Для чего нужен рефрактометр и как его использовать

Posted by   oratorslova Гончаров Сергей
20/05/2021
рефрактометр для фруктов, соков, вина, алкоголя

При консервировании в домашних условиях количество сахара или соли, добавляемое в банки с соком, огурцами или помидорами измеряется ложками или стаканами еще по старым рецептам, газетным вырезкам, рекомендациям соседей и родителей.
А кто проверяет исходное содержание сахара в грушовом или яблочном соке ? Учитывает сорт яблок, груш или слив ?
Может сахара нужно положить больше или меньше ? Ведь сладость может значительно отличаться и в одном случае консервация простоит всю зиму в подвале, радуя членов семьи, своим вкусом, а если сахара или соли положить мало или много, банки могут запросто взорваться.

Для чего нужен и как используется рефрактометр

На все указанные вопросы первый ответ, что приходит на ум - провести анализ в лаборатории. Например методом выпаривания. Нужно устройство подогрева - спиртовка, газовая горелка (Бунзена) и т.д. Плюс чашечка или другая посуда, где налито немного раствора и высокоточные лабораторные весы.
Измерив до начала выпаривания массу жидкого образца и сухой остаток, по пропорции легко определить исходное содержание растворенного вещества.
Вроде бы просто, если не учитывать ряд негативных факторов:

  1. Процесс долгий. Даже если раствора немного, это десяток минут.
  2. А логистика ? Если сад находится за десятки километров от химической лаборатории.
  3. А в домашних условиях где взять точные весы и сколько они будут стоить. Ведь погрешность должна быть минимальной, если результат хотим получить достоверный и кухонные бытовые не подойдут.
  4. А теперь представим, что нам нужно проанализировать концентрацию раствора не в одном, а в десяти образцах ? Так и целый день уйдет на казалось бы рутинную про сути операцию.

И в целом вся эта процедура с нагревом, взвешиванием, с посудой, весами, ожиданием очень напрягает. Альтернатива ? Она есть. Противопоставить лабораторному анализу, можно рефрактометр для соков, вина, меда, антифриза и множества других продуктов в жидком виде.

Причем результат мы получаем буквально за минуту ! Прямо на месте.
Как это делается. Рефрактометры "исповедуют" непрямой метод измерения. То есть используется один из физических эффектов, который преобразуется в другую величину, которую можно наблюдать визуально.
Например возьмем влажность. Кстати здесь метод в чем-то похож на рассмотренный выше (термогравиметрический). Размолотый мельницей образец (пусть это будет зерно) помещается в кювете в сушильный шкаф, нагревается до высокой температуры (в пределах 160 градусов) и потом взвешивается опять же сухой остаток. Если же речь идет о весах-влагомерах, то мы получаем на дисплее готовую цифру.

Используется явление рефракции или преломления светового луча

Алгоритм следующий:

  • лучи (солнечные или от искусственного источника света) проникают через тончайший слой жидкости;
  • при переходе из воздушной среды в раствор, скорость луча замедляется, а сам свет преломляется – отклоняется на угол, пропорциональный концентрации растворенного сухого вещества;
  • далее происходит излом N 2 – при выходе луча из раствора и входе в оптическую линзу;
  • после этого луч движется до измерительной шкалы BRIX.

Выгодным преимуществом подобного внелабораторного метода анализа является минимальное количество пробы - это буквально капелька.

Главное ее равномерно распределить по поверхности оптической призмы.

Ответ мы получаем сразу в процентах. Получается, что рефрактометр сам все "измерил и посчитал". Условно конечно.
Если проанализировать ассортимент рефрактометров, представленных в интернет-магазинах измерительных приборов в Украине, можно обратить внимание, что по внешнему виду они абсолютно идентичны, но вот предназначение у них диаметрально противоположное: не только для фруктов, но и алкоголя, спирта, пива, электролита...

А чем же они тогда различаются ?

Давайте обратимся к такому виду оборудования как инфракрасный анализатор зерна. Несмотря на всю его высокотехнологичную и дорогую электронную и оптическую начинку, особую ценность представляют так называемые калибровки. Без них этот прибор просто куча железа.
Причем уже разработаны калибровки практически на все зерновые, бобовые, масличные культуры (пшеницу, кукурузу, овес, сою) и продукты переработки (шрот, жмых).

Какое это имеет отношение к рефрактометрам ?

В зависимости от предназначения, эти устройства также калибруются на то или иное исследуемое вещество. Понятно, что виноградный или яблочный сок и охлаждающая жидкость резко отличаются по показателям преломления или по оптической плотности.
Более того, можно купить рефрактомер с несколькими шкалами. Например для меда их две: влажность и содержание сахарозы.

Но как со временем происходит с анализаторами, которые начинают "грешить" с результатами измерений, и их необходимо заново калибровать по стандартным образцам зерна, так и с рефрактомерами. Практически все из них позволяют провести перекалибровку самостоятельно.
Для этого достаточно иметь отвертку и эталон. В качестве последнего выступает дистилированная вода, масло или другие жидкости, о которых сказано в инструкции.

Что еще влияет на точность и как ее увеличить ?

Серьезным "врагом" является температура. Нагрев влияет как на оптическую и физическую плотность анализируемых растворов, так и на параметры линз. К счастью, чтобы минимизировать влияние температуры, нам ничего делать не нужно. Почти во всех рефрактометрах присутствует функция термокомпенсации (как например во влагомерах зерна), о чем говорит надпись на корпусе - АТС.

И напоследок, сводный перечень преимуществ рефрактометров:

  1. Не требуют элементов питания. Только свет.
  2. Как следствие, измерения можно проводить в "полевых условиях", с утра до вечера. Пусть это будет пункт приемки молока, пасека, СТО или сад.
  3. Мизерное количество образца. Буквально капля, выдавленная из кусочка плода.
  4. Невысокая цена.
  5. Срок службы достигает 7-10 лет.

АНАЛИЗАТОР GRAINSENSE

Недавнее