مبانی رفراکتومتری (قسمت دوم)
انواع رفراکتومتر بر اساس مقیاس آنها و انتخاب رفراکتومتر مناسب
مقیاس رفراکتومترها:
اگر در آزمایشگاهها و یا مراکز تحقیقاتی مشغول به فعالیت باشید حتماً به این موضوع برخورده‌اید که مقیاس‌ها یا واحدهای اندازه‌گیری مختلفی برای رفراکتومترها وجود دارد.
در این جا قصد داریم تا با مقیاس‌های اندازه‌گیری و واحدهای رفرکتومتری آشنا شویم و به این اصل بپردازیم که کدام واحد مناسب چه مصارفی خواهد بود.
۱. رفراکتومتر بریکس (Brix):
همانطور که در قسمت اول سری مقالات مبانی رفراکتومتری اشاره شد، در واقع Brixواحد اندازه‌گیری ضریب شکست نور است؛
همانطور که فارنهایت و سلسیوس واحد اندازه گیری دما می‌باشند. بریکس واحدی است که بیانگر میزان ذرات جامد موجود در یک محلول است و اصولا به درصد حل شوندۀ ماده حل شده در پایۀ حلال بستگی دارد.
مقیاس بریکس توانایی محلول نمونه را بر حسب درصد جرمی بیان میکند. هر چه درجه بریکس محلولی بیشتر باشد، چگالی مواد جامد در آن بیشتر و مقدار آب آن کمتر است.
در نظر گرفتن دمای محیط در هنگام اندازه‌گیری بسیار مهم است، مناسب ترین رنج دمایی ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتیگراد می‌باشد.
- برای استاندارد سازی مبنا، ضریب شکست آب خالص (RI=1.333) است که به عنوان BRIX “0” تعریف می‌شود.
| ماده نمونه | میزان بریکس (بر حسب درصد) |
| روغن های خنک کننده | 0 تا 8 |
| مرکبات مانند آب پرتقال | 5 تا 13 |
| نوشیدنی های گازدار مانند دلستر و نوشابه | 5 تا 15 |
| سیب | 11 تا 18 |
| آب انگور | 14 تا 19 |
| نوشیدنی های غلیظ | 42 تا 68 |
| شیر پر چرب | 52 تا 68 |
| مربا و ژله | 60 تا 70 |
| عسل | 80 تا 85 |
در استفاده از رفراکتومترهای بریکس یک نکته بسیار حائز اهمیت است و آن این است که ذرات ناخالصی و یا محلول در یک مایع همگی به یک میزان تابش نور را شکست و یا اصطلاحاً خم نمیکنند. پس لازم است که هر دستگاه بریکس بر اساس نوع کاربری خود کالیبره شود.
۲. رفراکتومترهای Salinity
رفراکتومترهای Salinity که با نام شوری‌سنج نیز شناخته می‌شوند جهت تعیین غلظت محلول سدیم کلرید در یک ماده به کار می‌روند.
این نوع از رفراکتومترها در صنایع غذایی، پزشکی و صنایع مربوط به پرورش آبزیان به دلیل اهمیت بالای تشخیص میزان سدیم کلراید محلول در آب پرورش آبزیان کاربرد فراوان دارد.
واحدی که برای تعیین مقدار سدیم کلراید یا نمک موجود در یک سیال استفاده می‌شود ppt
(Part per million) است.
3. رفراکتومتر گرانش
در این نوع از رفراکتومترها اساس کار مقایسه چگالی مایع نمونه نسبت به چگالی آب (که وزن مخصوص آن ۱ است) می باشد و نتیجه بر اساس واحد (Sp.Gr.) گزارش می‌گردد.
چگالی نسبی (specific gravity) کمیتی بدون بعد است که به صورت نسبت چگالی ماده مورد نظر به چگالی ماده مرجع تعریف می‌شود. معمولاً از آب به عنوان ماده‌ی مرجع برای اندازه‌گیری وزن مخصوص یک مایع استفاده می‌کنند. از آنجایی که وزن مخصوص از تقسیم چگالی ۲ ماده بدست می‌آید، بنابراین بدون واحد است.
وزن مخصوص از رابطه‌ی زیر بدست می‌آید.
چگالی آب در دمای ۴ درجه‌ی سانتیگراد، برابر با kg/m3ء۱۰۰۰ است.
۴. مقیاس Oechsle
برای تعیین محتویاتِ شکرِ عصاره انگور تخمیر نشده و یا در حال تخمیر (برای شراب) از مقیاس Oechsle که به اختصار (°Oe) نشان داده می‌شود استفاده می‌کنند و در واقع یک مقیاس هیدرومتری است که چگالی انگور را اندازه می‌گیرد و نشان‌دهنده رسیده بودن انگور و محتوای قند مورد استفاده در ساخت نوشیدنی است.
در برخی کشورها مانند اتریش برای سنجش محتوای قند موجود در انگورهای تخمیر شده از واحد Babo KMW استفاده می‌شود. این واحد از طریق فرمول زیر می‌توان به °Oe تبدیل کرد:
چه رفراکتومتری برای چه ماده‌ای مناسب است؟
حال که با انواع مختلف رفراکتومتر و مقیاس‌های اندازه‌گیری آن آشنا شدید، باید این نکته را در نظر بگیرید که برای تعیین غلظت مواد مختلف، همیشه لازم نیست از رفراکتومترهای مختلف استفاده شود.
بلکه گاهی اوقات می‌توان غلظت چندین ماده را با یک رفراکتومتر دستی یا رفراکومتر دیجیتال سنجید.
نکته‌ای که سبب تفاوت می‌شود، درجه‌بندی‌های مختلف رفراکتومترها است. به عنوان مثال ممکن است درجه‌بندی یک رفراکتومتر ۰-۳۲ Brix باشد.
این رفراکتومتر ممکن است برای سنجش غلظت انگور مناسب باشد اما بازه اندازه‌گیری آن برای سنجش غلظت عسل مناسب نیست.
از طرفی اندیس بریکس در مواد مختلف تعاریف مختلفی را ارائه میدهد، مثلاً BRIX 64 می‌تواند یک روان کننده مصنوعی بسیار غلیظ باشد که در صنعت فلزکاری به قالب آسیب خواهد رساند.
اما همین BRIX 64 می‌تواند یک شربت مرغوب با میزان قند مناسب باشد که فروش بسیار خوبی خواهد داشت. در جدول زیر به بررسی همین موضوع پرداخته‌ایم.
| موارد مصرف | بریکس | |
| 1 | مناسب برای تمامی مصارف: | (Brix) % ۰-۳۲ |
| 2 | صنعت پرورش آبزیان و آکواریوم‌ها، اندازه‌گیری غلظت‌های پایین نمک موجود درآب دریا، اندازه‌گیری میزان نمک موجود در غذاهای بسته بندی شده و کنسرو شده | (PPT) 0-100 |
| 3 | صنعت تولید نوشیدنی‌ها، سنجش میزان الکل (آب میوه‌ای که هنوز تخمیر نشده است) | (̊ OE) 0-140 |
| 4 | روغن با غلظت پایین و مایع های بُرش (خنک کننده‌ها و روغن‌هایی که برای خنک کردن در ماشین کاری و فرآیندهای مکانیکی استفاده می‌شوند. ) | (Brix) 0-18 % |
| 5 | صنعت پرورش آبزیان و آکواریوم‌ها، سنجش نمک موجود در محلول‌های غذایی، سنجش میزان غلظت نمک آب دریا، اندازه‌گیری میزان نمک موجود در غذاهای بسته‌بندی شده و کنسرو شده | (Salt) 0-28 % |
| 6 | سنجش سس و کچاپ گوجه فرنگی | (Brix) 0-40 % |
| 7 | مناسب برای تمامی مصارف و زرده تخم‌مرغ | (Brix) 0-50 % |
| 8 | سنجش سس و کچاپ گوجه فرنگی | (Brix) 28-62 % |
| 9 | سنجش آب میوه تغلیظ شده، شیر تغلیظ شده، روغن پارافین، شیره، شربت، مربا، ژله، مارمالاد | (Brix) 45-82 % |
| 10 | صنعت نگهداری زنبور، سنجش میزان آب و شکر موجود در عسل | (Brix) 58-90 % |
| 11 | سنجش عصاره با غلظت بالای شکر | (Brix) 58-92 % |
| 12 | سنجش پروتئین موجود در سرم (serum)، سنجش وزن مخصوص ادرار | (Sp.Gr) 1.000-1.040 |
| 13 | آب میوه که هنوز تخمیر نشده است | (Brix) 0-35 % |
| 14 | سنجش آب مقطر، محلول امولسیونه، روغن برش، گوجه فرنگی، محلول های کشت مخمر، آب گوجه فرنگی،سودا ، شیر سویا، گلابی و پرتغال، مایونز، توت فرنگی، شیر، انگور، سیب، آب میوه، شیر تخمیر شده توسط لاکتوباسیلوس، اسید لاکتیک، رب گوجه فرنگی، نوشیدنی، کمپوت میوه، نکتار میوه، نمک | (Brix) 0-35 % |
| 15 | سنجش سس، کچاب گوجه فرنگی | (Brix) 0-45 % |
| 16 | سنجش سس، کچاب گوجه فرنگی، زرده تخم مرغ | (Brix) 28-65 % |
| 17 | سنجش آب میوه تغلیظ شده، شیر تغلیظ شده، روغن پارافین، شربت، شیره، عسل، مربا، ژله، مارمالاد | (Brix) 58-92 % |
| 18 | سنجش پروتئین، ادرار | (Urine SP. Gr) 1.000-1.0500 |
