آشنایی با رفراکتومتر و کاربرد رفراکتومتر در صنایع مختلف

چکیده : واژه رفــرکــتـــومــتـــر (Refractometer) از دو کــلــمــــه Refracto بــه مـعـنــای شـکـسـتــن  و Meter بـه معنـی سنجش و اندازه گیری تشکیل شده است، پس معنای کلی آن، شکست سنج  است،  که در ترجمۀ فارسی گاهی به آن انکسار سنج نیز گفته می‌شود.

قبل از بررسی رفراکتومتر توضیح بدهیم که در باره  چه دستگاهی می خواهیم صحبت کنیم:

یکی از مهم ترین تجهیزات آزمایشگاهی هر آزمایشگاه رفراکتومتر است، برای خرید انواع تجهیزات آزمایشگاهی  اینجا را  مشاهده کنید.

اصطلاح رفرکتومتری به معنی تعیین ضریب شکست گازها، مایعات و جامدات نیمه شفاف، توسط دستگاه رفرکتومتر است.

ضریب شکست یک جسم عبارت است از مقدار انحراف نور پس از عبور از جسمی که داریم.

 این عدد برای تشخیص نوع، خلوص مواد و مقدار آنها مهم و با ارزش است.

 به طور معمول از این مشخصه، برای شناسایی مواد یا ارزیابی خلوص آنها استفاده می شود.

بعد از معین شدن ضریب شکست، علاوه بر شناسایی مواد، مقدار آن را نیز می‌توان محاسبه کرد.

به عبارت دیگر دستگاه رفراکتومتر ابزاری است که با اندازه گیری ضریب شکست مایعات، جامدات و گاز ها میزان خلوص مواد را مشخص می کند.

 از این دستگاه در صنایع غذایی، صنایع شیمیایی، صنایع رنگ، پزشکی، دامپزشکی، داروسازی، فارماکولوژی و … استفاده می شود .

واژه رفــرکــتـــومــتـــر (Refractometer) از دو کــلــمــــه Refracto بــه مـعـنــای شـکـسـتــن

 و Meter بـه معنـی سنجش و اندازه گیری تشکیل شده است، پس معنای کلی آن، شکست سنج  است، 

که در ترجمۀ فارسی گاهی به آن انکسار سنج نیز گفته می‌شود.

طرز کار با دستگاه رفرکتومتر و نحوه خواندن رفراکتومتر  ساده و به صورت زیر است:

1. قبل از اندازه گیری دستگاه رفراکتومتر باید کالیبره شود
2. از ضریب شکست آب مقطر به عنوان یک مقیاس برای سنجش ضریب شکست سایر مایعات استفاده می شود .
3. برای کالیبراسیون دستگاه رفراکتومتر چند قطره آب مقطر بر روی شیشه منشور آن میریزیم.
   (دفترچه راهنمای هر دستگاه باید مطالعه شود)
4. سپس با پارچه سطح منشور را خشک می نماییم.
5. در مرحله بعدد درپوش شیشه ای رفراکتومتر را می بندیم و اجازه می دهیم
   تا آب مقطر بر روی کل سطح منشور بدون اینکه تشکیل حبابی بدهد، خشک شود.
6. سپس رفراکتومتر را روبروی یک منبع نوری مناسب بگیرید و به داخل عدسی آن نگاه کنید.
7. از آنجایی که آب مقطر، هیچ ماده جامد محلولی ندارد، بریکس آن صفر است
8. بنابراین زمانی که شما داخل عدسی را نگاه می کنید،
   مرزی که بالای آن آبی و پایین آن سفید است، بر روی عدد صفر است.
   اگر بر روی صفر نبود، با پیچی که بر روی رفراکتومتر است، آن را بر روی صفر تنظیم کنید.
9. سپس با یک قطره چکان از نمونه مورد نظرتان بر روی منشور رفراکتومتر قرار دهید و در آن را ببندید.
10. دوباره رفراکتومتر را در مقابل یک منبع نوری مناسب بگیرید و درون عدسی آن نگاه کنید.
11. یبیند که مرز بین آب و سفید بر روی عد دیگری است.
    برای مثال اگر بر روی 11 بود، این نشان میدهد که بریکس محصول 11 است
    و یا به عبارت دیگر 11% مواد جامد محلول دارد.

 جدول زیر مقیاس بریکس و درصد های رایج آن را برای برخی مواد غذایی نشان می دهد .

کاربرد دستگاه رفرکتومتر در صنایع گوناگون

 کاربرد‌های رفرکتومتر در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی برای تعیین ضریب شکست،

درصد غلظت و اندازه‌گیری بریکس محلول‌ها در حین و پس از پروسۀ تولید است.

 این دستگاه قابلیت اندازه‌گیری ضریب شکست نور و نیز “بریکس” را برای یک محلول دارا می‌باشد.

Brix بریکس:

واحدی است که بیان گر میزان ذرات جامد موجود در یک محلول است و اصولا به درصد حل شوندۀ حل شده در پایۀ حلال بستگی دارد.

nD ضریب شکست:

ضریب شکست مانند نقطه ذوب،جوش ،دانسیته و … از خواص فیزیکی مواد است.

 علاوه بر اینها از رفرکتومتر برای اندازه‌گیری غلظت مواد حل شده در حلال مانند درصد غلظت نمک طعام در حوضچه‌های پرورش ماهی و یا تعیین میزان آب در عسل استفاده می‌شود.

در صنایع غذایی هم این دستگاه کاربرد بسیار زیادی دارد به طور مثال در کارخانه های قند برای تعیین بریکس محلول قند و یا میزان الکل،

اچسل (Oechsle) ‌ و کلوسترونبرگ (Klosterneuburg °KMW BaBo) در نوشیدنی ها استفاده می شود.

 در پزشکی برای پی بردن به میزان اوره و پروتئین خون، میزان نمک موجود در آن و غلظت مایعات مختلف استفاده می شود

 و مهمترین کاربرد آن در پزشکی تعیین غلظت Urine در آزمایشگاه است.

در صنایع خودرو سازی نیز جهت کنترل وزن مخصوص اسید باتری و ضد یخ نیز مورد استفاده قرار میکیرد.

کاربرد رفراکتومتر در صنایع غذایی

1. اندازه گیری غلظت قند نوشیدنی های غیر الکلی
2. بررسی محلول های طعم دهنده غذاهای کنسرو شده
3. غلظت قند عسل و سایر مایعات شیرین
4. ارزیابی مواد غذایی در مقیاس بزرگ یا کوچک
5. ارزیابی رسیدن میوه ها، سبزیجات ، نیشکر و چغندر قبل از برداشت
6. بررسی کیفیت عسل
   (رفراکتومتر عسل توسط زنبورداران و تولیدکنندگان عسل برای اندازه گیری میزان رطوبت عسل استفاده می شود.)

کاربرد رفراکتومتر آزمایشگاه‌ها 

در آزمایشگاه‌ها، به ویژه آزمایشگاه‌های سم‌شناسی، از رفراکتومترها جهت سنجش وزن مخصوص ادرار (specific gravity) در نمونه ادرار استفاده می‌شود.

کاربرد رفراکتومتر آزمایشگاه‌های تشخیص طبی

در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی از رفراکتومتر برای اندازه‌گیری پروتئین توتال در نمونه خون استفاده می‌شود.

کاربرد رفراکتومتر آزمایشگاه‌های گوهر شناسی

سنگ‌های قیمتی در واقع نوعی کانی‌ شفاف هستند و بنابراین با استفاده از روش‌های نوری قابل بررسی هستند

از آنجایی که ضریب شکست یک ماده ثابت بوده و به ترکیب شیمیایی آن ماده بستگی دارد،

ضریب شکست یکی از ویژگی‌های اصلی مورد استفاده در تعیین نوع سنگ قیمتی است.

رفراکتومترهای جواهر ممکن است شامل فیلترهای پلاریزاسیون نیز باشند.

کاربرد رفراکتومتر آکواریوم

در فروشگاه‌های آکواریوم، از رفراکتومتر برای اندازه گیری شوری و وزن مخصوص آب استفاده می‌شود.

کاربرد رفراکتومتر در صنعت خودروسازی

رفراکتومترها در صنعت خودروسازی برای اندازه گیری غلظت مایع خنک کننده کاربرد دارند.

معرفی برخی از رفراکتومتر های پر استفاده  در صنایع مختلف

• رفراکتومتر چشمی عسل مدل HHR-2N
• رفراکتومتر دیجیتال عسل آتاگو مدل PAL 22S
• رفراکتومتر قهوه آتاگو PAL Coffee
• رفراکتومتر دیجیتال شیر مدل PAL Colostrum
• رفراکتومتر چشمی آب صابون آتاگو مدل Master-10α
• رفراکتومتر دیجیتال ضد یخ آتاگو ژاپن مدل PAL 91S

 معرفی انواع دستگاه رفراکتومتر

1. رفراکتومتر Abbe
2. رفراکتورمتر دستی
3. رفراکتومتر دیجیتال
4. رفراکتومتر اتوماتیک
5. رفراکتومتر فرایندی
6. رفراکتومتر رومیزی

رفراکتومترهای آزمایشگاهی (Abbe)

رفراکتومترهای آزمایشگاهی با نام Abbe نیز شناخته می‌شوند.

این نامگذاری به نام مخترع ابزار (Ernst Abbe) است:

رفراکتومترهای Abbe ابزارهای رومیزی هستند که برای اندازه‌گیری دقیق‌تر طراحی شده‌اند

 و معمولاً شامل کنترل دمای نمونه نیز می‌شوند.

رفراکتومترهای Abbe همچنین دارای آرایش نوری هستند

که برای حذف خطای ناشی از زوایای دید مختلف طراحی شده است.

رفراکتومترهای دستی یا رفراکتومترهای آنالوگ

رفراکتومترهای دستی یا آنالوگ برای عملکرد به منبع تغذیه نیاز ندارند.

برای تعیین غلظت محلول در این مدل رفراکتومترها کافی است

 چند قطره از محلول روی منشور ریخته و درپوش آن را ببندید.

 سپس رفراکتومتر عمود بر منبع نور (مانند خورشید) نگه داشته دارید

و از قسمت چشمی درون رفراکتومتر را نگاه کنید. نور از طریق مایع شکسته می‌شود.

 بخشی که قسمت‌های تیره و روشن به هم رسیده‌اند، عدد مورد نظر را نشان می‌دهد.

رفراکتومترهای دیجیتالی

رفراکتومترهای دیجیتال اساساً به همان روش رفراکتومترهای آنالوگ کار می‌کنند.

 اما در رفراکتومترهای دیجیتال به‌جای اینکه رفراکتومتر به سمت نور نگه داشته شود،

معمولاً یک منبع نور LED در دستگاه تعبیه می‌شود و عدد روی نمایشگر قابل مشاهده خواهد بود.

به این ترتیب با کنترل دقیق‌تر طول موج، دقت اندازه‌گیری نیز بهبود می‌یابد.

چگونه از رفراکتومتر را نگهداری کنیم؟

در اغلب موارد رفراکتومترها به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز ندارند.

اما جهت بهبود عملکرد این ابزار آزمایشگاهی لازم است یکسری نکات رعایت شود.

 به‌طور مثال: وقتی اندازه‌گیری کامل شد، منشور را با یک دستمال لنز نرم پاک کنید.

 همچنین هنگامی که از ابزار استفاده نمی‌شود، پوشش را بسته نگه دارید تا از خراشیدن منشور جلوگیری شود.

سوالاتی که باید هنگام خرید رفراکتومتر از خود بپرسید

1. آیا کار با ابزار دستی برای شما راحت‌تر است یا دیجیتال؟
2. دقت اندازه‌گیری تا چه حد برای شما اهمیت دارد؟
3. چه مقیاسی مورد نیاز است؟ شوری، بریکس (ساکارز) یا وزن مخصوص؟
4. کدام درجه‌بندی با کاربرد شما مرتبط است

جهت خرید رفراکتومتر و یا دریافت مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع رفراکتومتر اینجا را کلیک کنید