tottetsuketa's diary

オートバイに乗るのが好きなサラリーマンの日記です

酒を蒸留してエタノールを抽出する実験【追々記あり】

【4/25追記】参考になりそうなリンクをいくつか追記しました。

はじめに

昨今のコロナウイルス騒動で、消毒用のエタノールが不足な感じなので酒から蒸留すればとれるんじゃね?って思って実験してみました。

真似するならご自分の責任でお願いします。売ったら捕まるんじゃないかと思うし、アルコール濃度が低い酒の濃度を高めると何かの法律に引っかかると思うのでそれも各自で調べてください。

なお、酒造メーカーも徐々に「消毒に使うなよ!」ってダチョウ倶楽部的な感じでアルコール度数高めの酒の市販を始めましたし、そのうち品不足は解消するんじゃないかなと思っています。

ただ、やってみれば自作好きの人であればそんなに難しくないですし、家に閉じこもってやることもないようであれば、単純に面白いのでまあやり方知っておいて損はないかなと。

この記事が用なしとなったり、想定外の不都合が生じた場合には直ちに削除しようと思っています。(早く用なしになるといいですね)

外観

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得られるもの

  • (おそらく)65~75%濃度のエタノール 

42度のお酒1リットルから大体400~450cc位がとれるような感じです。エタノールの沸点ギリギリで行くと抽出に時間はかかるが濃度が高いエタノールが取れ(でも共沸という現象があるので限界もある)、高めの温度で行くとその分水も一緒に蒸発するので濃度が薄まる感じです。

元のお酒の濃度によっては65%よりは低くなるようですが、再度蒸留することで度数を高められます。ただ、あまり高めるとこれまた法に触れる可能性があるので注意してください。

↓こちらの方が蒸留とアルコール度数の関係、法律との関係を説明してくれていますが、それも含めて自己責任です。最終的には条文等に自ら当たってください。

https://mbp-japan.com/hyogo/komorebipharmacy/column/5048531/

なお、コスト的には単純に消耗品同士を比較した場合、2020年4月上旬現在のぼったくりのエタノールを買うよりは安くできると思います。(自分的にはコストよりはいざとなったら自分でも作れるぞっていう安心感とか、実験をする楽しさや充実感の方が大きい)

参考:マスクやアルコールの在庫や単価など↓

https://zaikosokuho.com/

 

材料(道具)

  • 三角フラスコ 例:IWAKI 三角フラスコ 500mL 1本 4980FK500
  • 三角フラスコのゴム栓 例:アズワン ラボラン赤ゴム栓 NO.12 11入 /9-861-12
  • ゴム栓に穴を空ける道具  例:コルクポーラー 鋸刃 4・5.5・7mm /5-5388-04
  • 外径8ミリの銅管1メートル
  • 内径7ミリのシリコンチューブ1メートル

消耗品

  • なるべくアルコール濃度が高くて安いお酒
  • 割り箸(沸騰石の代わり)
  • 電気代かガス代
  • 氷沢山(上の写真参照)

実際に買ったものはこちら(リンクおかしかったらすいません各自検索して下さい)

【追記】お酒に関してはウオッカとかホワイトリカーで検索すると手頃なものが見つかります。要するに実験に使うお酒はなるべくアルコール(エタノール)度数が高くて、安くて、量が多い方が効率がいいと言うだけのことです。この実験の経験でいうと、雰囲気的にはお酒の容量*お酒のアルコール濃度*0.8~0.9の量のエタノールが取れるかなあ~というところですが、そもそも経験不足なのでなんともいえません。

なお、ゴム栓と銅管はこんなにいらないので人と分けるといいと思います。

原理

というと大げさですけど、酒はざっくりいうとエタノールと水っぽいものが混ざってできています。エタノールの沸点は78度だそうです。つまり酒は80度くらいに温めればエタノールだけが蒸気で出てくると言うわけです。

蒸気は冷やせばまた液体に戻りますので、鍋で温めて、銅で冷やせば液体のエタノールが取れるという寸法です。もっとも、この仕組みが理解できない人はこの先に進まない方が良いと思います。(もしくはエタノール 蒸留などで検索してみてください)

エタノールの蒸留実験は中学校でもアルコールランプ等を使って行うレベルですが、とはいえ、エタノールは引火性ですので場合によっては爆発します。(他の人のを見ていると危なそうなの多い、、)

蒸留に関する基礎知識「蒸留でエタノールを取り出す」↓

http://edu.chemistry.or.jp/teibanjikken/jhigh/pdf/1-1.pdf

事前準備(加工)

その1、銅管を10センチくらい切って、ゴム栓に7ミリくらいの穴を空けてその銅管を通しましょう。銅管のエッジは鋭くなるのでヤスリ等で加工してください。バイク乗りならできますよね。

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なおゴム栓の穴は、試してはいないですがドリルで穴が空きそうな気がしないので上にあるコルクポーラーというものでぐりぐりして穴を空けました。僕と面識がある人だったら穴を空けたゴム栓送るんで言ってください。

加工その2

残った銅管をなるべく平面上になるように伸ばします。冷却時にトレイに置いて氷を乗せます。そのときに氷乗っけてなるべく放置できるようにするためです。

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まあ適当で大丈夫です。シリコンチューブは特に固定せずとも、差し込むだけで大丈夫でした。

やり方

1. 三角フラスコに適当に酒(400CC位)を入れてそこに折った割り箸(1本の半分くらいでいいです。つまり箸1膳から4本取れる)を入れます。

割り箸を入れることで突沸を防ぎます。沸騰石の代わりです。入れないのも試しましたが本当に突沸するので入れた方がいいです。

2.適当な鍋に水を入れて、そこに三角フラスコをそっと寝かせます。台所用のスポンジとかキッチンペーパーを使ってやんわりと固定すると良かったです。

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そっと寝かせるのは、立たせているとフラスコの底で発生した泡でフラスコが振動してガチャガチャと鍋にあたって割れそうになったからです。スポンジも熱湯消毒できて一石二鳥です。

なお直火に掛けたり、IHでも発熱用の板?を使って直接フラスコ(もちろん耐熱)を加熱してもいいのかもしれませんが、温度が高くなりすぎそうなので自分は避けています。この辺はもっと効率を求めるなら追求する価値あるかもしれませんが、今のところそこまで試行錯誤するつもりはありません。追記:やりました。IH用の安いフライパンを買ってきてその上にダイレクトにフラスコを載せてやりましたが、問題なさそうです。

3. セッティングします。

フラスコ→シリコンチューブ→銅管(氷で冷やす)→シリコンチューブ→受ける瓶です。瓶は揮発を防ぐためになるべく口が小さいものがいいですかね。うちは梅酒の瓶がちょうど良かった。(ひょっとしたら銅管無しでシリコンチューブを長くしてそこを冷やしてもよいかもしれない)

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(この画像ではフラスコを立たせてますが、以前のバージョンの写真だからです。)

なお市販のお酒でも蒸留して、飲めるエタノールを抽出することは個人であっても酒税法に抵触するようなので(市販のものを買った段階で税金払ってるのにね~、とも思いますが)、抽出物が飲めないようにするのが重要です。

人によっては蒸留前のお酒に工業用アルコールを入れたりもしているようです。その理屈でいくなら蒸留前のお酒に市販の消毒用のアルコール(例えばキッチン用で人体に無害だけど、飲んじゃダメを唄っているもの等)を混ぜてから蒸留すればいいかもしれませんね。

もしくは、蒸留後の瓶に飲めないものを入れておけばできた瞬間から飲用目的じゃなくなると判断できるかもしれませんね。例えば、市販のエタノール消毒液にも含まれている適量のベンザルコニウム塩化物液(いわゆるオスバンS)を蒸留後のエタノール的なものを集める瓶にあらかじめ入れおくなども良いかも知れません。

いずれにせよ、くどいようですが自己責任で!

4.鍋を火に掛けてそのまま沸騰させていきます。

鍋には蓋の代わりにアルミホイルでも被せとくと効率いいかもしれませんね。

なお、鍋の温度はさっき80度がどうのこうのと書きましたが、普通に鍋のお湯をグラグラと沸かせば大丈夫です(追記:でもグラグラさせない方が取れるアルコール濃度がは高かったです)。実際のところはどうかは分かりませんがフラスコ表面の水の気化熱やエタノールが気化する熱でおそらくフラスコ内部は100度までは行かない感じですので、水も蒸発しますがエタノールの方がガンガン蒸発するからです。

結果アルコール濃度も75%前後(今回42度のお酒から蒸留した自分の場合)になるような感じです。なお念のため言っておくと、エタノールより沸点の低い有害な物質(とはいえ元々飲める酒に入っているもの)も抽出されている可能性があることにご注意です。

5.フラスコ内部の沸騰が弱まったら終了です。

鍋のお湯を継ぎ足しながら沸騰させ続けていると、1時間ちょい位でフラスコ内部の沸騰が弱まります。

おそらくフラスコ内部の液体のエタノールの割合が減っていっているのだと思います。そこからさらに粘るともっと取れると思いますけど、キリが無いのでそのあたりでほどほどな感じで。

なお、完全に推測ですが42度の酒1リットルから400~450cc取れるので、20度くらいの酒ならその半分って感じだと思います。なんかの目安になれば幸いです。

追々記 湯煎じゃなくてダイレクトで

うちはIHなのですが、湯煎の代わりにIH対応のフライパン(安いやつ買ってくる)に直にフラスコを置いても大丈夫でした。まああんまりIHでの高い温度設定にすると突沸する感じなので、弱い設定でじわじわ温度を上げた方が良さそうです。うちはレベルが10あるうちの2で設定しています。スイッチ入れた瞬間はデフォルトで6あたりなので、かなり弱火にするイメージ。

温度計を買ってきてみたところ、450cc程の酒(42%)をその状態で20分くらい温めると沸騰し始めて、それがおよそ82度。そこからは沸騰が始まるので温度の上昇が緩やかになります。おそらくアルコールが飛んだ分、酒の沸点が高くなってまた温度がじわじわ上がるのだと思います。だんだん蒸気に含まれる水の割合が増えていくので、90度くらいでやめるようにしています。大体1時間10分程度ですかね。

そうやって抽出したエタノール水溶液の濃度は、比重を計算して表に当てはめてみるとすると大体70~80度(wt%)になっているようです。消毒液等で使われるVol%に換算すると77~88%って事になるようですが、めっちゃ誤差多そうなので参考までということで。思ったより濃度が高いと思った場合はもうちょっと時間をかけても良いのかも知れません。

なお、折角酒造メーカーがアルコール度数高めの酒を出して、厚労省も消毒用に使って良いとアナウンスしているにもかかわらず転売で価格が上がっているようですね。。。価格もそうですが、手に入らないのがイライラしますね。

そんなわけで、みんな自分で使う分は自作してしまえばいいと思います。消耗品だけでいうと電気代含めて100ccあたり260円くらいでした。そこらのコンビニで売ってる焼酎でも100ccあたり350円くらいです。ホームセンターの4リットルのめちゃ容量大きい焼酎だともっとコスパいいと思います。(器具代がちょっとあれですが、、、まあ楽しむためのおもちゃを買ったと思えば!)

 

TIPS

  • 蒸留に関する基礎知識

http://edu.chemistry.or.jp/teibanjikken/jhigh/pdf/1-1.pdf

  • エタノール濃度の目安(大雑把にわかるもの)

http://www.alcohol.jp/expert/list/01mitsudo60_100.html

http://www.alcohol.jp/expert/expert_table/01mitudo.pdf

注意:三角フラスコのメモリはあまり役に立たないので、水を入れてその重さで実際の容量を調べた方が良さそうです。

  • wtとvolの換算表

http://www.alcohol.jp/expert/expert_table/09%20youryou%20jyuuryou.pdf

  • 蒸留に関する基礎知識2(もう少し詳しい)

http://ee-net.ne.jp/pcb2016/20160808/pdf/mori.pdf

  • 蒸留に関してかなり詳しい

http://takinou-tanshiki.com/3-単式蒸留機の機能/

  • 蒸留とアルコール度数の関係(法律関係の記載もあり)

https://mbp-japan.com/hyogo/komorebipharmacy/column/5048531/

  • 消毒に使えるのか?

https://www.kao.co.jp/pro/hospital/pdf/08/08_05.pdf 科学的な見解

https://www3.nhk.or.jp/news/html/20200317/k10012336231000.html 社会的な?見解

  • 手荒れ対策

https://www.yoshida-pharm.com/carlisle/1201/review04.html

まあ、手が荒れたらハンドクリームを使えば良いのではないかと思います。

  • 法律関係(酒税法)

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%92%E7%A8%8E%E6%B3%95

  • 空き缶での代用

当初は三角フラスコの代わりに空き缶を使ってやってみましたが、できなくはないけど中身が見れないので楽しくない。それに蓋が圧力で吹っ飛ぶんじゃないかという恐怖あり。三角フラスコは思ったほど高くなかったので、何回ややるつもりなら買った方が良い。

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  • 冷却装置

上の写真にもあるように最初は大がかりなものを作りましたが経路が長すぎるとエタノールがなかなか出てこない。それに撤収や準備もめんどくさい。

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やり過ぎた、これ。