一次もろみに水と主原料を混ぜることを二次仕込みといいます。二次仕込みの目的は、麹によって糖化されたデンプンを、一次もろみ中で増殖した焼酎酵母がアルコールと炭酸ガスに分解して、アルコールを生成することです。二次仕込みの原料の種類の違いにより、サツマイモであれば芋焼酎に、麦であれば麦焼酎、米であれば米焼酎、黒砂糖であれば黒糖焼酎になります。ここでは、芋焼酎の二次仕込みについてその工程を紹介していきます。
芋焼酎の仕込み配合は、一般的に麹米の重量１に対してサツマイモ５の割合です。また、全体の水の量は、全原料１に対して０．６５程度です。
サツマイモは米や麦等の他の原料と比較して保存性に欠け腐りやすいため、畑から掘り出されたばかりの新鮮なサツマイモは、いったん貯蔵用のタンクに入れておき、使う分だけ芋洗い機にかけます。サツマイモの傷んでいる場所が分かりやすいように、表面に付いている汚れを念入りに洗い流すことが大事です。きれいに洗浄したら、人間の手で一つ一つサツマイモの両端を切り落し、傷んでいる場所があれば焼酎の酒質に悪影響を及ぼすので、そこも取り除きます。この作業は機械化できず人手に頼っているので、一人当たり一日に処理できる量は、約１トン程度となります。選別したサツマイモはいったん選別貯蔵用タンクに入れ、一定量を計量器で量り、芋蒸し機にかけ、その日のうちに蒸します。蒸すことでサツマイモの表面が殺菌され、サツマイモの風味が引き出されます。蒸されたサツマイモは送風機等で冷やされます。次に、粉砕機で細かく砕き、一次もろみと水が入ったタンクに入れて仕込みます。
二次仕込みでは、一次仕込みと同じように、もろみ中で糖化と発酵が同時に進行（並行複発酵）しているので、そのバランスを保つため温度調整が大事になります。温度が３５℃以上になると、一般的に使用されている焼酎酵母はほとんど死んでしまいます。このため、温度が上がった時にはもろみを櫂でかき混ぜたり、シャワーでタンクの外側を冷やしたり、もろみ中に冷却管を入れその中に冷水を通したり、シャワーと冷却管を併用したりしてもろみを冷却します。
アルコールは、二次仕込みの３日目ぐらいまでに全体の７０％〜８０％生成され、最終的にもろみのアルコール分は１４％〜１５％となります。糖分は、焼酎酵母がアルコールと炭酸ガスに分解するため減ってきます。また、焼酎酵母は発酵が終わると死滅が急速に進み、酒質にも悪影響を及ぼします。
二次仕込みの発酵期間は通常８日〜１０日程度ですが、特に外気温やサツマイモのデンプン含量、仕込み水の量、酵母の種類によって左右されるため、もろみの状態や成分の変化等を見極めて慎重に決める必要があります。
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