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日本著名酿酒厂将维萨拉技术应用于传统烧酒生产工艺

一甲威士忌酿酒厂视图
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液体测量

1934 年,日本“威士忌之父”竹鹤政孝在日本北部城市余市创立了一甲威士忌股份有限公司。他之所以选择余市,是因为这里的气候与苏格兰的气候相近,而他本人正是在那里学会制作威士忌的。“余市”被选为现在的品牌名称,这座城市以其作为日本威士忌代表在海外广受欢迎而自豪。

位于日本南部的一甲威士忌门司酿造厂可追溯到 100 多年前,其前身为 1914 年创立的“铃木商店乳制品厂”。门司在明治时代作为日本政府指定的出口港口而蓬勃发展。现存的红砖样式工厂采用西式设计,正是其当时拥有尖端技术的证明。经过多次并购,于 2006 年成为一甲威士忌的一部分,是朝日集团控股株式会社生产日本传统蒸馏饮料烧酒的主要酿造厂。近年来,该工厂不仅生产烧酒,还生产威士忌和其他烈酒。作为一甲威士忌的混合酿造厂,也生产高品质原酒。

绵柔的烧酒口感:源自烧酒大师代代相传的工艺和精湛的技艺

一甲威士忌门司酿造厂生产多种正宗大麦烧酒。烧酒有两种类型:乙类烧酒和甲类烧酒。乙类烧酒一般只蒸馏一次,保留原材料的独特风味。而甲类烧酒会反复蒸馏,以其单纯的口感而闻名。这两种蒸馏方法最初都用于生产威士忌。

一甲威士忌门司酿造厂的主要产品是甲类乙类混合烧酒。这款烧酒混合了乙类烧酒和甲类烧酒,口感更温和,更适合搭配各种餐点。然而,这需要仔细混合几种不同类型的未加工烧酒,依赖对制造工艺非常细致的管理。

一甲威士忌门司酿造厂的高桥伊织说:“我们混合烧酒的芬芳主要来自酵母产生的酯(芳香物质)。”“从制作酒曲到蒸馏,每一步我们都必须小心翼翼,万分专注。尤其要根据发酵条件不断控制发酵温度,为酵母发酵创造良好的环境。

高桥先生表示,烧酒的生产工艺涉及使用活性原料,如酒曲以及酒曲和酵母的混合物。正因如此,即使是大规模的自动化生产,很多步骤仍然依赖娴熟的烧酒酿造师的技艺和感官。此外,要能够根据每天的温度、湿度和其他外部环境因素的波动,精确控制制曲条件和加水量,知识积累和反馈至关重要。已实现自动化工艺的日本烧酒行业仍在孜孜不倦地追求工匠精神。

用连续在线测量酒精浓度代替手动采样

维萨拉折光仪可用于检测减压蒸馏后的酒精浓度(强度)。通过将折光仪安装在进行蒸馏的蒸馏器出口,可进行在线浓度测量。

鉴于烧酒的口感在蒸馏早期、中期和晚期完全不同,因此在酿造过程中准确控制蒸馏结束时间非常重要,务必要把握达到所需口感的相应时刻。过晚停止蒸馏会极大地影响烧酒品质。但是过早停止蒸馏也会导致酒精产量不足。

在引入酒精浓度在线折射率测量之前,每批次蒸馏完成之前都需要进行几次实验室采样分析。为此,每当临近蒸馏操作结束时,负责人都必须留在现场工作。这是蒸馏工艺的关键节点,处理不当的话会导致蒸馏失败,那么之前长达一月的制曲、酵母醪发酵和二次发酵都会被浪费。抽样测量由不同人员进行会直接影响烧酒的品质及其酒精浓度。显然,精确的数字控制和持续监测才能确保品质一致。然而,这需要一台能够测量多种烧酒原浆的高精度仪表。


了解维萨拉折光仪

2020 年,维萨拉根据维萨拉折光仪的测量结果,为一甲威士忌门司酿造厂的几种产品的酒精浓度进行了化学曲线建模设置。采用折光仪测量酒精浓度对于当时的一甲威士忌门司酿造厂来说是一种全新的方法,所以他们对此略显犹疑。

“第一次向我推荐折光仪时,我真觉得折射率和酒精浓度之间毫无相关性,用折光仪来检测简直不可能。”高桥先生说。“据说烧酒中 99% 的成分是水和乙醇。烧酒的品质是由剩下的 1% 的芳香成分决定的。我认为这 1% 的微小差异会对折射率产生很大影响,因此无法线性检测折射率。”

一甲的采样测试和维萨拉折光仪的测量数据表明两者具有明显的相关性,因此我们决定在一甲工艺管线上安装折光仪以进行测试。一个月的测试结果表示折射率和酒精浓度具有稳定的相关性,这使高桥先生确信,维萨拉原位在线折光仪可以安装在他们的工艺操作中。

此外经验证,维萨拉折光仪棱镜的自清洁功能也可以有效消除棱镜使用寿命周期内精度下降这一令人担忧的问题。“如果自清洁功能无法确保的话,我们会考虑引入 CIP 清洁,”高桥先生说。“但是发现没有必要,这样还降低了投资成本,这也是我们决定将维萨拉折光仪集成到我们工艺中的另一个主要原因。”


原位在线折光仪在烧酒生产过程中的测量优点

  • 提高了采样效率,加快实现自动化
    从实验室抽样分析转向在线测量给品质和成本方面带来了收益。“第一步是提高采样工作的效率,”高桥先生说。“采样时,负责人必须在蒸馏完成前 20 分钟左右到现场。每天蒸馏两个批次,导致每天采样需要花费 40 分钟(每天两次,每次 20 分钟)。目前,我们正在根据维萨拉折光仪测量结果来控制该过程,通过自动控制蒸馏操作的结束,实现了几乎完全自动化的蒸馏过程。”
  • 提高每批次品质的一致性
    在质量控制方面,通过折光仪明确的标准测量值减少了以前由工人确定蒸馏完成时间导致的质量差异。这有助于提高产品质量的一致性,并支持使用数据验证和分析质量。
  • 量身定制的应用解决方案
    “我们从维萨拉获得了出色的应用支持,为我们的工艺量身定制了测量解决方案,我们计划在其他产品线上使用原位在线折光仪,例如新的烧酒原浆和蒸馏工艺管线。”高桥先生讲道。
  • 免维护
    由于酒精体积不断变化,在蒸馏过程中会产生许多气泡,并且经常出现流体流量波动,这样的环境可能发生线性测量误差。一甲威士忌门司酿造厂曾经使用质量流量计获得密度值,但由于从蒸馏器流出的液体流量波动和气泡的影响,转换的酒精浓度值不稳定。这种体验让他们始终觉得气泡和流量波动会使在线测量变得难以实施。

“维萨拉折光仪不受气泡影响,测量值稳定,”高桥先生评论道。

“测量值的稳定性在进行蒸馏控制时也非常有用。”自使用维萨拉折光仪两年来,设备运行平稳,没有任何常见故障、突发问题或漂移。“我们每天分析蒸馏后的浓度趋势,以确保检测到正确的蒸馏时间,”高桥先生说。“整个过程中设备测量一直是稳定的。另一个好处是,由于运行过程中没有出现大故障,因此没有运行成本。”
 

从折射率角度出发

“我认为折射率测量准确地表明了烧酒品种和酒精强度之间的相关性,”高桥先生说。“只要折射率与待测物质之间存在相关性,折光仪可用于多种应用,这给我留下了无比深刻的印象。”

为实现持续的日常改进,维萨拉将继续仔细倾听客户反馈,为产品进行校准参数设置和显示界面参数设置,使其为进一步扩大生产线做好准备。未来,食品和饮料领域有望进一步实现自动化,以优化成本效率并提高卫生标准。

一甲完美融合了酿酒师的技艺和经验,很久以前就在余市和门司开辟出了一种新的蒸馏文化。一个世纪之后的今天,在维萨拉测量技术的助力下,新的工艺技术让一甲再创辉煌。我们希望维萨拉的测量技术能为从基础设施到日常生活和文化等广泛领域的改进继续提供支持。
 

关于维萨拉折光仪

维萨拉 K-PATENTS 在线折光仪可在多种行业和应用中用于精确在线测量液体浓度。该折光仪具有 3-A 卫生认证,是卫生加工过程的理想之选。

维萨拉折光仪可以安装在直径为 2.5 英寸的管道或储罐中。折光仪可以对角安装,可以直接安装在管道弯头的外角,也可以通过带有卫生型卡箍或 Varivent® 连接的流通池安装。

点击此处,详细了解折光仪技术。
 

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