JPH04181153A - アルコール濃度測定装置 - Google Patents

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、日本酒や葡萄酒等のアルコール飲料の醸造過
程における醗酵物に含まれているアルコールの濃度を測
定する装置に関する。

（従来の技術） 醸造過程におけるアルコールの濃度を測定する場合には
、アルコールを含有する醗酵物が澱粉等の固形質成分を
含むため、通常醗酵物をフィルタにより濾過して固形′
＃Ｊを除去した溶液分を抽出し、次いてこれを蒸留して
エキス分を除いたものをサンプルに用い、これの比重を
浮子式比重計で測定してアルコール濃度に換算する手法
が用いられている。

このため浮子を浮遊させることができる１００ＣＣ程度
の大量のサンプルか必要となり、濾過や蒸留に時間が掛
り、サンプルの調製に数時間を要するという問題かある
。このような問題を解消するために、濾過により得た溶
液分をと閉空間に溶液を収容して一定温度における気液
平衡状態での気中アルコール濃度をガス検出器により測
定する方法等か提案されている。このような手法によれ
ば、蒸留工程か不要となるためにサンプル調製に要する
時間を短縮することかできるものの、それでも測定精度
を保持するためには依然として１００ＣＣ程度のサシプ
ルを必要とするばかりてなく、濾過では除去されなかっ
た糖質等のエキス分の濃度により平衡蒸気圧か左右され
るため測定誤差が０．４ｖｏｌパーセントにも達すると
いう問題がある。

もとよりこのような問題を解消するためには、精児分析
装冨であるガスクロマトグラフィを用いることも考えら
れるが、装置が高価であるばかりてなく、操作か面倒で
取扱いに熟ＭＩヲ要するという問題がある。

（発明か解決しようとする課題） 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、その目的とするところは、可及的に少ないサンプルを
用いて簡便な手法で醗酵物のアルコール濃度を高い精度
で測定することのできる新規な装Ｍを提供することであ
る。

（課題を解決するための手段） このような問題を解消するために本発明においては、密
閉空間を構成する測定室にガス検出器及び液体蒸発手段
を収容するとともに、前記液体蒸発手段の温度を８０℃
及至１１５°Ｃに維持する温度制御手段と、前記ガス検
出器からの出力の最高値を検出する手段を備えるように
した。

（発明の作用） 固形成分を除去されたサンプルを液体蒸発手段に注入す
ると、サンプルは８０度乃至１１５℃て加熱されて糖質
などのエキス分を除く水分とアルコール分だけか強制的
にほぼ同時に気化されて密閉空間に充満する。この空間
のアルコールの濃度をガス検出器により検出してそのピ
ーク１を測定する。これにより、エキス分に左右される
ことなくアルコール濃度を測定することかできる。また
ガス検出器出力のピークを検出しているため、検出工程
でアルコールか例えガス検出器により消費されたつ、ま
た密封空間から漏洩して徐々にアルコール濃度の低下し
ても高い精度で測定することができる。

（実施例） そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものであって、図中符
号１は測定室２を形成する筐体で、上部には蓋体３によ
り密閉可能な開口４か形成され、また内面には断熱材５
及びヒータ６を介して内ケース７を収容している。内ケ
ース７には内部の気体を攪拌するとともに掃気を促すフ
ァン８と後述するアルコール検出器９及び試料気化器１
゜か収容されでいる。９は前述のアルコール検出器で、
この実施例では周囲を金属粉末を筒状型に焼結してなる
防爆ケース１１に接触燃焼式ガスセンサー］２を収容し
て構成されている。接触燃焼式ガスセンサー１２は、白
金からなるヒータに担体を取付け、これの表面に貴金属
触媒を塗布して構成されていて可燃性ガスが接触すると
酸化触媒の表面で接触燃焼させ、この燃焼熱による温度
変化をヒータの抵抗変化としで検出するもので可燃性ガ
スに対して極めで高い測定感度を示すものである。

１ｏは試料気化器で、蓋体３が筐体１の開口４を密閉し
たとき、筺体１の試料注入１３に対向する位百に配Ｈさ
れ、内部には後述する温度制御装置からの電力の供給を
受けるヒータ１４、及び温度検出器１５か設けられてい
る。なお、図中符号１６は筺体１の開口４と蓋体３の間
に配置された網体からなる内Ｍを示す。

第２図は信号処理系を示すものであって、図中符号１７
は前述の温度制御装置で、温度検出器１５からの信号と
基準温度Ｔ。とを比較し、試料蒸発皿］０か基準温度Ｔ
。を維持するようにヒータ１４に供給する電力を調節す
るように構成されている。１８はセンサー駆動回路で、
接触燃焼式ガスセンサー］２をブリッジ接続してガス成
分の濃度に比例する信号を出力するものである。１９は
ピーク検出回路１９で、センサー駆動回路駆動回路１８
から検出信号の最高１を検出し、ホールド回路２０を作
動させてこの最高俤を測定信号として出力させるもので
ある。

この実施例において、電源を投入すると試料蒸発皿１０
は、温度制御回路］７から電力の供１８を受けるヒータ
１４により基準温度Ｔ。まて加熱され、また内ケース７
は結露を引起こせさせない５５℃及至６０°Ｃ程度に加
熱される。

この状態で、醗酵物を濾過して固形成分か除去された０
、　１ＣＣ程度の液状サンプルを注射器Ｓにより試料注
入口］３から試料蒸発皿１０に注入すると、サンプルは
試料蒸発皿１０の熱を受けて糖質等のエキス分を残すよ
うにしてアルコール及び水分たけがは（よ瞬間的に気化
される。これにより測定室２には水蒸気とアルコールか
充満することになる。もとより内ケース７は５５及至６
０℃に維持されでいるので、瞬間的に発生した蒸気か内
ケースの表面に結露するようなことにはならない、これ
ら蒸気は、防爆ケース１１を通過して接触燃焼式ガスセ
ンサー１２に到達し、接触燃焼式ガスセンサー１２によ
りアルコール濃度に比例した出力に変換されてセンサー
駆動回路１８を介しで出力される。

センサー駆動回路１８から出力された検出信号は、第３
図に示したように試料注入時点ｔ。かう急激に上昇し、
所定時間ｔ、後通常３ｏ乃至６０秒後に最高値Ｐに到達
する。最高値は、ピーク検出回路１９により検出されて
ホールド回路２０に保持される。検出信号が最高値に到
達した後は、アルコールが接触燃焼式ガスセンサー１２
の貴金属触媒の表面で燃焼されて消費されたり、また徐
々に漏洩して空間のアルコール濃度が低くなりこれに伴
って検出信号のレベルも時間とともに低下する。

このようにして１つのサンプルについでの測定か終了し
た段階で蓋体３を開放すると、内ケースに残留しでいる
蒸気は対流により内蓋］６の網目から外部に揮散して、
代って新鮮な空気と言換する。試料蒸発皿］○に残留し
ているエキス分を清掃してから蓋体３を閉しると次の測
定が可能となる。

このように液状サンプルをは（よ瞬間的に気化させで測
定することから、試料蒸発皿］○の温度を水、及びアル
コールを蒸発させるに足る温度に維持していればよいが
、蒸発皿の温度が高過ぎるとサンプルに含まれている＠
質等のエキス分か灰化して蒸発皿に付着するという不都
合も王しる。

すなわち、試料蒸発皿１０の温度が１３５℃を超えると
、溶液中に含まれる糖質や蛋白質等のエキス分か炭化し
て、試料蒸発皿に拭取つ不可能な残渣を生しるばかりで
なく、エキス分の炭化ガスか接触燃焼式ガスセンサー１
２に付着して回復不可能なＩＩ！害を引起こすから、蒸
発皿１０の上回の温度は１３５℃以下でなければならな
い。

しかしながら、蒸発皿］０の温度を溶液の蒸発可能でか
つ糖質の炭化が生しない温度１３５°Ｃ未満に維持しで
測定していても、サンプルに含まれるアルコール濃度に
より測定誤差が生じるという問題がある。

このため、試料蒸発皿１］の最適な温度について調査す
るために試料蒸発皿１０の温度をパラメータに採ってア
ルコールの濃度が異なる試料について測定を行ったとこ
ろ第４図に示すような結果を得た。

すなわち、回復不可能なｐＪ害を発生させることのない
温度１２０℃でサンプルを蒸発させた場合には、サンプ
ル中のアルコールだけが水分よりも先に蒸発して測定室
の隙間から外部に揮散しやすくなるため、サンプル中の
アルコール濃度が１０パーセントを超える附近から接触
燃焼式ガスセンサー］２の出力はサンプルのアルコール
濃度に比例しなくなる（■）、もとよりこのような問題
を解消するために測定室の気と牲を高めることも考えら
れるか、筐体構造の複雑化や測定室の圧力変化により新
たな測定誤差を生しる等の新たな問題を招くことになる
。

蒸発皿１０の温度を少し下げて１１５℃とすると、検出
器１２からの出力は、アルコール濃度に対して極めて高
い直線性を持つようになった。このような高い直線性を
維持する試料蒸発皿１］の温度は８０”Ｃまで続いた（
第４図工）、なあ試料蒸発皿１０の温度か８０℃に満た
ない場合には、サンプルの蒸発に時間を要しこのために
サンプルのアルコールか完全に蒸発するまてに接触燃焼
式ガスセンサー］２によるアルコールの消費が無視でき
ない程に進む（■）。

これらの結果から試料蒸発皿の温度！　８０　’ＣＣ主
１１１５℃維持すると、醸造物に含まれる０及至２６パ
ーセントのアルコールの濃ｇを高い精度で測定できるこ
とが判明した。

なお、この実施例においではアルコール検出器としてヒ
ータに担体を介して貴金属触媒を塗布した形式の接触燃
焼式ガスセンサーを用いるようにしているか、ヒータに
酸化物半導体を塗布しで構成された半導体ガスセンサー
のように、被測定対象ガスの一部を消費を伴なうタイプ
のものを用いた場合にも同様の作用を奏することは明か
である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明においでは、ヱ閉空間を構成
する測定室に可燃性ガス検出器及び液体蒸発手段を収容
するとともに、液体蒸発手段の温度％８０″Ｃ及至１１
５°Ｃに維持する温度制御手段と可燃性ガス検出器から
の出力の最高値を検出する手段を備えるようにしたので
、サンプルに含まれでいる液体成分だけをほぼ同時に強
制的に蒸発させることができ極めて少ないサンプル量で
サンプルのエキス分濃度に左右されることなく、醗酵物
のアルコール濃度を高い精度と信頼性で極めて短時間で
測定することができる。

また可燃性ガス検出器のピーク値を持っで測定信号とし
ているので、例え可燃性ガス検出器かアルコールを消費
する形式のものであったり、測定室の気密性が低くて空
間のアルコール濃度が時間とともに低下ような場合でも
測定精度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の断面図、第２図
は同上装置の動作を制御する回路のブロック図、第３図
はアルコール検出器からの出力信号の時間的変化を示す
線図、第４図は試料気化器の温度をパラメータとしたと
きのサンプル中のアルコール濃度と検出器出力の関係を
示す線区である。 １・・・筺体　　　　　　　　２・−・測定室３・・・
蓋体　　　　　　　　４・・・蓋体６・・・保温用ヒー
タ　　　　７・・・内ケース９・・・アルコール検出器
　　１０・・・試料蒸発皿１２・・・接触燃焼式ガスセ
ンサー ］３・・・試料注入口　　　　］４・・・ヒータ］５・
・・温度検出器 第２図 第３図 アルコール濃度　（’ｌ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　密閉空間を構成する測定室にガス検出器、及び液体蒸
   発手段を収容するとともに、前記液体蒸発手段の温度を
   ８０℃及至１１５℃に維持する温度制御手段と、前記ガ
   ス検出器からの出力の最高値を検出する手段を備えてな
   るアルコール濃度測定装置。