% tendría un gran impacto efecto sobre el índice de refracción, lo que hace imposible detectar el índice de refracción linealmente".

Después de que las pruebas de muestreo de Nikka y los datos de medición del refractómetro de Vaisala mostraran una clara correlación, se decidió instalar el refractómetro en la línea de proceso de Nikka para realizar pruebas. Los resultados de un mes de pruebas mostraron una correlación estable en las mediciones, lo que convenció al Sr. Takahashi de que el refractómetro de proceso en línea de Vaisala se puede instalar en su operación de proceso.

Además, la función de autolimpieza del prisma refractómetro de Vaisala se verificó mediante la ausencia de deterioro en la precisión durante la vida útil operativa del prisma, lo que también había sido una preocupación. "Si no hubiésemos podido confirmar la propiedad de autolimpieza, habríamos considerado introducir una limpieza CIP", afirma Takahashi. "Pero como eso no era necesario, pudimos mantener baja nuestra inversión de capital, lo que fue otro factor importante en nuestra decisión de integrar el refractómetro Vaisala en nuestro proceso".

Ventajas de la medición refractométrica en línea para la producción de shochu

• Mejoras en la eficiencia del muestreo y avances en la automatización 
  Tras pasar del análisis de muestras en laboratorio a la medición en línea, se identificaron claros beneficios en términos de calidad y coste. "El primer paso fue mejorar la eficiencia del trabajo de muestreo", dice Takahashi. "Al tomar muestras, la persona a cargo debe estar en el lugar unos 20 minutos antes de que se complete la destilación. Dado que se destilan dos lotes cada día, esto ha mejorado la eficiencia del trabajo a 20 minutos dos veces al día, o 40 minutos por día. Actualmente, Estamos controlando el proceso en función de los valores medidos con el refractómetro de Vaisala, lo que ha dado como resultado un proceso de terminación de la destilación casi completamente automatizado".
• Mejora de la consistencia de la calidad
  En términos del control de calidad, estándares claros para los valores medidos por el refractómetro han reducido las inconsistencias que surgían anteriormente cuando los trabajadores determinaban el momento de finalización de la destilación. Esto contribuyó a una calidad del producto más consistente y permitió verificar y analizar la calidad utilizando datos numéricos.
• Solución a medida para la aplicación 
  “Hemos recibido un excelente soporte de aplicación de Vaisala, lo que resultó en una solución de medición adaptada a nuestro proceso, y estamos planeando utilizar el refractómetro en línea en otras líneas de productos, por ejemplo, en shochu crudo nuevo y en destilación”, explica el Sr. Takahashi.
• Libre de mantenimiento
  Como el volumen de alcohol cambia constantemente, se producen muchas burbujas de aire y a menudo se producen fluctuaciones en el flujo de fluido durante el proceso de destilación. Esto da como resultado un entorno en el que generalmente es más probable que se produzcan errores de medición del revestimiento. Cuando en el pasado se intentó convertir los valores obtenidos de un medidor de flujo másico a densidad en la planta Nikka Whiskey Moji, los valores de concentración de alcohol convertidos eran inestables debido a las fluctuaciones en el caudal y las burbujas de aire en el líquido que salía del destilador. La experiencia les llevó a creer que las burbujas de aire y las fluctuaciones del caudal dificultarían la medición en línea.

"El refractómetro de Vaisala no se ve afectado por las burbujas de aire y los valores medidos son estables", comenta el Sr. Takahashi.

"La estabilidad de los valores medidos también es muy útil a la hora de configurar el control de la máquina." Durante los dos años transcurridos desde que comenzaron a utilizar el refractómetro de Vaisala, ha funcionado sin problemas, sin problemas, problemas repentinos o desviaciones que ocurran regularmente. "Analizamos las tendencias diarias en los valores de los componentes después de la destilación para asegurarnos de detectar el momento correcto de destilación", dice Takahashi. "Sin embargo, durante estos dos primeros años, los valores medidos en el proceso siempre han sido estables. Otro beneficio es que, dado que no ha habido problemas importantes durante la operación, no hay costos de funcionamiento".

La perspectiva del índice de refracción

"Creo que la medición del índice de refracción indica con precisión la correlación entre las variedades de shochu y el grado alcohólico", dice el Sr. Takahashi. "Estoy impresionado por el hecho de que el refractómetro puede utilizarse en múltiples aplicaciones, siempre que exista una correlación entre el índice de refracción y la sustancia que se va a medir."

Para continuar realizando mejoras diariamente, Vaisala continuará escuchando atentamente los comentarios de los clientes con respecto a la personalización de las configuraciones de calibración y pantallas de interfaz específicas del producto para una variedad de marcas, en preparación para una mayor expansión de las líneas. En el futuro se espera una mayor automatización en el ámbito de la alimentación y las bebidas para mejorar la rentabilidad y la higiene.

Hace mucho tiempo surgió una nueva cultura de destilación en Yoichi y Moji como resultado de la integración de la habilidad y la intuición del maestro destilador de shochu. Con la tecnología de medición de vanguardia de Vaisala, es posible que esto vuelva a suceder un siglo después. Esperamos que las tecnologías de medición de Vaisala continúen respaldando mejoras en una amplia gama de sectores, desde infraestructura hasta la vida cotidiana y la cultura.

Acerca del refractómetro Vaisala

Los refractómetros de proceso Vaisala Polaris se pueden utilizar para mediciones precisas de concentración de líquidos en línea en diversas industrias y aplicaciones. Los refractómetros están disponibles con certificación sanitaria 3-A y son ideales para procesamiento higiénico.

Los refractómetros Vaisala se pueden instalar en tanques o tuberías con un diámetro de 2,5 pulgadas o menos. El refractómetro se puede montar en diagonal, ya sea directamente en la esquina exterior del codo de una tubería o mediante una celda de flujo con una abrazadera sanitaria o una conexión Varivent®.

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