Рефрактометр для меда инструкция по применению

Пасечники и приемщики всегда проверяют мед на уровень влажности, чтобы определить его качество. Делают это с помощью рефрактометра – специального прибора, который находит массовую долю влаги любого сахаросодержащего продукта питания вне зависимости от условий внешней среды. Подробнее об этом приборе и принципах его эксплуатации читайте далее.

Что это за прибор?

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

Главными элементами рефрактометра являются:

• 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.

Устройство ручного рефрактометра изображено на следующей схеме:

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:

1. На поверхность призмы наносится мед и накрывается сверху защитным стеклом для создания равномерного слоя строго определенной толщины.
2. 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).

3. 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.
4. 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

Рефрактометр бывает нескольких видов:

• 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%.

Обзор популярных моделей

Пчеловоды часто выбирают такие модели рефрактометров:

• PAL-22S. Цифровой карманный прибор с жидкокристаллическим экраном, на котором отражаются показатели влажности меда. Их диапазон – 12-30%. Рефрактометр имеет функцию ATC (+10…+40°C) и работает от двух батареек типа AAA.
  
• PEN-HONEY. Прибор также работает от батареек и измеряет влажность меда в пределах 13-30%. В отличие от предыдущей модели исследуемый продукт не надо наносить на призму, а достаточно кончиком прибора прикоснуться к образцу. Показания можно снять и при источнике света. Корпус этого рефрактометра надежно защищен от попадания внутрь воды и пыли. Призма также имеет защиту от пыли и временного погружения в воду. Прибор оснащен функцией ATC, позволяющей точно анализировать образец при температуре окружающей среды +10…+100°C. Калибровка проводится дистиллированной водой.
  
• HHR-2N. Ручной прибор, который измеряет влажность продукта от 12 до 30%. Он не нуждается в источнике питания, так как в нём отсутствует электронная «начинка». Калибровка проводится с помощью специальной жидкости, которая поставляется в комплекте.
  
• Master-HONEY. Карманный вариант прибора, который позволяет сделать анализ меда в любом месте. Он оснащен функцией ATC и определяет содержание влаги в диапазоне 13-30%. Отличие этого рефрактометра от других в том, что исследуемый образец может быть и в жидком, и в твердом (кристаллизованном) виде. Корпус, кроме окуляра, защищен от струи воды и пыли. Работает прибор при температуре окружающей среды +10…+40°C.
  
• Master HONEY/BX. Ручной оптический рефрактометр с двойной шкалой. По первой из них определяют влажность меда (12-30%), а по второй (Brix) – сахаристость (58-90%). Для калибровки прибора используется дистиллированная вода или специальная жидкость «Сахарозка». Он оснащен функцией ATC и работает при температуре окружающей среды +10…+40°C.
  
• Портативные рефрактометры RHB. Все приборы этой линейки позволяют исследовать образец на влажность по шкале Water (12-27%), сахаристость по шкале Brix (58-90% – у моделей RHB-90 и RHB-90 АТС, 58-92% – у RHB-92 ATC) и плотность по шкале Боме (38-43Be°). Модель RHB-90 не имеет функции АТС, поэтому лучше выбирать приборы RHB-90 ATC и RHB-92 ATC. Все приборы RHB компактные, не нуждаются в источнике питания и поступают в продажу уже в откалиброванном виде.

  

• Рефрактополяриметр RePo-4. Прибор совмещает в себе рефрактометр и поляриметр, поэтому позволяет делать более глубокий анализ меда. Кроме влажности (13-30%) и сахаристости по Brix (0-85%), с помощью него можно узнать содержание фруктозы (от 0 до 99%). Последний показатель позволяет выявить подделку и определить тип меда. Прибор оснащен функцией ATC, имеет защиту от пыли и воды. Для его работы необходим источник питания в виде 4 батареек AAA. Необходимый объем образца для исследования – не менее 3 мл.
  

Обзор на рефрактометр RHB 90 ATC приводится в видео ниже:

Калибровка рефрактометра

Чтобы прибор показывал результат с наименьшей погрешностью, его необходимо откалибровать. Для этого понадобится дистиллированная вода или рефрактометрическая жидкость, которой обычно комплектуются наборы.

Калибровка прибора проводится в такой последовательности:

1. Поднять крышку для освещения дневным светом и с помощью пипетки нанести на главную призму 2-3 капли дистиллированной воды.
2. Закрыть защитное стекло таким образом, чтобы вода равномерно распределилась по всей поверхности призмы. Не должно быть ни пузырьков воздуха, ни пустых мест.
3. Подождать около 15-30 секунд, чтобы образец адаптировался к температуре окружающей среды.
4. Направить рефрактометр в сторону естественного источника света и посмотреть в монокуляр. В центре круга можно увидеть шкалу с деления. Если же градуировка плохо просматривается, нужно настроить фокус монокуляра.
5. Дождаться, пока верхняя часть прибора станет темного цвета, а нижняя – светлого.
6. Подкрутить калибровочный винт таким образом, чтобы граница между темным и светлым областями установилась точно в нулевой отметке или на уровне 78,4% в зависимости от модели прибора.
7. Вытереть поверхность призмы мягкой сухой тканью и использовать рефрактометр по назначению.

Пример того, как выглядит шкала прибора до и после калибровки, представлен ниже:

Инструкция по эксплуатации

Все действия проводятся в той же последовательности, что и при калибровке, но вместо дистиллированной воды на призму наносится несколько капель меда. Пошаговая инструкция такова:

1. Взять пробу меда из сот стеклянной или пластиковой палочкой. Если нужно измерить влажность уже собранного меда, взять пробу из банки. Закристаллизованный продукт неоднородной консистенции и с присутствием твердых частиц предварительно разогреть на водяной бане (до 40°C), охладить до комнатной температуры, тщательно перемешать и использовать по назначению.
2. Открыть защитную пластину, с помощью пипетки нанести на поверхность призмы 2-3 капли подготовленного меда и равномерно его распределить, устраняя все пузырьки и сухие фрагменты. Прикрыть крышку призмы. Если излишки раствора вытекли за пределы зоны измерения, убрать их мягкой тканью.
   
   

   Чем тоньше слой равномерно распределенного меда, тем точнее будут результаты измерений.

3. Подождать 30 секунд, чтобы температура исследуемого образца и прибора сравнялась. Калибровочный винт при этом не трогать – он должен оставаться в первоначальном положении, выставленном при калибровке прибора.
4. Направить рефрактометр в сторону источника света – естественного дневного или от лампы накаливания.
5. Посмотреть в монокуляр, чтобы увидеть результаты измерения. Показатель влажности будет виден на границе бело-синей шкалы. Чтобы повысить четкость градуировки, фокус монокуляра можно корректировать.

Точность измерений зависит от калибровки прибора, а также от одинаковой температуры призмы и исследуемого образца.

Как проверить влажность меда рефрактометром, наглядно показывается в следующем видео:

Как сохранить рефрактометр?

Чтобы прибор прослужил максимально долго, при его эксплуатации стоит помнить о таких рекомендациях:

• Не погружать рефрактометр в воду и не использовать его при влажной или сырой атмосфере. Если внутрь корпуса попадет вода, изображение начнет расплываться. Чтобы устранить неполадку, потребуется помощь квалифицированного специалиста.
• После каждого использования рефрактометр протирать мягкой и влажной тканью. Если этого не делать, последующие измерения окажутся ошибочными, а поверхность призмы повредится.
• При чистке прибора не использовать абразивные или химические средства – они могут повредить поверхность главной призмы.
• Ни в коем случае не разбирать рефрактометр, чтобы не сбить настройки, а также не допустить его падения или удара.
• Оптический прибор бережно хранить, не допуская каких-либо механических повреждений, как так любая царапина на поверхности призмы приведет к искажению измерений.

Чтобы своевременно начать откачку меда, пасечники могут регулярно исследовать показатели его влажности с помощью ручного рефрактометра. Покупателям же данный прибор потребуется для определения качества меда перед его покупкой. Для анализа продукта пчеловодства потребуется минимум сырья, в чем заключается дополнительный плюс прибора.

Пчеловодство — довольно сложная наука, поэтому для получения качественного меда необходимы специальные знания и умения.

Мед, как и любой другой пищевой продукт, должен соответствовать определенным требованиям, которые установлены в ГОСТ 19792-2017. Согласно этому документу, в составе натурального меда необходимо определять содержание воды и сахара.

Определить эти показатели несложно. Для этого применяется оптическое устройство — рефрактометр.

Что это

Рефрактометр измеряет показатели преломления в жидкостях. Конструктивно такие приборы имеют разные исполнения, но самым удобным для использования в полевых и бытовых условиях будет портативное. Несмотря на небольшие размеры, он обеспечивает необходимую точность измерений.

Принцип работы

Основным элементом рефрактометра служит блок, состоящий из измерительной и осветительной призм.

Специальное стекло, из которого изготавливается измерительная призма, характеризуется высоким показателем преломления. Угол призмы относительно оси прибора составляет около 60. Когда луч света проходит через измерительную призму, он значительно отклоняется от её поверхности

Рабочая грань осветительной призмы, которая одновременно служит крышкой измерительного блока, выполняется матовой, что бы измерениям не мешали отражения окружающих предметов.

• На измерительную призму наносится небольшое количество исследуемого материала, которое затем прижимается крышкой.
• Луч света, поступающий через крышку, проходит через тонкий слой жидкости, образуя угол падения.
• На поверхности измерительной призмы луч преломляется и проходит под углом внутри измерительной призмы, попадая через линзы прибора на градуированную шкалу.

Стоит заметить, что значительное влияние на точность показаний оказывает температура образца и окружающей среды, поэтому многие модели рефрактометров снабжены системами термокомпенсации.

Как пользоваться

Рефрактометр для мёда довольно прост в эксплуатации.

Перед измерениями необходимо откалибровать прибор по дистиллированной воде. Для этого необходимо открыть крышку прибора, капнуть пару капель дистиллированной воды на измерительную призму, затем закрыть крышку.

Направить измерительный блок прибора на свет, глядя в окуляр. На окуляре имеется диоптрийная подстройка фокусировки для настройки четкости изображения. Вращая корректирующий винт, необходимо добиться появления границы между светлым и темным полями на отметке ноль. Нижняя часть шкалы должна быть светлой, а верхняя — темной.

После калибровки обе призмы необходимо протереть мягкой хлопковой тканью.

Если мед прозрачен — его можно проверять без предварительной подготовки.

Если же имеются признаки засахаривания, кристаллы или твердые частицы, мед следует растопить в стеклянной пробирке на водяной бане, нагревая до температуры примерно 40оС.

Измерения выполняются следующим образом:

Пару капель меда аккуратно нанести на измерительную призму рефрактометра, предварительно открыв защитную крышку.

При закрывании нужно слегка надавить на крышку. Мед должен равномерно распределиться по поверхности измерительной призмы, чтобы не осталось непокрытых участков и пузырьков воздуха.

Если прибор снабжен системой термокомпенсации, необходимо подождать около 30 секунд, чтобы произошла автоподстройки прибора.

Глядя в окуляр, следует считать показания по соответствующей шкале.

После измерения необходимо тщательно очистить рабочие поверхности прибора от меда с помощью влажной мягкой ткани и просушить.

Инструкция по эксплуатации:



Оптимальные показатели

Влажность, содержание сахара и плотность — это основные физико-химические показатели, которые необходимо контролировать для оценки качества меда.

Рефрактометры измеряют каждый из показателей по соответствующей шкале.

Шкала Brix – это массовая концентрация сахара в жидкости, выраженная в процентах. Например, Brix 50% соответствует 50% раствору сахара.

Шкала Baume показывает плотность жидкости, выраженную в условных градусах Боме. Плотность дистиллированной воды при 15оС принимается за ноль.

Шкала WATER – это массовое содержание воды, выраженное в %.

ГОСТ 19792-2017 устанавливает следующие значения для характеристик качества меда:

• массовая доля воды не должна превышать 20%;
• содержание сахара не должно превышать 65 %.

Плотность меда стандартом не нормируется, но этот показатель характеризует зрелость и качество продукта.

Содержание воды в меде зависит от многих факторов (погоды при медосборе, нектаровыделения), а также характеризует зрелость и возможность длительного хранения

Повышенная влажность меда благоприятна для развития процессов брожения, которые могут сделать его полностью непригодным.

Содержание сахара выше установленной нормы может свидетельствовать о том, что к мёду добавили сахарный сироп, или пчел подкармливали сахаром.

Виды и их сравнение

Для контроля качества меда подходят портативные рефрактометры серии RHB.

В таблице приведены их характеристики:

При выборе прибора следует обратить внимание на наличие системы термокомпенсации (АТС), поскольку точность показаний прибора зависит от температуры. При наличии АТС оптическая система рефрактометра автоматически регулируется в зависимости от температуры окружающей среды в пределах +10…30С. При отсутствии АТС необходимо будет учитывать температурную поправку.

Все приборы данной серии компактны, не требуют ни подключения к электросети, ни использования батереек.

При их использовании необходимо следить за чистотой призм. Следует также избегать использования прибора во влажных условиях, не допускать механических повреждений и попадания воды внутрь прибора.

Оптический прибор рефрактометр несложен в эксплуатации, компактен, может использоваться в полевых условиях, стоимость его невысока.

С его помощью можно определять важные качественные характеристики натурального меда без обращения в специализированные лаборатории. Имея в распоряжении такой прибор, пчеловод всегда может контролировать качество своего продукта.

1. Подготовка образца

Поместите 20-50 г мёда в мензурку или стаканчик и хорошо размешайте его с помощью пластиковой ложки, после чего поместите 2-3 капли размешанного мёда на призму рефрактометра с помощью пипетки.

2. Метод измерения

Ручной оптический рефрактометр серии Master (Master-500, Master-93H, Master-100H, Master-HONEY, Master-HONEY/BX)

Используйте перечисленные выше рефрактометры для измерения сахаристости (Master-500, Master-93H, Master-100H, Master-HONEY/BX) или влажности (Master-HONEY, Master-HONEY/BX) мёда. Поместите немного размешанного образца на призму рефрактометра с помощью пластиковой ложки и закройте покрывающую пластину, убедитесь, что образец распределился равномерно. Посмотрите в окуляр. Линия раздела белого и голубого поля — это результат измерений по шкале %Brix.

После проведения измерения промойте поверхности призмы теплой проточной водой и тщательно высушите с помощью бумажной салфетки.

Карманный цифровой рефрактометр серии PAL (PAL-2, PAL-22S, PAL-3)

Используйте перечисленные выше рефрактометры для измерения сахаристости (PAL-2, PAL-3) или влажности (PAL-22S) мёда. Поместите 2-3 капли размешанного образца на призму рефрактометра с помощью пластиковой ложки и аккуратно распределите его по поверхности призмы. Нажмите кнопку START, и в течение 3 секунд на дисплее отобразится результат измерений по шкале %Brix.

После проведения измерения промойте поверхности призмы теплой проточной водой и тщательно высушите с помощью бумажной салфетки.

Портативный рефрактополяриметр для мёда серии RePo – RePo-4

Заполните углубление измерительной кюветы размешанным образцом с помощью ложки, отступая 3-5 мм от края металлической части. Нажмите кнопку START, и в течение нескольких секунд на дисплее отобразится результат измерений.

Нажимайте кнопки управления шкалами для выбора интересующей шкалы: A.R. для шкалы Угла вращения плоскости поляризации, Brix для шкалы Brix, User для шкал Влажности мёда и Содержания фруктозы.

После проведения измерения тщательно и мягко очистите углубление кюветы теплой водой или спиртом, после чего тщательно высушите с помощью бумажной салфетки.