Una famosa distilleria giapponese applica la tecnologia Vaisala al tradizionale processo di produzione dello shochu

Nel 1934 il padre del whisky giapponese Masataku Taketsuru fondò la Nikka Whisky Distilling Co. Ltd nella città giapponese settentrionale di Yoichi. Scelse Yoichi perché il suo clima è simile a quello della Scozia, dove lui stesso aveva imparato a produrre il whisky. Yoichi è stato anche scelto come nome attuale del marchio e la città è orgogliosa della sua popolarità all'estero come rappresentante del whisky giapponese.

Lo stabilimento Nikka Whisky Moji nel sud del Giappone ha alle spalle una storia di oltre 100 anni, poiché venne costruito nel 1914 come "Suzuki Shoten Dairi Distillery". Moji prosperò come porto designato dal governo giapponese per l'esportazione nell'era Meiji. L'impianto in mattoni rossi progettato in stile occidentale, tuttora esistente, rifletteva lo stato della tecnologia all'avanguardia in quel momento. Dopo varie fusioni, nel 2006 è entrata a far parte di Nikka Whisky come principale impianto di produzione di Asahi Group Holdings per lo shochu, un tradizionale distillato giapponese. Negli ultimi anni lo stabilimento ha prodotto non solo shochu, ma anche whisky e altri liquori. Essendo uno stabilimento ibrido di Nikka Whisky, produce anche sake crudo di alta qualità.

Dietro il delicato sapore dello shochu si nascondono processi e competenze esperte del mastro distillatore di shochu, tramandati di generazione in generazione

Nello stabilimento di Nikka Whisky Moji vengono prodotte diverse varietà di autentici shochu d'orzo. Esistono due tipi di shochu: l'Otsu-rui e il Kou-rui. Lo shochu Otsu-rui, generalmente realizzato con un unico metodo di distillazione, presenta il distinto sapore delle sue materie prime. Il shochu Kou-rui, prodotto con un metodo di distillazione continua, è invece noto per il suo sapore semplice. Entrambi i metodi di distillazione erano originariamente utilizzati per la produzione di whisky.

Il prodotto principale dello stabilimento Nikka Whisky Moji è il Shochu Kou-Otsu Konwa.  Si tratta di una miscela di shochu Otsu-rui e Kou-rui, che presenta un sapore più delicato ed è più facile da abbinare a molte pietanze. Tuttavia, ciò richiede l'attenta miscelazione di diversi tipi di shochu non lavorati,  che si basa su una gestione molto attenta del processo di produzione.

"La meravigliosa fragranza del nostro shochu Otsu-rui proviene principalmente dall'estere (componente fragrante) prodotto dal lievito", afferma Iori Takahashi, dello stabilimento Nikka Whisky Moji. "Dobbiamo concentrarci molto attentamente durante ogni passaggio, dalla produzione del koji alla distillazione. In particolare, la temperatura di fermentazione deve essere costantemente controllata in base alle condizioni di fermentazione, al fine di creare un buon ambiente per la fermentazione del lievito. 

Sig. Takahashi sottolinea che il processo di produzione dello shochu prevede l'utilizzo di materie prime vive, come il koji e una miscela di koji e lievito. Per questo motivo, anche con una produzione automatizzata su larga scala, molti passaggi richiedono ancora le competenze e i cinque sensi di un abile distillatore di shochu. Inoltre, l'accumulo di conoscenze e feedback è la chiave per poter controllare con precisione le condizioni di produzione del koji e la quantità di acqua aggiunta, in base alle fluttuazioni giornaliere di temperatura, umidità e altri fattori ambientali esterni.  La passione per l'artigianato prospera ancora nel processo di automazione all'avanguardia dell'industria giapponese dello shochu.

Sostituzione del campionamento manuale con la misurazione in linea continua della concentrazione di alcol 

Il rifrattometro Vaisala viene utilizzato per rilevare la concentrazione di alcol (forza) dopo la distillazione a pressione ridotta. È installato all'uscita del dispositivo in cui viene eseguita la distillazione e viene misurata la concentrazione in linea.

Il momento esatto in cui la distillazione viene interrotta è molto importante nel processo di produzione dello shochu, poiché il suo sapore è completamente diverso nelle fasi iniziali, intermedie e finali della distillazione. Pertanto, non si deve mancare il momento adeguato per ottenere il sapore desiderato. Un ritardo nell'arresto della distillazione influirà notevolmente sulla qualità dello shochu. D'altra parte, se la distillazione viene interrotta troppo presto, la sua resa alcolica sarà insufficiente.

Prima dell'introduzione della misurazione in linea dell'indice di rifrazione della concentrazione di alcol, erano necessarie diverse  analisi di campionamento in laboratorio appena prima del completamento della distillazione su ciascun lotto. Per questo motivo, il responsabile doveva rimanere sul posto ogni volta che si avvicinava il momento dell'interruzione della distillazione. Questo è un punto cruciale nel processo di distillazione che, se non gestito correttamente, può portare a un fallimento dopo un mese di produzione del koji, fermentazione del mosto di lievito e seconda fermentazione. Le misurazioni del campionamento, condotte da personale vario, influiscono direttamente sulla qualità dello shochu e sulla sua concentrazione alcolica. Era chiaro che un controllo numerico di precisione e un monitoraggio continuo avrebbero fornito una qualità costante. Tuttavia, ciò avrebbe richiesto uno strumento di alta precisione in grado di gestire un'ampia varietà di shochu grezzi.

Alla scoperta del rifrattometro Vaisala

Nel 2020, Vaisala ha creato impostazioni di calibrazione specifiche del prodotto per le concentrazioni di alcol di diversi prodotti presso lo stabilimento Nikka Whisky Moji, sulla base dei risultati delle misurazioni del rifrattometro Vaisala. Tuttavia, vi fu qualche esitazione, poiché allora l'uso di un rifrattometro per rilevare la concentrazione di alcol era un nuovo metodo di misurazione per lo stabilimento Nikka Whisky Moji.

"Quando mi è stato spiegato per la prima volta, onestamente ho sentito che non c'era alcuna correlazione tra un indice di rifrazione e la concentrazione di alcol, rendendo difficile il rilevamento", racconta il signor Takahashi. "Si dice che il 99% degli ingredienti contenuti nello shochu siano acqua ed etanolo. La qualità dello shochu è determinata dall'ingrediente profumato contenuto nel restante 1%.  Ho pensato che questa leggera differenza dell'1% avrebbe avuto un grande effetto sull'indice di rifrazione, rendendo impossibile rilevarlo indice in modo lineare." 

Dopo che i test di campionamento di Nikka e i dati di misurazione del rifrattometro Vaisala hanno mostrato una chiara correlazione, è stato deciso di installare il rifrattometro nella linea di processo di Nikka per i test. I risultati di un mese di test hanno mostrato una correlazione stabile nelle misurazioni, convincendo il signor Takahashi a installare il rifrattometro da processo in linea Vaisala nel loro funzionamento di processo.

Inoltre, la funzione autopulente del prisma del rifrattometro di Vaisala è stata verificata attraverso l'assenza di deterioramento della precisione durante la durata utile del prisma, smentendo un'altra preoccupazione. "Se non fossimo stati in grado di confermare la proprietà autopulente, avremmo preso in considerazione l'introduzione di una pulizia CIP", afferma Takahashi. "Tuttavia, non è stato necessario e abbiamo quindi potuto contenere il nostro investimento di capitale, che è stato un ulteriore fattore importante nella nostra decisione di integrare il rifrattometro Vaisala nel nostro processo."

Vantaggi della misurazione del rifrattometro in linea per la produzione di shochu 

• Miglioramenti nell'efficienza di campionamento e progressi nell'automazione
  Dopo il passaggio dall'analisi di laboratorio dei campioni alla misurazione in linea, sono stati individuati chiari vantaggi in termini di qualità e costi. "Il primo passo è stato migliorare l'efficienza del lavoro di campionamento", afferma Takahashi. "Quando si prelevano i campioni, la persona incaricata deve essere sul posto a partire da circa 20 minuti prima che la distillazione sia completata. Poiché ogni giorno vengono distillati due lotti, ciò ha migliorato l'efficienza del lavoro a 20 minuti due volte al giorno o 40 minuti al giorno. Attualmente stiamo controllando il processo in base ai valori misurati con il rifrattometro Vaisala, che ha portato a un processo di terminazione della distillazione quasi completamente automatizzato".
• Qualità migliorata
  In termini di controllo della qualità, standard chiari per i valori misurati dal rifrattometro hanno ridotto le incoerenze che in precedenza sorgevano quando i tempi di completamento della distillazione erano determinati dai lavoratori. Ciò ha contribuito a una qualità più omogenea del prodotto e ha consentito di verificare e analizzare la qualità utilizzando dati numerici.
• Soluzione su misura per l'applicazione 
  "Abbiamo ricevuto un eccellente supporto applicativo da Vaisala, che ha portato a una soluzione di misurazione su misura per il nostro processo; stiamo inoltre pensando di utilizzare il rifrattometro in linea su altre linee di prodotti, ad esempio, sul nuovo shochu grezzo e nella distillazione”, spiega Takahashi.
• Esente da manutenzione
  Poiché il volume di alcol cambia costantemente, durante il processo di distillazione si producono molte bolle d'aria e spesso si verificano oscillazioni nel flusso del fluido.  Ciò si traduce in un ambiente in cui è generalmente più probabile che si verifichino errori di misurazione del liner. Quando in passato si tentava di convertire i valori ottenuti da un misuratore di portata in densità presso lo stabilimento di Nikka Whisky Moji, i valori di concentrazione di alcol convertiti erano instabili a causa delle variazioni di portata e delle bolle d'aria nel liquido in uscita dal distillatore. L'esperienza li aveva portati a credere che le bolle d'aria e le variazioni di portata avrebbero reso difficile la misurazione in linea.

"Il rifrattometro Vaisala non è influenzato dalle bolle d'aria e i valori misurati sono stabili", commenta Takahashi.

"La stabilità dei valori misurati è molto utile anche quando si imposta il controllo della macchina." Nel corso dei due anni trascorsi da quando hanno iniziato a utilizzare il rifrattometro Vaisala, quest'ultimo ha funzionato continuamente, senza che si verificassero problemi periodici, problemi o deriva. "Analizziamo le tendenze giornaliere dei valori dei componenti dopo la distillazione per assicurarci di rilevare i tempi di distillazione corretti", afferma Takahashi. "Tuttavia, durante questi primi due anni, i valori misurati nel processo sono stati sempre stabili. Un ulteriore vantaggio risiede nel fatto che, poiché non si sono verificati grossi problemi durante il funzionamento, non si generano ulteriori costi di gestione."
 

La prospettiva dell'indice di rifrazione

"Penso che la misurazione dell'indice di rifrazione indichi con precisione la correlazione tra le varietà di shochu e la gradazione alcolica", afferma Takahashi. "Sono impressionato dal fatto che il rifrattometro possa essere utilizzato in applicazioni versatili, purché esista una correlazione tra l'indice di rifrazione e la sostanza da misurare."

Per continuare ad apportare miglioramenti su base giornaliera, Vaisala continuerà ad ascoltare attentamente il feedback del cliente in merito alla personalizzazione delle impostazioni di calibrazione specifiche del prodotto e dei display dell'interfaccia per una varietà di marchi, in preparazione dell'ulteriore espansione delle linee. In futuro, è prevista un'ulteriore automazione nel settore degli alimenti e delle bevande al fine di migliorare l'efficienza dei costi e l'igiene. 

Una nuova cultura della distillazione è nata molto tempo fa a Yoichi e Moji grazie alla fusione delle abilità e dell'intuizione del maestro distillatore di shochu. Con la tecnologia di misurazione all'avanguardia di Vaisala, questo potrebbe effettivamente accadere di nuovo un secolo dopo. Ci auguriamo che le tecnologie di misurazione di Vaisala continuino a supportare miglioramenti in un'ampia gamma di settori, dalle infrastrutture alla vita quotidiana e alla cultura.
 

Informazioni sul rifrattometro Vaisala 

I rifrattometri da processo K-PATENTS Vaisala possono essere utilizzati per la misurazione di precisione in linea della concentrazione di liquidi in vari settori e applicazioni. I rifrattometri sono disponibili con certificazione sanitaria 3-A e sono ideali per il trattamento igienico. 

Possono essere installati in serbatoi o tubazioni con un diametro pari o inferiore a 2,5 pollici. Il rifrattometro può essere montato in diagonale, direttamente sull'angolo esterno della curva di un tubo o tramite una cella di flusso con un morsetto sanitario o una connessione Varivent®.

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