JPH02226045A

JPH02226045A - 浸透圧の測定方法及び装置

Info

Publication number: JPH02226045A
Application number: JP4614489A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nabeya; 浩志鍋谷; Atsuo Watanabe; 敦夫渡辺; Mitsutoshi Nakajima; 光敏中嶋; Toshiro Otani; 敏郎大谷
Original assignee: National Food Research Institute
Current assignee: National Food Research Institute
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-07
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802344B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は溶液の浸透圧を直接測定する方法とその装置に
関する。

（従来の技術）溶液の浸透圧を測定する方法として間接測定法と直接測
定法がある。

間接測定法は単位体積の溶液中に含まれるＷｌｌｌのモ
ル数を知り、このモル数をＶａｎ’ｔ　Ｈｏｆｆの式に
合ではめて浸透圧を算出する方法であり、溶質のモル数
を知るには氷点降下法或いは蒸気圧降下法によっている
。

一方、直接測定法は第４図乃至第６図に示す装置を用い
て行っている。

即ち、第４図に示す装置は、半透膜１００を介して溶液
室Ｓ１と溶媒室Ｓ２とを分け、溶媒の浸入が自然に平衡
に達するまで静置し、平衡状態での膜の両側での液面の
高さの差（△ｈ）を読み圧力に換算するように構成され
、また、第５図に示す装置は、半透膜１００を介して溶
液室Ｓ１と溶媒室Ｓ２とを分け、溶媒の流出が平衡状態
となったときの溶媒側の陽圧を圧トランスジューサ１０
１で測定するように構成され、さらに、第６図に示す装
置は、半透膜１００を透過する溶媒の流れを溶液側の液
面の高さり、で観察し、溶媒の流れがゼロでありしかも
り、が溶媒側の液面高さｈｂと同一となるようボンベ１
０２内のガスを圧力調整器１０３、恒温槽１０４を介し
て溶液室Ｓ１に送り込み、平衡状態となるのを待つよう
に構成されている。

（発明が解決しようとする課題）上述した間接測定法にあっては以下の如き課題がある。

（１）氷点降下法による浸透圧の測定では、溶液を過冷
却の状態にしておき、そこへ急激な振動（凍結刺激）を
与えて氷結をおこさせ、このときの温度を測定するとい
った手順をとるため、溶液を安定した過冷却の状態（−
６〜−７℃）に保つ精度の高い冷却槽や振動を与える装
置が必要であり、装置が全体として複雑で高価なものと
なる。

（２）氷点降下法による浸透圧の測定では、溶液の氷点
を精度よく測る必要があり（測定誤差±０．０１ｔ　）
　、高価な温度センサが必要である。また、過冷却の状
態で氷点を測定しているために、理論的には真の氷点を
測定していることにはならない。試料によっては、凍結
刺激を与える前に氷結したり、凍結刺激を与えても氷結
が起こらなかったりするなど測定技術上の問題点もある
。

（３）氷点降下法による浸透圧の測定では、低温で析出
する溶質は浸透圧の換算には算入されないので正確な浸
透圧を測定できない。

（４）蒸気圧降下法による浸透圧計では、露点が蒸気圧
によって決まることを利用して、この露点温度を熱電対
で測定し蒸気圧の変化に換算し、さらに浸透圧に変換す
る方法である。このため測定チャンバー内の温度を精度
良く制御し、しかも熱電対からの信号を温度に変換する
装置も精度の高い高価なものを用いる必要がある。

（５）氷点降下法や蒸気圧降下法による浸透圧の測定で
は、いずれの場合も、浸透圧を直接測定するのではなく
、溶液のモル濃度を測定し、Ｖａｎ’ｔＨｏｆｆの式を
用いて換算を行い間接的に浸透圧を求めている。Ｖａｎ
’ｔ　Ｈｏｆｆの式は希薄な（０，２モル以下）低分子
溶液においてのみ当てはまる式であり、濃厚溶液やタン
パク買等の高分子溶液においては当てはまらない。この
ため、濃厚薄液や高分子溶液において氷点降下度あるい
は蒸気圧降下法を浸透圧に換算する際にＶａｎ’ｔ　Ｈ
ｏｆｆの式を用いることには理論的に問題がある。

また第４図乃至第６図に示した直接測定法にあっては以
下の如き課題がある。

（６）！４図に示した装置にあっては、平衡状態に達す
るまでに長時間（少なくとも数日〜−週間位）を要する
ため、ｉ１１液の腐敗や膜の変形に十分な注意が必要で
ある。これは、溶媒室Ｓ２から溶液室Ｓ１への溶媒の浸
入により溶液室における膜１００近傍の溶液濃度が低下
し、拡散により溶液室全体の濃度が均一化するために膨
大な時間を要するためである。また、溶媒の浸入により
溶媒室内の溶液濃度が全体として低下するため、得られ
た浸透圧の値が真の浸透圧よりも低くなるといった問題
点も有する。これらの問題点を最小限にくいとめるため
に、一般には、膜面積に対して液柱の管径をなるべく小
さくしている。しかし、液柱の管径が溶液室の全容量に
対してあまりにも小さいと、装置の温度変化が非常に鋭
敏に毛管内の液柱の高さに反映するため、装置は少なく
とも±５７１０００℃の恒温槽内に保持する必要がある
。

（７）第５図に示す装置にあっては、溶媒室Ｓ２での陽
圧を測定するため、測定範囲はＯ〜１００ｍｍＨｇと非
常にせまい。

（８）第６図に示す装置にあフては、第４図の装置での
問題点である溶媒の浸入は、ある程度回避できる。しか
し、それでも平衡状態までには長時間（２４時間程度）
を要し、しかもその間、人間が常時液柱の高さを観察し
、圧力調整器を調整していなければならない。

（課題を解決するための手段）上記ｎ題を解決すべく本発明は、セル等を突き合せてな
る装置本体内の空間を半透膜によって溶液室と溶媒室に
画成し、溶液室についてはバルブ等を閉じることで密閉
状態となるようにし、更に溶液室には圧力センサーを臨
ませた。

く作用）溶液室内に溶液を完全に充満した後、溶液室を密閉状態
として溶液室の容積が増大しないようにし、この状態で
溶媒室に溶媒を注入する。すると溶媒室の溶媒の溶液室
への浸入は阻止されつつ溶液室内の圧力は上昇する。そ
して、短時間のうちに平衡状態に達して圧力上昇が停止
するのでこの時点の圧力を測定し、上昇分を溶液の浸透
圧とする。

（実施例）以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明に係る浸透圧測定装置の縦断面図、第２
図は第１図のＡ方向側面図、第３図は第１図のＢ方向側
面図である。

測定装置はその本体１を一対のセルｌａ、ｌｂをボルト
２及びナツト３によって結合する。即ち、セルｌａ、１
ｂにはそれぞれ一面側に開口する略円箇状をなす凹部４
．５を形成し、これら凹部４．５の開口を対向させ且つ
開口線に半透膜６を挟持した状態で一対のセルｌａ、ｌ
ｂを０リング０□、０２を介して突き合せて結合するこ
とでセルｌａ内に溶液室Ｓ１を、セルｌｂ内に溶媒室Ｓ
２を画成する。

ここで前記半透膜６は溶媒室Ｓ２の側面を硬質の多孔支
持板７にてバックアップされている。このようにするこ
とで半透膜６が溶媒室Ｓ２側に膨れるのを防止し溶液室
Ｓ１の容積を一定に保つことができる。

また本体１の外側部にはバルブ８．９を取付け、バルブ
８には上方へ伸びるバイブ１０を接続し、このバイブ１
０の上端に溶液を貯溜するタンク１１を設け、バルブ９
には上方へ伸びるバイブ１２を接続し、このバイブ１２
の上端に溶媒を貯溜するタンク１３を設けている。而し
てバルブ８を開くことでセル１ａに穿設した溶液入口１
４を介して溶液が溶液室Ｓ１内に供給され、バルブ９を
開くことでセル１ｂに穿設した溶媒入口１５を介して溶
媒が溶媒室Ｓ２内に供給される。尚、溶液入口１４及び
溶媒入口１５はそれぞれ溶液室Ｓ１及び溶媒室Ｓ２の円
筒形をなす側面の下半部に開口している。

また、溶液室Ｓ１及び溶媒室Ｓ２の上端には空気抜きＤ
１６．１７が開口し、溶液室Ｓ１の空気抜き口１６には
バルブ１８を設けている。

更にセル１ａには圧力センサー１９の取付穴２０を穿設
している。この取付穴２０は圧力センサー１９を保持す
る部分を円形穴２０ｇとし、圧力センサー１９の先端が
臨み且つ溶媒室Ｓ１の一部となる部分を徐々に拡がるテ
ーパ穴２０ｂとしている。このように圧力センサー１９
が臨む部分をテーバ穴２０ｂとし、溶液入口１４を溶液
室Ｓ１の側面下半部つまり上方への傾斜面に開口せしめ
、更に空気抜き口１６を溶液室Ｓ１の上端に開口せしめ
ることで、溶液室Ｓ１に溶液を充満したときに、溶液室
Ｓ１の一部に気泡が残ることがない、したがって浸透圧
測定において気泡の収縮に起因する測定誤差が生じない
。

以上の如き構成からなる装置を用いて浸透圧を測定する
方法を以下に述べる。

まず、バルブ８とバルブ１８を開いた状態で空気抜き口
１６がら空気を逃がしながら、溶液入口１４より溶液の
注入を行う。空気抜き口１６の上部まで完全に溶液が満
たされた状態でバルブ８とバルブ１８を閉じ、溶液室Ｓ
１を密閉状態とする。次に、バルブ９を開いた状態で、
溶媒入口１５から溶媒室Ｓ２に溶媒を注入する。溶媒の
液面がバルブ１８の高さにまで達した時点で、バルブ９
を閉じ溶媒の注入を停止する。後は、圧力センサ１９で
溶液室内の圧力の上昇を観察し、圧力の上昇が停止して
平衡状態となるのを待つ。最後に、大気圧（溶媒注入直
後の圧力）に対して溶液室Ｓ１の中の圧力がどれだけ上
昇したかを読み取り、これを溶液の浸透圧とする。

（発明の効果）本発明は以上の如き構成及び方法によるため以下の如き
効果を発揮する。

（１１１／ａｎ’ｔ　Ｈｏｆｆの式（低濃度の低分子溶
液でしか成立しない式）を用いた換算に頼ることなく、
溶液室内の圧力上昇を直接的に浸透圧として測定するこ
とができる。

（２）装置の構造が極めて単純であり、しかも小型化で
きる。このため、洗浄および保守管理が簡単にできる。

（３）安価な部品で構成されており、装置全体としての
価格を低く抑えることができる。

（４）空気抜籾用のバルブから下の部分を恒温槽に浸す
だけで系全体の温度制御が可能であり、装置の温度管理
が極めて容易である。

（５）氷点降下法や蒸気圧降下法による間接測定あるい
は従来の隔膜式の浸透圧測定装置とは異なり、周囲の温
度の変化が直接的に測定誤差につながらない、このため
厳密な温度管理を必要としない。

（６）溶液室への溶媒の浸入が全く無く、従来の装置に
比較して極めて短時間（１０時間以下）で、しかも正確
に浸透圧を測定することができる。

（７）本体を構成するセルの強度の許す範囲で、浸透圧
の測定範囲を広げることができる。

（８）溶液と溶媒とを注入した後は、放置しておくだけ
で測定が完了する。このため第６図で示した従来装置に
比較し、測定に必要な労力が著しく低減できる。

（９）圧力センサーの取付穴の一部をテーバ穴とし、溶
液入口を上方へ傾斜する溶液室の下半部に開口せしめ、
更に空気抜き口を溶液室の上端に開口せしめることで、
溶液室内部に気泡が残らず、正確な測定を行える。

（１０）半透膜の溶媒室側の面を多孔質板でバックアッ
プすることで、半透膜が溶媒室側に膨れることがなく、
溶液室の容積を一定に保て、正確な測定を行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る浸透圧測定装置の縦断面図、第２
図は第１図の六方内側面図、第３図は第１図のＢ方向側
面図、第４図乃至第６図は従来の測定装置を示す図であ
る。尚、図面中１ａ、ｌｂはセル、６は半透膜、７は多孔質
支持板、８，９．１８はバルブ、１４は溶液入口、１５
は溶媒入口、１６．１７は空気抜き口、１９は圧力セン
サー、２０は圧力センサーの取付穴、Ｓｌはｉ８液室、
Ｓ２は溶媒室である。第１図特　許　出　願　人　農林水産省食品総合研究所代　理
　人　弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　　弁理
士　　　　大　　橋　　邦　　度量　　　弁理士　　　
小　　山　　　　有１ａ第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半透膜を介して溶媒室とつながる溶液室の上部ま
で溶液を完全に充填して溶液室を密閉状態とし、次いで
溶媒室に溶媒を注入し、この後平衡状態となって溶液室
内の圧力上昇が停止した時の溶液室内の圧力を測定し、
この測定圧力と大気圧との差を浸透圧とするようにした
ことを特徴とする浸透圧の測定方法。
（２）溶液の浸透圧を直接測定する装置において、この
装置は本体内に形成される空間を半透膜によって密閉可
能な溶液室と溶媒室とに画成し、また本体には先端が溶
液室内に臨む圧力センサーを取付けたことを特徴とする
浸透圧測定装置。
（３）前記溶液室の形状は略横置き円筒形をなし、溶液
室内周面の下半部に溶液入口が開口し、溶液室内周面の
上端部に空気抜き口が開口していることを特徴とする請
求項２に記載の浸透圧測定装置。
（４）前記半透膜の溶媒室側の面は多孔質板によって支
持されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の
浸透圧測定装置。