Famosa destilaria japonesa aplica tecnologia Vaisala ao processo tradicional de produção de shochuhochu production process

Em 1934, o pai do uísque japonês, Masataku Taketsuru, fundou a Nikka Whiskey Distilling Co. Ltd na cidade de Yoichi, no norte do Japão. Ele escolheu Yoichi porque seu clima é próximo ao da Escócia, onde ele próprio aprendeu a fazer whisky. Yoichi foi escolhida como a marca atual, e a cidade se orgulha de sua popularidade no exterior como representante do uísque japonês.

A fábrica Nikka Whisky Moji no sul do Japão tem uma história que remonta a mais de 100 anos, tendo sido fundada em 1914 como a "Destilaria Suzuki Shoten Dairi". Moji prosperou como um porto designado pelo governo japonês para exportação na era Meiji. A fábrica de tijolos vermelhos ainda existente, projetada em estilo ocidental, refletia o estado da tecnologia de ponta da época. Após várias fusões, tornou-se parte da Nikka Whiskey em 2006 como a principal fábrica de produção do Asahi Group Holdings para shochu, uma bebida destilada tradicional japonesa. Nos últimos anos a fábrica tem produzido não só shochu, mas também whisky e outras bebidas espirituosas. Como planta híbrida de Nikka Whisky, também produz saquê cru de alta qualidade.

Sabor delicado de shochu: processos e habilidades especializadas do mestre destilador shochu transmitidos de geração em geração

Diversas variedades de shochu de cevada autêntico são produzidas na fábrica Nikka Whiskey Moji. Existem dois tipos de shochu: Otsu-rui e Kou-rui. Otsu-rui shochu, que geralmente é feito com um único método de destilação, apresenta o sabor distinto de suas matérias-primas. Por outro lado, o Kou-rui shochu, feito com método de destilação contínua, é conhecido pelo seu sabor simples. Ambos os métodos de destilação foram originalmente utilizados para a produção de whisky.

O principal produto da fábrica Nikka Whiskey Moji é Kou-Otsu Konwa Shochu. Kou-Otsu Konwa Shochu é uma mistura de Otsu-rui shochu e Kou-rui shochu, para um sabor mais suave e mais fácil de combinar com uma variedade de refeições. No entanto, isso requer a mistura cuidadosa de vários tipos diferentes de shochu não processado, que depende de uma gestão muito atenta ao processo de fabricação.

“A bela fragrância de nosso shochu Otsu-rui vem principalmente do éster (componente perfumado) produzido a partir de levedura”, diz Iori Takahashi, da fábrica Nikka Whiskey Moji. “Temos que nos concentrar com muito cuidado em cada etapa – desde a preparação do koji até a destilação. Em particular, a temperatura de fermentação deve ser constantemente controlada de acordo com as condições de fermentação, a fim de criar um bom ambiente para a fermentação da levedura.

O Sr. Takahashi ressalta que o processo de produção do shochu envolve o uso de matérias-primas vivas, como o koji e uma mistura de koji e fermento. Por esta razão, mesmo com produção automatizada em larga escala, muitas etapas ainda requerem as habilidades e os cinco sentidos de um Destilador Shochu habilidoso. Além disso, o acúmulo de conhecimento e feedback é a chave para poder controlar com precisão as condições de produção do koji e a quantidade de água adicionada, de acordo com as flutuações diárias de temperatura, umidade e outros fatores ambientais externos. A paixão pelo artesanato ainda prospera no processo de automação de última geração da indústria japonesa de shochu.

Substituição da amostragem manual pela medição contínua em linha da concentração de álcool

O refratômetro Vaisala é usado para detectar a concentração de álcool (teor) após destilação sob pressão reduzida. É instalado na saída do alambique onde a destilação é realizada e a concentração em linha é medida.

O momento exato em que a destilação é interrompida é muito importante no processo de produção do shochu, pois seu sabor é completamente diferente nos estágios inicial, intermediário e final da destilação. Assim, não se deve perder o momento adequado para atingir o sabor desejado. Um atraso na interrupção da destilação terá um grande impacto na qualidade do shochu. Por outro lado, se a destilação for interrompida demasiado cedo, o seu rendimento alcoólico será insuficiente.

Antes da introdução da medição do índice de refração em linha da concentração de álcool, várias análises de amostragem laboratorial eram necessárias pouco antes da conclusão da destilação de cada lote. Por esta razão, o responsável tinha que permanecer no local para trabalhar sempre que se aproximava o momento de parar a destilação. Este é um ponto crucial no processo de destilação que, se não for tratado corretamente, pode resultar em falha após o processo de um mês de produção de koji, fermentação do mosto de levedura e segunda fermentação. As medições de amostragem, realizadas por diversas pessoas, afetam diretamente a qualidade do shochu e sua concentração de álcool. Ficou claro que o controle numérico preciso e o monitoramento contínuo proporcionariam uma qualidade consistente. No entanto, isso exigiria um instrumento de alta precisão que pudesse lidar com uma grande variedade de shochu bruto.

Conhecendo o refratômetro Vaisala

Em 2020, a Vaisala criou configurações de calibração específicas do produto para as concentrações de álcool de vários produtos na fábrica Nikka Whiskey Moji, com base nos resultados das medições do refratômetro Vaisala. No entanto, houve alguma hesitação, porque o uso de um refratômetro para detectar a concentração de álcool era um novo método de medição para a fábrica Nikka Whiskey Moji naquela época.

"Quando me foi explicado pela primeira vez, honestamente senti que não havia correlação entre o índice de refração e a concentração de álcool, portanto, a detecção é difícil de conseguir." diz o Sr. “Diz-se que 99% dos ingredientes contidos no shochu são água e etanol. A qualidade do shochu é determinada pelo ingrediente perfumado que está contido no restante 1%. Achei que essa pequena diferença de 1% teria um grande efeito. efeito no índice de refração, tornando impossível detectar o índice de refração linearmente."

Depois que os testes de amostragem de Nikka e os dados de medição do refratômetro Vaisala mostraram uma correlação clara, foi decidido instalar o refratômetro na linha de processo de Nikka para testes. Os resultados de um mês de testes mostraram uma correlação estável nas medições, o que convenceu o Sr. Takahashi de que o refratômetro de processo Vaisala em linha pode ser instalado em sua operação de processo.

Além disso, o recurso de autolimpeza do prisma refratômetro da Vaisala foi verificado através da ausência de deterioração na precisão durante a vida útil operacional do prisma, o que também era uma preocupação. “Se não tivéssemos conseguido confirmar a propriedade de autolimpeza, teríamos considerado a introdução de uma limpeza CIP”, diz o Sr. Takahashi. "Mas, como isso não era necessário, conseguimos manter baixo nosso investimento de capital, o que foi outro fator importante em nossa decisão de integrar o refratômetro Vaisala em nosso processo."

Vantagens da medição do refratômetro em linha para a produção de shochu

• Melhorias na eficiência da amostragem e avanços na automação
  Depois de passar da análise laboratorial de amostras para a medição em linha, foram identificados benefícios claros em termos de qualidade e custo. “O primeiro passo foi melhorar a eficiência do trabalho de amostragem”, diz o Sr. Takahashi. “Ao coletar amostras, o responsável deve estar no local cerca de 20 minutos antes do término da destilação. Como dois lotes são destilados por dia, isso melhorou a eficiência do trabalho para 20 minutos duas vezes ao dia, ou 40 minutos por dia. estamos controlando o processo com base em valores medidos com o refratômetro Vaisala, o que resultou em um processo de término de destilação quase totalmente automatizado."
• Melhor consistência de qualidade
  Em termos de controle de qualidade, padrões claros para os valores medidos pelo refratômetro reduziram as inconsistências que surgiam anteriormente quando o momento da conclusão da destilação era determinado pelos trabalhadores. Isto contribuiu para uma qualidade do produto mais consistente e permitiu que a qualidade fosse verificada e analisada utilizando dados numéricos.
• Solução sob medida para a aplicação
  “Recebemos excelente suporte de aplicação da Vaisala, o que resultou em uma solução de medição adaptada ao nosso processo, e estamos planejando usar o refratômetro em linha em outras linhas de produtos, por exemplo, em shochu novo bruto e em destilação ”, explica o Sr. Takahashi.
• Livre de manutenção
  Como o volume do álcool muda constantemente, muitas bolhas de ar são produzidas e flutuações no fluxo do fluido ocorrem frequentemente durante o processo de destilação. Isso resulta em um ambiente no qual geralmente é mais provável que ocorram erros de medição do revestimento. Quando se tentou converter os valores obtidos de um medidor de fluxo de massa para densidade na fábrica Nikka Whiskey Moji no passado, os valores de concentração de álcool convertidos eram instáveis devido às flutuações na taxa de fluxo e às bolhas de ar no líquido que saía do destilador. A experiência os levou a acreditar que bolhas de ar e flutuações na vazão dificultariam a medição em linha.

“O refratômetro Vaisala não é afetado por bolhas de ar e os valores medidos são estáveis”, comenta o Sr. Takahashi.

"A estabilidade dos valores medidos também é muito útil ao definir o controle da máquina." Durante os dois anos desde que começaram a usar o refratômetro Vaisala, ele funcionou perfeitamente, sem qualquer problema que ocorresse regularmente, problemas repentinos ou desvios. “Analisamos tendências diárias nos valores dos componentes após a destilação para garantir que detectamos o momento certo de destilação”, diz o Sr. Takahashi. “No entanto, durante estes primeiros dois anos, os valores medidos no processo sempre foram estáveis. Outro benefício é que, como não houve grandes problemas durante a operação, não há custos operacionais.”

A perspectiva do índice de refração

“Acho que a medição do índice de refração indica com precisão a correlação entre as variedades de shochu e o teor alcoólico”, diz o Sr. Takahashi. “Estou impressionado com o fato de o refratômetro poder ser utilizado em aplicações versáteis, desde que haja uma correlação entre o índice de refração e a substância a ser medida.”

Para continuar a fazer melhorias diariamente, a Vaisala continuará a ouvir atentamente o feedback dos clientes em relação à personalização das configurações de calibração e exibições de interface específicas do produto para uma variedade de marcas, em preparação para a expansão futura das linhas. No futuro, espera-se maior automação na área de alimentos e bebidas, a fim de melhorar a eficiência de custos e a higiene.

Uma nova cultura de destilação surgiu em Yoichi e Moji há muito tempo, como resultado da integração da habilidade e intuição do mestre do destilador shochu. Com a tecnologia de medição de ponta da Vaisala, isso pode realmente estar acontecendo novamente um século depois. Esperamos que as tecnologias de medição da Vaisala continuem a apoiar melhorias em uma ampla gama de setores, desde infraestrutura até a vida cotidiana e a cultura.

Sobre o refratômetro Vaisala

Os refratômetros de processo Vaisala Polaris podem ser usados para medições precisas de concentração de líquidos em linha em vários setores e aplicações. Os refratômetros estão disponíveis com certificação sanitária 3-A e são ideais para processamento higiênico.

Os refratômetros Vaisala podem ser instalados em tanques ou tubulações com diâmetro de 2,5 polegadas ou menos. O refratômetro pode ser montado diagonalmente, diretamente no canto externo da curva de um tubo ou através de uma célula de fluxo com braçadeira sanitária ou conexão Varivent^®.

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