รู้จักความหวาน เครื่องมือวัดและวิธีการใช้งาน

เครื่องวัดความหวาน (Brix Refractometer) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดประเมินปริมาณความหวาน (น้ำตาล) ในหน่วยบริกซ์ % Brix ซึ่งเป็นหน่วยที่ได้รับการยอมรับในอุตสาหกรรมและอาชีพต่างๆ หนึ่งในการใช้งานโดยทั่วไปคือในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมไวน์และเบียร์เพื่อติดตามการหมัก

 

การวัดค่า Brix (หรือ Brix scale) เป็นการใช้งานที่รู้จักกันดีในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มและอื่นๆ พูดอย่างเคร่งครัดการวัด Brix จะกำหนดปริมาณซูโครสบริสุทธิ์ในน้ำหรือสารละลาย

เครื่องวัดความหวานคืออะไร?

เครื่องวัดความหวานจะวัดค่าดัชนีการหักเหของแสงซึ่งจะวัดปริมาณน้ำตาลของสารละลายผ่านการหักเหของแสง ทำงานคล้ายกับไฮโดรมิเตอร์ แต่ใช้งานได้สะดวกกว่ามาก เครื่องวัดให้ผลการวัดค่าเป็นเปอร์เซ็นบริกซ์ (%Brix) และค่าความถ่วงจำเพาะ

 

การวัดบริกซ์สามารถทำได้โดยวัดดัชนีหักเหและความหนาแน่น เมื่อวัดปริมาณซูโครสในน้ำบริสุทธิ์เทคนิคจะให้ผลลัพธ์เช่นเดียวกัน อย่างไรก็ตามสำหรับตัวอย่างอื่น ๆ จะได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเครื่องมือ (เทคนิค) ที่ใช้ มาตราส่วนบริกซ์ Brix เป็นมาตราส่วนยอดนิยมที่ได้มาจากดัชนีหักเหของสารละลายที่ 20 องศาเซลเซียส (68 ฟาเรนไฮต์) เดิมถูกสร้างขึ้นโดยการกำหนดเปอร์เซ็นต์ของน้ำตาลซูโครส (โดยน้ำหนัก) ที่ละลายในสารละลายซูโครสและน้ำ กล่าวอีกนัยหนึ่งการละลายซูโครส 10 กรัมในน้ำบริสุทธิ์ 90 กรัมจะทำให้ได้สารละลายบริกซ์ 10% วิธีการที่เรียบง่ายนี้ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เพื่อกำหนดความเข้มข้นของของเหลวต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ บริกซ์ยังทำหน้าที่เป็นรากฐานในการสร้างและใช้เครื่องชั่งมาตรฐานจำนวนมากที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆเช่นยาเครื่องสำอางยานยนต์และ R & D

 

หนึ่งในการใช้ Brix ที่พบบ่อยที่สุดในปัจจุบันคือการกำหนดของแข็งที่ละลายในน้ำ (ระดับน้ำตาล) ในผลิตผลสด มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างค่า Brix ของพืชกับรสชาติความหนาแน่นทางโภชนาการและคุณภาพโดยรวม บริกซ์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม การเปลี่ยน Brix แม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากระหว่างแบทช์ดังนั้นจึงใช้เครื่องวัดการหักเหของแสงที่มีความแม่นยำสูงเพื่อรักษาความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ในห้องปฏิบัติการควบคุมคุณภาพ

 

ข้อดีของเครื่องวัดการหักเหของแสงคือรุ่นส่วนใหญ่มีฟังก์ชั่นการชดเชยอุณหภูมิอัตโนมัติดังนั้นจึงสามารถนำตัวอย่างจากกาต้มน้ำบดหรือต้มได้โดยตรง ประโยชน์ประการที่สองคือต้องการเพียงตัวอย่างขนาดเล็กมากเท่านั้น ของเหลวสองสามหยดให้การอ่านที่แม่นยำ สิ่งนี้มีประโยชน์มากในระหว่างการต้มเบียร์หรือในระหว่างการหมักเมื่อนำหลายตัวอย่างต้องใช้เวลานานและทำให้สิ้นเปลืองเบียร์มากขึ้น

หลักการทำงานของเครื่องวัด

เมื่อแสงเข้าสู่ของเหลวจะเปลี่ยนทิศทาง สิ่งนี้เรียกว่าการหักเหของแสง เครื่องวัดการหักเหของแสงจะวัดองศาที่แสงเปลี่ยนทิศทางเรียกว่ามุมหักเห เครื่องวัดการหักเหของแสงจะนำมุมการหักเหและสัมพันธ์กับค่าดัชนีหักเห (nD) ที่กำหนดขึ้น เมื่อใช้ค่าเหล่านี้คุณสามารถกำหนดความเข้มข้นของสารละลายได้ ตัวอย่างเช่นสารละลายมีดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในน้ำ ค่าBrixเชื่อมโยงกับดัชนีการหักเหของแสง (nD)

 

ปริซึมในเครื่องวัดการหักเหของแสงมีดัชนีหักเหมากกว่าสารละลาย การวัดจะถูกอ่าน ณ จุดที่ปริซึมและสารละลายบรรจบกัน ด้วยสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำดัชนีการหักเหของแสงของปริซึมจะมากกว่าตัวอย่างมากทำให้เกิดมุมการหักเหของแสงขนาดใหญ่

 

เครื่องวัดการหักเหของแสงส่วนใหญ่จะวัดตัวอย่างใน Brix ซึ่งเป็นมาตราส่วนที่ใช้ในการวัดความถ่วงจำเพาะโดยผู้ผลิตไวน์เป็นหลัก บางคนยังใช้มาตราส่วนดัชนีหักเห (RI) ทั้งดัชนี Brix และ RI จำเป็นต้องแปลงเป็นค่าความถ่วงจำเพาะมาตรฐานหรือสเกลเพลโตโดยใช้สูตรเนื่องจากสาโทไม่มีคุณสมบัติสะท้อนแสงเช่นเดียวกับน้ำน้ำตาลธรรมดา

ชนิดของเครื่องวัด

การออกแบบหลักของเครื่องวัดบริกซ์  มีสองแบบได้แก่ อุปกรณ์ออปติคอลหรือดิจิตอล แม้ว่าทั้งสองประเภทจะทำงานโดยใช้หลักการเดียวกัน แต่ก็ทำงานแตกต่างกันเล็กน้อย เครื่องวัดการหักเหของแสงแต่ละประเภทยังแบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มย่อย มีเครื่องวัดการหักเหของแสงแบบ Brix เฉพาะ (เช่นสำหรับไวน์หรือแยมหรือเยลลี่) เครื่องวัดการหักเหของแสงแบบ Full Brix และเครื่องวัดการหักเหของแสง Brix แบบ จำกัด

วิธีใช้เครื่องวัดบริกซ์แบบออปติคอล

• 1) วางของเหลวตัวอย่างหลายหยดลงบนปริซึม
• 2) ปิดและปิดฝาเพื่อให้สารตัวอย่างแนบกับปริซึม
• 3) มองผ่านเลนส์ตาในขณะที่ชี้เครื่องวัดการหักเหของแสงไปที่แหล่งกำเนิดแสงโดยตรง
• 4) ค่าบริกซ์ที่ได้จะเป็นพื้นที่สว่างและส่วนที่เป็นสีฟ้าตัดกันดังรูป

วิธีใช้เครื่องวัดบริกซ์แบบดิจิตอล

• 1) หยดตัวอย่างของเหลวลงบนปริซึม
• 2) ปิดฝาเครื่อง (สำหรับรุ่นที่มีฝา บางรุ่นออกแบบมาไม่มีฝาปิด)
• 3) กดปุ่มอ่านค่าความหวาน
• 4) ค่าความหวานบริกซ์แสดงบนหน้าจอเป็นตัวเลข

การปรับเทียบเครื่องวัดก่อนการใช้งานด้วยตนเอง

ก่อนที่คุณจะใช้เครื่องวัดบริกซ์จำเป็นต้องมีการปรับเทียบ เครื่องวัดส่วนใหญ่จะสอบเทียบโดยใช้ตัวอย่างน้ำกลั่น น้ำ RO โดยชั้นตอนมีดังต่อไปนี้ให้หยดน้ำกลั่น หรือน้ำ RO ลงบนปริซึมแล้วอ่านค่าโดยการส่องเข้าไปในเลนส์ (กรณีเครื่องวัดออปติคอล) หรืออ่านค่าจาหน้าจอแบบดิจิตอล เครื่องวัดจะต้องแสดงค่าบริกซ์เป็นศูนย์ “0” นั่นคือน้ำกลั่นหรือน้ำ RO DI ไม่มีปริมาณน้ำตาลอยู่นั่นเอง

กรณีที่เครื่องวัดอ่านค่าได้ไม่เป็นศูนย์ “0” ให้ศึกษาจากคู่มือการใช้งานเพื่อทำการปรับค่าให้เป็น 0 ก่อนการใช้งานทุกครั้ง