Refraktometer

Lys kan absorberes, transmitteres eller reflekteres af materialer. Hvis et materiales sammensætning ændres, påvirker det også dets adfærd over for lys. En af disse egenskaber – den optiske tæthed, som også kaldes brydningsindekset eller brydningsindekset – kan bestemmes med et refraktometer.

Brydningsindekset for gennemsigtige eller svagt absorberende materialer er generelt større end 1 for synligt lys og kan defineres som forholdet mellem lysets hastighed i et vakuum og lysets hastighed i det materiale, der undersøges. Andre fysiske forhold gør sig gældende i tilfælde af stærkt absorberende materialer, såsom metaller og andre elektrisk ledende stoffer. Der kan lys med bølgelængder fra det synlige område kun trænge igennem få nanometer.

Refraktometre bruges ofte til at kontrollere koncentrationen af en kendt blanding af stoffer. Med et analogt refraktometer aflæses værdien på en skala. Denne skala kan anvendes på en speciel måleenhed for det respektive anvendelsesområde. Flere tilstødende skalaer er også mulige. Digitale refraktometre giver ofte den målte værdi som et brydningsindeks og i grader Brix. Grader Brix eller procent Brix er en meget almindeligt brugt måleenhed for refraktometre. I modsætning til brydningsindekset, som er angivet med mindst fire decimaler, rækker Brix-værdien ofte med én eller ingen decimaler. Dette gør det nemmere at læse og sammenligne de målte værdier. Selvom en Brix-grad er defineret som procentdelen af saccharose i en vandig saccharoseopløsning, kan mange andre væsker testes ved hjælp af en Brix-skala. Til dette formål udføres sammenlignende målinger for det pågældende stof ved hjælp af andre metoder. Andre skalaer til specielle applikationer kan også oprettes ved hjælp af sådanne sammenligningsmålinger.

Refraktometer i landbrug og fødevareproduktion
- Kvalitet af råmælk til kalveavl via Brix-værdien,
- Høstmodenhed af frugt via Brix-værdi
- Høstmodenhed eller opbevaringsevne af honning via Brix-værdien, eller som en procentdel af vandindholdet
- Saltindhold i mineralvand, af lud til bagværk, osteproduktion eller f.eks. syltning af grillet mad i procent eller promille
- Alkoholindhold i vin i grader Oechsle eller som en Brix-værdi
- Alkoholindhold i spiritus i volumenprocent alkohol

Refraktometer i industri og handel
- Koncentration eller frysepunkt for kølevæsker
- Koncentration rengøringsmidler
- Klorindhold i væsker
- Væskes vægtfylde
- Forurening af driftsmaterialer eller spildevand

Refraktometre i medicin og farmaci
- Kontrol af kropsvæsker
- Renhedskontrol af farmaceutiske råvarer og præparater

Refraktometerdesign som håndholdte refraktometre , bordrefraktometer eller procesrefraktometer
I henhold til designet kan refraktometre opdeles i håndholdte refraktometre, bordrefraktometre og procesrefraktometre. Hvis du har brug for et refraktometer, der bruges hyppigt i laboratoriet eller på en anden fast arbejdsplads og kun lejlighedsvis forskellige steder, så anbefales et bordrefraktometer. Disse refraktometre tilbyder ofte yderligere funktioner, for eksempel til temperaturstyring af enheden og prøve- eller datagrænseflader til at overføre de målte værdier til en pc eller andre enheder. Hvis du skal have refraktometeret med dig i længere tid, for eksempel for at måle frugtmodningsgraden direkte i marken, eller for at kontrollere kølevæske eller smøremidler på forskellige køretøjer eller maskiner, er let og brugervenlig hånd- holdte refraktometre er mere egnede.

Ønsker du løbende at overvåge værdier i en proces med et refraktometer, er måleforholdene og udgangsformen for de målte værdier de afgørende faktorer for valget. Er du usikker på, om de procesrefraktometre vi tilbyder er egnede til dit behov, så kan du altid kontakte os. Så kan vi sammen afklare om vi kan tilbyde et refraktometer som passer til dig, og leverer måleresultaterne i den ønskede form. Refraktometre til konstant overvågning af processer er normalt permanent installeret og overfører værdierne til en pc eller kontrolstation. Det betyder, at de målte værdier permanent kan kontrolleres, evalueres og analyseres. Det er også muligt automatisk at gribe ind i procesflowet ved at udløse ventiler eller kontakter via koblingsudgangene, når forudindstillede grænseværdier nås. Hvis det ønskes, kan måledataene også registreres i en ekstra datalogger.

Temperaturmåling / temperaturkompensation for refraktometre
Ligesom mange andre materialeegenskaber afhænger brydningsindekset også af temperatur. Denne temperaturpåvirkning på måleresultaterne kan kompenseres fuldstændigt for ved simple installationer til de sædvanlige omgivelsestemperaturer, selv med et simpelt analogt håndholdt refraktometer. Refraktometre med automatisk temperaturkompensation er ofte mærket ATC. En anden måde at tage højde for temperaturpåvirkning er tilslutningsmuligheder for opvarmning med tempereret vand. Hvis et refraktometer ikke har temperaturkompensation, skal temperaturen også måles. Med den målte værdi og temperaturen kan den værdi, der gælder ved 20°C, så bestemmes ved hjælp af tabeller eller programmer.

Målenøjagtighed med refraktometre og håndholdte refraktometre
Med et analogt refraktometer med en optisk skala er aflæsningsnøjagtigheden meget vigtig for nøjagtigheden af måleresultatet. Ud over brugerens praksis afhænger aflæsningsnøjagtigheden også af skalaopløsningen. Analoge refraktometre kan tilbyde nøjagtigheder på ±0,2 % Brix. Digitale håndholdte refraktometre af moderne design bør også garantere en nøjagtighed på ±0,2 % Brix eller 0,0003 nD for brydningsindekset. Laboratorieenheder af høj kvalitet og inline refraktometre opnår nøjagtigheder på ±0,1 % Brix eller 0,00014 nD for brydningsindekset.

Kalibrering for refraktometre og håndholdte refraktometre
Alle refraktometre justeres og kalibreres, når de leveres af PCE Instruments. Du kan selv kontrollere refraktometre og håndholdte refraktometre mellem målingerne med den væske, der er angivet i den respektive betjeningsvejledning, og foretage en nulstilling eller kalibrering. Hvis du kun udfører målinger i en del af måleområdet, kan du også bruge specielle kalibreringsvæsker til dette område. Hos PCE Instruments tilbyder vi også et ISO certificeringsdokument som tilkøb. Her modtager du en kalibreringscertificering, hvor det specifikke produkt er testet og dens værdier er holdt op imod præcise referencer. Yderligere indeholder det testmetode, samt information om din virksomhed og dato for testen.

Brix-måleenheden
Mange af vores refraktometre angiver måleresultatet i grader Brix. En væske har en Brix-grad (=1 % Brix), hvis den har samme densitet som en opløsning af 1 g sukrose i 99 g vand; den har 10 Brix (=10 % Brix), hvis dens massefylde er densiteten af en opløsning af 10 g sukrose i 90 g vand. Sukrose bruges her som referenceskala. Målingen af de opløselige faststoffer i en væske (og dermed tilnærmelsesvis sukkerindholdet) udtrykkes sædvanligvis i "grader Brix"; (° Brix). Dette giver dig indirekte en objektiv værdi for en frugts modningsgrad. Nogle handelsstandarder (f.eks. for kiwier og meloner) foreskriver at "rimeligt modne" frugter, skal have bestemte Brix-værdier. Denne måleenhed, der bruges i refraktometre, er opkaldt efter Adolf F. Brix, en videnskabsmand fra det 19. århundrede, som udviklede den i 1870 for at bestemme sukkerindholdet i væsker. Handelsnormerne for kiwier samt for meloner og vandmeloner foreskriver udtrykkeligt refraktometermåling af Brix-værdien for at bestemme frugtens høstmodenhed.

Konvertering af Brix-værdier
Hvis du har valgt et passende refraktometer, men har brug for en anden værdi end den viste, er det ofte muligt at konvertere værdien ved hjælp af tabeller, eller beregnes ved hjælp af formler. I nogle tilfælde er det tilrådeligt selv at bestemme omregningsfaktorer ved hjælp af referencemålinger.

Bestemmelse af det potentielle alkoholindhold i druemost ud fra Brix-værdien
Det potentielle alkoholindhold kan også indirekte bestemmes med et simpelt håndholdt refraktometer med måleenheden grader Brix. Jo højere sukkerindholdet er i en most, jo højere densitet. Det betyder, at lysstrålen har en lavere hastighed og afbøjes. Omfanget af denne afvigelse afhænger af koncentrationen af sukkeret og andre opløselige stoffer. Det skal tages i betragtning, at temperaturen påvirker målingen. Hvis det anvendte refraktometer ikke har temperaturkompensation, skal temperaturen måles separat, og den tilsvarende målte værdi for 20°C tages fra tabeller. Inden selve målingen skal refraktometeret kalibreres. Prøven skal forberedes ved at filtrere mosten. Læg nu 1 - 2 dråber af prøven på prismet. Prøvevæsken fordeles jævnt ved at trykke på det hængslede låg. Der skal altid foretages mindst to målinger.

Ud fra et resultat mellem 15 og 25 °Brix for 20 °C kan alkoholindholdet beregnes ved hjælp af følgende formel:

(0,6757 x Sukroseindholde (grader Brix)) -2,0839 = Alkoholindhold (%Vol)

Her er et eksempel:
Et saccharoseindhold på 20,7 °Brix målt.
Indsæt dette i formlen:
(0,6757 x 20,7) - 2,0839 = Alkoholindhold
13,987 - 2,0839 = Alkoholindhold
Alkoholindhold = 11,903 %Vol