(57)【要約】【課題】迅速で正確な繰り返し測定が可能な溶液中のアルコール濃度の測定方法を提供する。【解決手段】所定温度に加熱された恒温槽内で未知濃度のアルコールを有する溶液を一定量蒸発させ、そのときの恒温槽内雰囲気のアルコール濃度を前記未知のアルコール濃度を検知するために計測した後、該恒温槽内を換気し、次いで、同様の動作を繰り返して別の溶液のアルコール濃度を測定する溶液中のアルコール濃度の測定方法において、換気工程を通して恒温槽内雰囲気温度を前記計測時の所定温度に保ちながら、換気工程開始と同時に恒温槽壁面を前記計測時の所定温度より高い温度に昇温するヒートアップ処理を行う溶液中のアルコール濃度の測定方法。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度に加熱された恒温槽内で未知濃度のアルコールを有する溶液を一定量蒸発させ、そのときの恒温槽内雰囲気のアルコール濃度を前記未知のアルコール濃度を検知するために計測した後、該恒温槽内を換気し、次いで、同様の動作を繰り返して別の溶液のアルコール濃度を測定する溶液中のアルコール濃度の測定方法において、換気工程を通して恒温槽内雰囲気温度を前記計測時の所定温度に保ちながら、換気工程開始と同時に恒温槽壁面を前記計測時の所定温度より高い温度に昇温するヒートアップ処理を行うことを特徴とする溶液中のアルコール濃度の測定方法。
【請求項２】
上記ヒートアップ処理時の恒温槽内壁の温度が計測時の恒温槽の温度より１０℃以上高いことを特徴とする請求項１に記載の溶液中のアルコール濃度の測定方法。
【請求項３】
上記ヒートアップ処理時の恒温槽内壁の温度が計測時の恒温槽の温度より２０℃以上高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶液中のアルコール濃度の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、醸造酒などの各種アルコール飲料などにある、エタノールを始めとするアルコール類の溶液中のアルコール濃度の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エキス分などを含む溶液中のアルコール濃度の測定方法として、７０℃〜１１５℃に加熱された恒温槽内で未知濃度のアルコールを有する溶液を一定量、恒温槽内の蒸発皿やろ紙に滴下させて蒸発させ、そのときの恒温槽内雰囲気のアルコール濃度を接触燃焼式ガスセンサなどで計測して、その未知のアルコール濃度を測定する方法が知られている。
ここでこのような方法の１例について、モデル図を用いて説明する。
【０００３】
図６において符号１’が恒温槽、１ａ’はそのヒータ、１ｂ’は恒温槽内部の温度センサでありヒータ１ａ’とともに恒温槽の内部温度を一定に保っている。また、内部雰囲気はファン１ｃ’により一様に保たれている。
【０００４】
恒温槽１’内部の網棚１ｄ’に載置された蒸発皿の上に置かれた濾紙２’に、恒温槽１’に設けられた導入孔１ｅ’からシリンジ３’の針３ａを通じて一定量の被測定溶液が導入されて、この恒温槽１’内部の温度により速やかに蒸発し、雰囲気中には被測定溶液中のアルコール濃度に対応した濃度のアルコール蒸気が存在するようになる。
【０００５】
このアルコール蒸気濃度を例えば接触燃焼式センサ４’により計測し、その値を元に被測定溶液中のアルコール濃度が算出される。
このような測定を繰り返すためには、恒温槽１’の扉、あるいは、換気口を開けて、内部のアルコール蒸気を含んだ雰囲気を換気によって交換する必要がある。
【０００６】
しかしながら、この換気の際、内部の温度が低下し、そのため測定に必要な温度に復帰するために長時間必要となる。
このため、恒温槽の内部温度が下がらない程度に扉あるいは換気口を開けて手早く換気するのが実状である。
【０００７】
このときの繰り返し測定のタイムチャートを図７に示す。それぞれの計測において、所定の温度となった恒温槽にサンプル（未知濃度のアルコールを有する被測定溶液）を導入し、一定時間後に高温槽雰囲気中のアルコール濃度を測定した後、槽内の温度が大幅に低下しない程度に扉を開けて換気を行う。このときの槽内温度は扉を開けた直後は若干低下するものの、扉の開度が低いため、その後ヒータの働きで所定の温度に復帰し、槽内の換気が充分に行われた頃を見計らい、扉を閉め、再度サンプルを導入する。
しかしながら、この場合、換気が充分ではなく、そのために測定値が不正確となる場合があり、問題となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、迅速で正確な繰り返し測定が可能な溶液中のアルコール濃度の測定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶液中のアルコール濃度の測定方法は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、所定温度に加熱された恒温槽内で未知濃度のアルコールを有する溶液を一定量蒸発させ、そのときの恒温槽内雰囲気のアルコール濃度を前記未知のアルコール濃度を検知するために計測した後、該恒温槽内を換気し、次いで、同様の動作を繰り返して別の溶液のアルコール濃度を測定する溶液中のアルコール濃度の測定方法において、換気工程を通して恒温槽内雰囲気温度を前記計測時の所定温度に保ちながら、換気工程開始と同時に恒温槽壁面を前記計測時の所定温度より高い温度に昇温するヒートアップ処理を行う溶液中のアルコール濃度の測定方法である。
【００１０】
さらに、請求項２に記載のように上記ヒートアップ処理時の恒温槽内壁の温度が計測時の恒温槽の温度より１０℃以上高いことにより、より確実に前の測定の影響を減少させることができ、請求項３に記載のように上記ヒートアップ処理時の恒温槽内壁の温度が計測時の恒温槽の温度より２０℃以上高くとすることで、さらに影響を小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、換気工程を通して恒温槽内雰囲気温度を前記計測時の所定温度に保つ必要がある。そのためには、ヒートアップ時の恒温槽壁面の加熱だけで熱量が不足する場合には換気工程中に恒温槽内に供給される空気を予め加熱する、あるいは、恒温槽内部に別途ヒータを設置するなどの加熱手段を適宜設ける。
【００１２】
なお、換気工程での恒温槽内雰囲気温度は計測時の所定温度に保つ必要があるが、必ずしも厳密に保たれる必要はなく、換気工程が終了した後の計測時にその所定温度になれば良いので、計測時の所定温度に対して±３℃、好ましくは±１℃の範囲であればよい。
【００１３】
本発明では換気工程開始と同時に恒温槽壁面を前記計測時の所定温度より高い温度に昇温するヒートアップ処理を行う必要がある。これにより壁面に吸着され、あるいはその付近に対流しているガス成分が脱着され、換気により速やかに恒温槽外へ排出される。なおヒートアップ処理の温度は予め検討して必要な温度と電力量との関係を調べておき、ヒートアップ処理時にその電力を恒温槽壁面を加温するヒータに供給して対応することが可能で、恒温槽壁面に温度センサを設置する必要は必ずしもない。
【００１４】
ヒートアップ処理は換気工程開始と同時におこなうことが必要である。なお、厳密に同時ではなく実質同時であればよいが、例えば換気工程の途中の１／３以降に行ってもその後の換気が充分に行われないおそれがある。
ヒートアップ処理は通常２０秒以上行う。２分を越えて行うのは実際的ではない。
【００１５】
本発明において、換気開始と同時にヒートアップ処理を行うことにより、恒温槽内壁に吸着されたアルコール類が恒温槽外に排出されるため、効果的に換気を行うことができる。また、換気工程を通して恒温槽内雰囲気温度を前記計測時の所定温度に保つことにより、上記換気効果を高めることができると共に、換気工程後迅速に測定を行うことができる。
【００１６】
なお、換気工程の終了は予め定めた最適換気工程時間によって行っても良いが、恒温槽内雰囲気のアルコール濃度を恒温槽に設けられた接触燃焼式ガスセンサで計測して、所定の濃度（あるいは非検出）となったときに終了するようにしてもよい。
【００１７】
ここで、本発明で用いる恒温槽の例について、モデル的に図１に示した。
図１において符号１が恒温槽、１ａはそのヒータ、１ｂは恒温槽内部の温度センサでありヒータ１ａとともに恒温槽の内部温度を一定に保っている。また、内部雰囲気はファン１ｃにより一様に保たれている。
【００１８】
恒温槽１内部の網棚１ｄに載置された蒸発皿の上に置かれた濾紙２に、恒温槽１に設けられた導入孔１ｅからシリンジを用いて一定量の被測定溶液が導入可能となっている。
【００１９】
溶液は、この恒温槽１内部の温度により速やかに蒸発し、雰囲気中には被測定溶液中のアルコール濃度に対応した濃度のアルコール蒸気が存在するようになる。
【００２０】
このアルコール蒸気濃度を接触燃焼式センサ４により計測し、その値を元に被測定溶液中のアルコール濃度が算出される。
【００２１】
なお、温度センサ１ｂはヒータ１ａとは設定温度を変更できるオンオフ制御式のコントローラ（図示しない）に接続されているが、温度センサ１ｂとを切り替えて使用するための切り替えスイッチ（図示しない）が設けられていて、これらスイッチ及びコントローラの設定温度は測定者によってヒートアップ処理開始時及び終了時に容易に切り替えることができるようになっている。
【００２２】
また、換気時に、恒温槽１に導入される空気を加熱するための加熱用ヒータとファン（図示しない）とが準備されている。なお、このヒータは恒温槽１内の温度を感知するセンサと連動して、恒温槽１内の温度に応じて温度が制御された気流が恒温槽１に導入されるようになっていても良い。
このような恒温槽１を用いて繰り返し測定を行ったときのタイムチャートを図２に示す。
【００２３】
それぞれの計測において、所定の温度となった恒温槽にサンプルを導入し、一定時間後に恒温槽雰囲気中のアルコール濃度を測定した後、扉を開けて換気を行う。このとき扉の隙間から内部に、充分にヒータで加熱された空気をファンで供給しているために、恒温槽雰囲気は所定の温度（±１℃以内）に保たれている。
【００２４】
また、上記換気開始と同時にヒートアップ処理を開始し、一定時間後ヒートアップ処理を終了する。
このヒートアップ処理により、従来であると内壁に吸着されていたアルコールが、あるいは、内壁付近に滞留していたアルコール蒸気が完全に放出され、迅速かつ充分な換気が可能となる。充分な換気が終了した後、扉を閉める。扉を閉めた直前から恒温槽雰囲気は所定の温度（±１℃以内）に保たれているために直ちに測定が可能となっている。
【００２５】
なお、本発明の溶液中のアルコール濃度の測定方法の具体的な用途としては醸造酒の工程管理であるが、この分野における許容誤差としては２０％以下のアルコール水溶液に対して、±０．２％である。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の溶液中のアルコール濃度の測定方法について具体的に説明する。
用いた恒温槽は、モデル的に図１に示したものである。その内部の大きさが縦：１２０ｍｍ、横１２０ｍｍ、高さ１００ｍｍで、内壁はステンレスからなるものである。
【００２７】
被測定溶液の導入量は６０μｌとし、測定時の槽内温度を７０℃に設定し、溶液導入後１分後の内部雰囲気中のアルコールを接触燃焼式センサにて計測し、その後直ちに扉をわずかにあけ、そこから内部にヒータにより７０℃に保たれた空気をファンにより導入して換気するとともに、ヒートアップ処理を開始して内壁温度を計測時の温度±１℃以内に保つ。ヒートアップ処理を３０秒間行った後、さらに２１０秒間上記換気を行った。換気が終了した後扉を閉めて、槽内温度が７０℃に復帰しているのを確認して次の測定を開始した。
【００２８】
［繰り返し測定時の精度］
アルコール（エタノール）濃度が３ｗｔ％、１５ｗｔ％或いは２５ｗｔ％の水溶液を用いて、それぞれ５回の繰り返し測定を、ヒートアップ処理温度を８０℃として行った。
【００２９】
それぞれの繰り返し測定時の精度の変化を図３に示した。また、同様に、ただし、ヒートアップ処理を行わずに、繰り返し測定を行ったときの精度の変化を図４に示す。
図３より、ヒートアップ処理により、繰り返し測定を行ったときの精度が安定し、０．２％以内となることが判る。
これに対して図４では、繰り返し回数の増加と共に誤差が拡大し、０．２％以上となる場合があることが判る。
【００３０】
［ヒートアップ温度の影響］
アルコール濃度が１５ｗｔ％の溶液を用いて、ヒートアップ処理の温度（図中「壁面ヒートアップ温度」）の影響を調べた。結果を図５に示す。
図５より、ヒートアップ処理温度が、測定時の恒温槽温度より１０℃以上高い範囲で、測定誤差が充分に小さくなることが判る。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の溶液中のアルコール濃度の測定方法は、迅速に繰り返し測定を行っても充分に精度の高い優れた溶液中のアルコール濃度の測定方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる恒温槽を示すモデル図である。
【図２】本発明に係る繰り返し測定の一例のタイムチャートである。
【図３】ヒートアップ処理を行ったときの繰り返し測定時の測定精度の変化を示す図である。
【図４】ヒートアップ処理を行わないときの繰り返し測定時の測定精度の変化を示す図である。
【図５】ヒートアップ処理温度と測定誤差の関係を調べた結果を示す図である。
【図６】従来技術で用いる恒温槽を示すモデル図である。
【図７】従来技術に係る繰り返し測定の一例のタイムチャートである。
【符号の説明】
１　　恒温槽
１ａ　ヒータ
１ｂ　恒温槽内部の温度センサ
１ｃ　ファン
１ｄ　網棚
１ｅ　導入孔
２　　濾紙
３　　シリンジ
３ａ　針
４　　接触燃焼式センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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