(57)【要約】  留液を求める工程を経ないでアルコール濃度を求める。蒸留前試料（容量Ｖ1）に対して水蒸気蒸留もしくは加水しながら加熱をして、アルコール分を追い出して、エキス分と純水とよりなる蒸留残液（容量Ｖ2）を得る。当該蒸留残液を元容（Ｖ1）に戻したときの密度ρCA（比重Ａ）を得て、純水密度ρwとの差ΔρCAを得る。蒸留前試料の密度ρSAMPから前記ΔρCAを引いた密度が、アルコールと純水よりなる試料のエキス分Ｅを求める計算式を変形した式より、蒸留前試料のエキス分による誤差を補正したアルコール濃度に対応する密度となる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量Ｖ1の蒸留前試料をアルコールが抜ける程度に水蒸気蒸留もしくは加水しながら加熱をし、容量Ｖ2，密度ρR（もしくは比重Ｒ）のエキス分と純水からなる試料を得るステップと、
前記Ｖ1，Ｖ2，ρR（もしくはＲ）と純水の密度ρW（１５℃）に基づいて、エキス分と純水からなる試料の密度ρCE（もしくは比重ＳＧE）を算出するステップと、
よりなる、エキス分算出方法。
【請求項２】
前記エキス分と純水からなる試料の密度ρCE、を算出する式が、
ρCE＝（ρR−ρW）×（Ｖ2／Ｖ1）＋ρW
である請求項１に記載のエキス分算出方法。
【請求項３】
前記各密度が比重で表される請求項１に記載のエキス分算出方法。
【請求項４】
容量Ｖ1の蒸留前試料をアルコールが抜ける程度に水蒸気蒸留もしくは加水しながら加熱をし、容量Ｖ2，密度ρR（もしくは比重Ｒ）のエキス分と純水からなる試料を得るステップと、
前記Ｖ1，Ｖ2，ρR（もしくはＲ）と純水の密度ρWに基づいて、エキス分と純水からなる試料の密度ρCE、（もしくは比重ＳＧE）を算出するステップと、
前記蒸留前試料の密度ρSAMPと、純水密度ρWとエキス分と純水からなる試料の密度ρCE、（もしくは比重ＳＧE）とに基づいて蒸留前試料のエキス分の影響を修正した密度ρCAを算出するステップと、
前記蒸留前試料のエキス分の影響を修正した密度ρCAをアルコール濃度に換算するステップと、
よりなるアルコール濃度算出方法。
【請求項５】
前記エキス分と純水からなる試料の密度ρCE、を算出する式が
ρCE＝（ρR−ρW）×（Ｖ2／Ｖ1）＋ρW
である請求項４に記載のアルコール濃度算出方法。
【請求項６】
前記蒸留前試料のエキス分の影響を修正した密度ρCAが以下の式で算出される請求項４に記載のアルコール濃度算出方法。
ΔρCE  ＝ρCE−ρW
ρCA  ＝ρSAMP−ΔρCE
【請求項７】
前記各密度が比重で表される請求項４に記載のアルコール濃度算出方法。
【請求項８】
エキス分濃度Ｅが、下記の式で表されるとき、
Ｅ＝(Ｓ−Ａ)×α＋β
Ｓ：試料比重、蒸留前試料密度(15℃)/純水密度(4℃)
Ａ：留液比重、留液密度(15℃)/純水密度(15℃)
α、β：係数（国税庁所定分析法３−７ではα＝２６０、β＝０．２１）
前記ΔρCE＝｛（Ｅ-β)/α｝×ρ0
であらわされる請求項６に記載のアルコール濃度算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルコール濃度測定方法に関し、特に、留液を得るための蒸留工程を必要としないアルコール濃度算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酒類のアルコール濃度を測定するについて、蒸留酒以外ではエキス分を含むことから、エキス分のない試料すなわち、試料を一旦蒸留した留液のアルコール濃度を得るようにしている。【０００３】
蒸留の方法としては直火蒸留、水蒸気蒸留等があるが、例えば水蒸気蒸留を用いる場合、試料の100ml（15℃）を計量し、これに対して水蒸気蒸留をする。98mlまで留液を回収し、これを100ml（15℃）にメスアップしてその密度から留液のアルコール容量%(v/v%)を求めることで、試料のアルコール容量%(v/v%)を求めることができる。これにより、エキス分の影響を排除したアルコール濃度が得られることになる。このとき、残渣には当然のことながらエキス分が残ることになる。【０００４】
一方、ウイスキー、ブランデー等の蒸留酒はエキス分が少ない、あるいは殆ど零であるため、前記の蒸留工程を省いてアルコール濃度を求めることができるものがある。すなわち、蒸留酒の所定温度（15℃）での所定容量の重量から直接アルコール濃度を求める方法が許容されているものがある。【０００５】
上記の留液あるいは蒸留酒の場合は試料そのもののアルコール濃度を算出するについて、密度からアルコール濃度を換算するテーブルが用意されている（所定分析法第２表：国税庁提示）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】国税庁  所定分析法３−７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記サンプルを一旦蒸留して留液を得る必要のある場合には、当該蒸留工程に時間を要する上、厳密な温度管理下での厳密な容量測定が必要となる。また、蒸留法では試料を留液として完全に回収できないところから、得られた値には-0.3〜-0.1vol%の誤差を含んでいる（後掲表２参照）。【０００８】
また、樽貯蔵を行っている蒸留酒（例えばウイスキー、ブランデー）は、蒸留酒であっても貯蔵中に樽から色素とともにエキス分が溶出しており、測定値には多くて−0.5vol%の誤差があるため、蒸留後の密度測定によるアルコール濃度測定が義務付けられている。【０００９】
本発明は上記従来の事情に鑑みて提案されたものであって、エキス分を含む酒類であっても、留液を得るための蒸留工程を経ないで精度の高いアルコール濃度を得る方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は以下の手段を採用する。【００１１】
まず、容量Ｖ1の蒸留前試料をアルコールが抜ける程度に水蒸気蒸留もしくは加水しながら加熱し、容量Ｖ2，密度ρR（もしくは比重Ｒ）のエキス分と純水からなる試料（蒸留残液）を得る。【００１２】
次いで、前記Ｖ1，Ｖ2，ρR（もしくはＲ）と純水の密度ρW（15℃）に基づいて、元容Ｖ1に戻したときのエキス分と純水からなる試料の密度ρCE（もしくは比重ＳＧE）を例えば以下の式で算出する。【００１３】
ρCE＝（ρR−ρW）×（Ｖ2／Ｖ1）＋ρW
更に、上記のようにして得られた、エキス分と純水からなる試料の密度（もしくは比重ＳＧE）と、蒸留前試料の密度ρSAMP（もしくは比重Ｓ）とに基づいて、蒸留前試料のエキス分の影響を補正した密度ρCA（もしくは比重Ａ）を得ることができる。【００１４】
前記蒸留前試料のエキス分の影響を補正した密度ρCAを得る式は例えば以下の式が用いられる。【００１５】
ΔρCE＝ρCE−ρW
ρCA＝ρSAMP−ΔρCE
尚、日本の国税庁は、エキス分濃度に対応する比重Ｅを求める式として、以下の式を提示している。【００１６】
Ｅ＝(Ｓ−Ａ)×α＋β
α＝２６０、β＝０．２１、
ここで、純水密度をρ0(4℃)、ρW(15℃)として、前記エキス分と純水からなる液を試料として得られる比重Ｓ0＝ρCE/ρ0と、純水の比重Ａ0＝１（ρW/ρW）とに基づいて求めたエキス分濃度に対応する比重Ｅを用いると、アルコール濃度（比重Ａに対応）が逆算できる。
【発明の効果】
【００１７】
上記で、従来のように蒸留前試料の留液を得る必要がないため、アルコールを全部追い出す水蒸気蒸留もしくは加水しながらの加熱処理で足りる。また、アルコール分を含まない試料のエキス分から、蒸留前試料のアルコール濃度に含まれるエキス分による誤差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は密度―アルコール濃度―エキス分濃度の３次元空間を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
アルコール濃度と密度（または比重）との関係は、アルコール濃度が増えるに従って密度は低下する。一方、酒類に含まれるエキス分の濃度と密度（または比重）との関係は、エキス分濃度が増えるに従って密度は増加する。
【００２０】
以上のことから、酒類（エキス分濃度が比較的少ない酒類）は、密度を測定するだけでは真のアルコール濃度が得られたことにはならず、エキス分によるアルコール濃度の誤差を補正する必要がある。
【００２１】
以下の説明に当たって用いられる符号について、以下の表１に定義しておく。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
まず、容積Ｖ1の試料を水蒸気蒸留（または加水しながら加熱）して、アルコール分を追い出し、純水とエキス分からなる試料を形成する。（以下前記蒸留前の試料を「蒸留前試料」、蒸留後に残った試料を「蒸留残試料」とする。）
前記蒸留残試料は、水蒸気蒸留で容積が前記Ｖ1より大きい容積になっているものとし、当該蒸留残液の密度をρR、前記容積をＶ2とすると、体積を元容（Ｖ1）に戻した純水とエキス分からなる試料の密度ρCE（比重ＳＧE）は例えば以下の式で算出できる。
【００２４】
ρCE  ＝（ρR−ρW）×（Ｖ2／Ｖ1）＋ρW・・・（１）
ＳＧE＝ρCE／ρ0  （ρ0：４℃の純水の密度）
一方、純水中のアルコール濃度（エタノール濃度）が増加した場合、純水とアルコールの混合物の密度は低下するが、このときの前記アルコールと純水の混合物の密度ρCAを次のように考えることができる。：
ΔρCA  ＝ρCA−ρW・・・（２）
ΔρCA  ：  特定のアルコール濃度での密度変化量
また、純水中のエキス分濃度が増加した場合は、エキス分と純水の混合物の密度が上昇し、このときのエキス分と純水の混合物の密度ρCEを次のように考えることができる。
【００２５】
ΔρCE  ＝ρCE−ρW・・・（３）
ΔρCE  ：  特定のエキス濃度での密度変化量
蒸留前試料は純水＋アルコール分＋エキス分と仮定することができ、エキス分濃度が小さい場合には、密度の加成性が成立しやすい為、次のような式を用いても、補正密度を算出することができる。
【００２６】
ρSAMP  ＝ρW＋ΔρCA＋ΔρCE・・・（４）
ρCA＝ρW＋ΔρCA＝ρSAMP−ΔρCE・・・（５）
上記式（５）で試料の真のアルコール密度ρCAが求まったことになるので、アルコール濃度から密度を計算する式を使用し、前記密度ρCAからアルコール濃度を逆計算して求めることができる。
【００２７】
以上のことから、蒸留前試料の密度ρSAMPは、密度―アルコール濃度―エキス分濃度の３次元空間に存在することになる。
【００２８】
ここで、理解しやすいように、前記３次元空間を密度―アルコール濃度面と、密度―エキス分濃度面に分けて表すと、図１のようになる。
【００２９】
すなわち、密度―アルコール濃度面（ａ）（エキス濃度零）上には、アルコール濃度の増加にともなって密度が低下する、密度―アルコール濃度曲線Ｐ1を引くことができる。一方、密度―エキス分濃度面（ｂ）（エキスアルコール濃度零）上にはエキス濃度が増加するにともなって密度が増加する曲線Ｑ1を引くことができる。温度は１５℃である。
【００３０】
ここで、特定の成分のエキス濃度曲線Ｑ1の蒸留前試料の密度ρSAMPを、予め密度計（例えば振動式密度計）で測定しておき、エキス分密度ρCEが前記式（１）で求まると、図１で密度―エキス分濃度面（ｂ）で曲線Ｑ1上の前記ρCEに対応する点と、エキス分濃度に対応する密度の増加分ΔρCEが得られることになる。
【００３１】
前記密度―エキス分濃度面（ｂ）上のエキス分密度ρCEを、密度―アルコール濃度面（ａ）の密度軸に移行し、当該点から前記密度―アルコール濃度曲線Ｐ1に平行な曲線Ｐ2を描くと、前記蒸留前試料の密度ρSAMPはこの曲線Ｐ2上にあることになる。
【００３２】
そこで、前記曲線Ｐ2上で蒸留前試料の密度ρSAMPに対応する点を求めると、この点に対応するエキス分零の密度―アルコール濃度曲線Ｐ1上の点を得ることができ、この点は前記密度ρSAMP、から前記増加分ΔρCEを引いた位置に存在し、この点が求めるアルコール濃度に対応する密度ρCAとなる。
【００３３】
前記密度―エキス分濃度面（ｂ）上では、密度ρCAを起点として前記曲線Ｑ1に平行な曲線Ｑ2上の前記ρCEに対応する点が蒸留前試料の密度ρSAMPとなる。
【００３４】
前記密度―アルコール濃度の関係を表す曲線Ｐ1は、既に明らかな事項であり、前記曲線Ｑ（Ｑ1・Ｑ2・Ｑ3）は、エキス成分が分かっている場合は予め測定することができる。従って、エキス成分が分かっている場合は、蒸留前試料の密度ρSAMPが得られると一義的にエキス分濃度による影響を補正した真のアルコール濃度を得ることができる。
【００３５】
日本の国税庁は、国税庁所定分析法３−７でエキス分濃度（比重Ｅ）を求める式として下記（１１）式を用いることを提示している。
【００３６】
Ｅ＝(Ｓ−Ａ)×α＋β・・・（１１）
Ｓ：試料比重、蒸留前試料密度(15℃)/純水密度(4℃)
Ａ：留液比重、留液密度(15℃)/純水密度(15℃)、従って、Ａは留液のアルコール濃度を比重に換算した値。但し「留液」は、蒸留前試料が所定量になるまで蒸留したときの留液を元容にまでメスアップした状態をいう。
【００３７】
α、β：係数（国税庁所定分析法３−７ではα＝２６０、β＝０．２１）。
従って、この式からＡ：アルコール濃度を逆算すると、以下のようになる。
【００３８】
Ａ＝Ｓ−｛（Ｅ-β)/α｝・・・（１２）
この式を前記式（５）と比較すると、
ΔρCE＝｛（Ｅ-β)/α｝×ρ0
となり、式（５）と式（１２）の整合性が取れることになる。
【００３９】
ここで、前記蒸気加熱によって得られた純水とエキス分よりなる蒸留残試料（容積Ｖ2）を元容（Ｖ1）に戻した試料を、前記比重Ｓの対象となる試料とするとき、その密度は、前記式（１）で得られることになり、前記式（１１）の比重ＳをＳ0と置き直すと、当該比重Ｓ0は以下のようになる。
【００４０】
Ｓ0＝ρCE/ρ0
（ρ0=0.99997は４℃での純水の密度）
また、純水とエキス分よりなる試料の液分は純水と仮定できるので、式（１１）の比重Ａの対象は純水である。従って、ρwを15℃の純水の密度とし、比重ＡをＡ0と置き直すと、
Ａ0＝ρw/ρw＝1
となる。
【００４１】
従って、式（１１）より、エキス分濃度に対応する比重Ｅは、前記式（１１）より、
Ｅ=｛（ρCE/ρ0）-1.00000｝×α+β・・・（１３）
となる。
【００４２】
エキス分濃度に対応する比重Ｅが得られたので、式（１２）に基づいて試料のアルコール濃度を算出することができる。
【００４３】
式（１２）での蒸留前試料の比重Ｓは、15℃での蒸留前試料の密度（実測値）と4℃での純水密度の比（ρSAMP  /ρ0）であり、当該蒸留前試料の比重Ｓと前記エキス分濃度に対応する比重Ｅを式（１３）に代入することによって、蒸留前試料のエキス分濃度による誤差を除いた比重Ａが得られる。このアルコール比重に対応する密度を濃度に換算（前記所定分析法、第２表）すると、求めるアルコール濃度が得られることになる。
【００４４】
以上に基づいてエキス分による誤差を補正したアルコール濃度の具体例を、国税庁所定分析法３−７に準拠（α＝２６０、β＝０．２１）して求めると以下のようになる。
【００４５】
（ａ） アルコール分を含まない試料（残試料）のエキス分濃度の計算
蒸留前試料の体積（測定値）：10.067ml(Ｖ1)
蒸留残試料の体積（測定値）：63.711ml(Ｖ2)
蒸留残試料の密度（測定値）：0.99917g/cm3：（ρR）
純水の密度（文献値）： 0.99910g/cm3：（ρw）
以上に基づいて（１）式を計算するとアルコール分を含まない試料の密度（推定値）ρCEを求めることができる。
【００４６】
ρCE=[ (0.99917-0.99910)×(63.711/10.067)]+0.99910=0.99954
ここで式（１1）Ｅ＝（Ｓ−Ａ）×260＋0.21のＳ＝Ｓ0とＡ＝Ａ0とおくと、アルコール分を含まない試料のエキス分濃度に対応する比重Ｅは、
Ｓ0：残試料の比重（15℃/4℃）：ρCE/ρ0=0.99957
Ａ0：純水の比重(15℃/15℃): 1.00000(ρw/ρw)
アルコール濃度0 vol%を比重（15℃/15℃）に換算
であるので、エキス分濃度に対応する比重Ｅは、
Ｅ= (0.99957-1.00000)×260+0.21=0.10
従って、試料のエキス分濃度（推定値）に対応する比重Ｅは0.10
(ｂ) 試料比重Ｓ、エキス分濃度に対応する比重Ｅと式（１２）より、アルコール度の逆算をすると以下のようになる。
【００４７】
Ｓ：試料比重（15℃/4℃）（計算値）：0.95547
試料密度（15℃の測定値）：    0.95544g/cm3
純水密度（4℃）：              0.99997g/cm3
Ａ＝0.95547-[(0.10-0.21)/260]=0.95589
アルコール比重（15℃/15℃）（推定値）  Ａ：0.95589
アルコール密度（推定値）：0.95589×ρw=0.95503g/cm3
アルコール濃度（密度から計算）：37.440vol%
となる。
【００４８】
（ｃ）上記は、国税庁提示の式を用いたが、式（５）を用いると以下のようになる。
【００４９】
ΔρCE＝0.99954(ρCE)−0.99910（ρW）＝0.00044
ρCA＝ρSAMP−ΔρCE＝0.95544-0.00044＝0.95500 g/cm3
となり、前記式（１２）から得られた値0.95503g/cm3との誤差は殆どないことが分かる。
【実施例】
【００５０】
上記本発明に係る方法を用いて測定したウィスキーのアルコール濃度について、従来から用いられている所定法（直火法）、SDK法での測定と比較した結果を表２に示す。ここで、後述の手順で得られる、測定対象のウィスキーの推定アルコール濃度の真値は37.680vol%である。【００５１】
尚、直火法は、所定量の試料を直火で70%以上流出するまで蒸留し、留液に水を加えて15℃での前記所定量にまでメスアップして、15℃における比重を得、当該比重を前記表を用いてアルコール濃度に換算する方法である。【００５２】
SDK法は、試料の１5℃における密度をρ15、重量をｍ15、当該試料を蒸気蒸留して得た留液の15℃の密度がρ20、重量がｍ20である場合、前記表を用いて留液の前記密度ρ20からアルコール濃度Ａを得たとき、試料のアルコール濃度ＸはＸ＝Ａ・ｍ20・ρ15／（ｍ15・ρ20）であることを利用して、温度管理、メスアップを伴わずに測定できる方法である。【００５３】
上記本発明に係る方法は、国税庁提示の式を用いた「本願発明の方法(1)」と、式（５）を用いた「本願発明の方法(2)」である。【００５４】
各測定法で３回の平均値より推定真値との差を得たが、本発明に係る方法で得た２通りの結果が従来法と同等かそれより誤差が小さいことが確認できる。【００５５】
前記推定真値は以下のようにして求める。【００５６】
真値が判っているエタノール標準液（ラベル表示濃度40.640 vol%）を直火法とSDK法で測定すると表３に示すようになる。ここで両法についての真値との差（直火法-0.065 vol%、SDK法-0.47 vol%）の平均値-0.056 vol%を得る。一方、両法でのウィスキーの測定結果の平均値は37.623 vol%であり、この値に前記0.056 vol%を加算すると、推定真値37.680 vol%が得られる。【００５７】
尚、表３の最終段（ウイスキー推定値）は、直火法、SDK法それぞれの測定濃度の平均値37.637 vol%、37.610 vol%のそれぞれに前記0.056 vol%を加算して得られる値である。【００５８】
【表２】
2019123693.tif 000004
【００５９】
【表３】
2019123693.tif 000005
【産業上の利用分野】
【００６０】
以上説明したように、本発明は留液を得るための蒸留工程を経ないで、エキス分によるアルコール濃度の誤差を補正したアルコール濃度を得ることができるので、従来の直火法、SDK法に比してより正確に、しかも簡単に酒類のアルコール濃度を求める作業が極めて簡単になる。
【符号の説明】
【００６１】
Ｐ1、Ｐ2・・ アルコール濃度曲線
Ｑ1、Ｑ2・・ エキス濃度曲線
ρSAMP・・・試料密度
ρCA・・・・アルコール分と純水からなる試料の密度
ρCE・・・・エキス分と純水からなる試料の密度
ΔρCE・・・純粋密度とρCEとの差
【図１】
2019123693.tif 000006
【国際調査報告】
2019123693.tif 000007
2019123693.tif 000008
2019123693.tif 000009
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