Рефрактометр – это оптический прибор с источником питания или без него, который измеряет концентрацию растворенных в жидкой среде частиц при помощи светового луча. В пчеловодстве он используется для определения массовой доли влаги в меде.
Согласно требованиям ГОСТа, данный показатель должен держаться в диапазоне 18,5-21%, который также считается диапазоном качества меда. Эти числа определены не случайно, а в связи с такими особенностями продукции пчеловодства:
- При влажности менее 18% мед становится излишне вязким.
- При влажности более 21% активизируются присутствующие в меде дрожжевые микроорганизмы, которые перерабатывают сахар и влияют на сахаристость продукта. Более того, они запускают процессы брожения, поэтому продукт становится непригодным для употребления.
Чтобы массовая доля воды меда не превышала 21%, при его откачивании из гнезд пчелиных семей нужно обтирать соты, которые на 2/3 своей высоты запечатаны восковыми крышечками. Дополнительно контролировать содержание воды нужно с помощью рефрактора.
Разным сортам меда при органолептической оценке присуща разная вязкость, поэтому визуально оценить их водность не всегда представляется возможным.
Устройство прибора
- Призма. Это ключевой оптический элемент в виде «предметного столика», куда наносится исследуемое вещество. Сделан из материала с высоким коэффициентом преломления.
- Защитное стекло на шарнире. Гладкой поверхностью стекло опускается на призму и сжимает исследуемый слой.
- Калибровочный винт. Располагается на наклонном срезе. Задействуется при калибровке прибора. В комплект поставки входит специальная миниатюрная отвертка для вращения винта до установки разделительной линии на нужной отметке.
- Система оптических линз. Находится внутри корпуса, а именно – в области наклонного среза. Линзы окрашены в синий цвет и имеют оптически однородную структуру. Они выполняют функцию преломления света – искусственного (от лампы) или естественного (от солнца).
- Биметаллическая пластина. Это «корректор», который встроен внутрь корпуса и меняет оптические характеристики рефрактометра в зависимости от температуры.
- Шкала. Через систему оптических линз луч света попадает на шкалу – проградуированную окружность. Освещенная часть шкалы будет светлой, а остальная – темной (на неё не падает луч света). Во многих моделях рефрактометра, предназначенных для анализа меда, присутствует сразу несколько шкал:
- WATER. Водяная шкала с показателями в диапазоне 12–27%. Помогает определить влажность исследуемого продукта.
- Brix (Брикс). Шкала со значениями 58-90%, по которой узнают содержание сахара в меде. Например, если показатель Brix составляет 80%, это означает, что в 100 г меда содержится 80 г сахара.
- Baume (Боме). Шкала с условными градусами Боме (Be°), которая измеряет плотность жидкости. Например, плотность чистой дистиллированной воды при +15°C соответствует 0Be°, а показатель 15Be° соответствует плотности 15% раствора поваренной соли.
- Монокуляр. Специальное отверстие на рукоятке прибора, в котором можно увидеть результат исследования.
Принцип работы
В основе функционирования рефрактометра лежит метод рефрактометрии, который предполагает анализ исследуемого вещества по показателю преломления солнечного луча, попадающего на данное вещество. Реализуется данный принцип следующим образом:
- На поверхность призмы наносится мед и накрывается сверху защитным стеклом для создания равномерного слоя строго определенной толщины.
- Попадая на мед, луч падающего света переходит из одной среды в другую, а на их границе отклоняется от прямолинейного направления на некоторый угол, то есть преломляется. Чем плотнее среда, тем сильнее замедляется скорость луча.
Величина угла преломления света зависит от состава раствора и его плотности (концентрации).
- Далее внутри корпуса луч света проходит через систему оптических линз, попадает на шкалу прибора и перемещается вниз или вверх в зависимости от угла своего преломления. Сама шкала напоминает ртутный термометр или градусник для измерения температуры тела, где столбик с жидкостью движется вверх или вниз.
- Одна часть шкалы освещается, в друга – остается в темноте. По линии раздела между светом и тенью можно определить оптическую плотность или коэффициент преломления исследуемого состава.
Разновидности прибора
- лабораторный – настольный прибор большого размера и веса;
- промышленный (поточный) – автоматический рефрактометр, который встраивается в технологические установки и работает в реальном масштабе времени;
- портативный – оптический прибор, которым пользуется большинство пчеловодов и продавцов меда, поскольку он имеет компактный размер и с максимальной точностью проводит все измерения.
Если анализы раствора планируется проводить в больших объемах и количествах на производственных предприятиях, нужно выбирать промышленные рефрактометры. Для частников же и представителей малого бизнеса лучший выбор – портативные приборы.
Портативные модели также могут быть двух типов:
- цифровыми – имеют жидкокристаллический экран, на котором изображаются показатели измерений, обычно работают от батареек и одновременно могут определять различные характеристики меда;
- ручными – лишены электронных схем и элементов питания, поэтому для их работы необходим естественный или искусственный свет.
Ручные рефрактометры привлекательны с точки зрения приемлемой цены, компактных размеров и высокой скорости анализа, однако более практичными являются цифровые модели, которые можно использовать даже ночью.
Особенности рефрактометра с функцией АТС
Чтобы рефрактометр точно показывал уровень влаги в меде, измерения нужно проводить при температуре окружающей среды +20°C. Конечно, в большинстве случаев пасечнику сложно соблюсти данное условие. Это учили производители рефрактометров, которые оснастили выпускаемые модели функцией автоматической температурной компенсации (АТС). Она устраняет влияние колебаний температуры окружающей среды на точность измерений. Происходит это благодаря биметаллической пластине, которая при перепадах температуры растягивается или сжимается, поддерживая корректную работу оптической системы прибора.
Величина сдвигов пластины рассчитана таким образом, чтобы полностью компенсировать влияние температуры на коэффициент преломления.
Как выбрать рефрактометр для меда?
Портативные рефрактометры предназначены для исследований разных продуктов, но по внешнему виду они практически ничем не отличаются. Чтобы выяснить, подходит ли конкретный прибор для меда, следует исходить из двух параметров:
- Химического состава исследуемого раствора. Для меда и других сахаросодержащих растворов нужен рефрактометр, который определяет количество сахара и влажность раствора. Приборы, которые измеряют уровень белка и сухого остатка в молочной пробе, пригодны для анализа молока и молочных продуктов. Для исследования меда они не подходят.
- Значений шкалы Brix. Мед относится к высоко насыщенным растворам, поэтому для него подойдут рефрактометры со следующими значениями шкалы Brix – 45-82%, 58-92% или 0–87%.
Оставить комментарий: