رفراکتومتر یا شکستسنج (refractometer ) یکی از ابزارهای آزمایشگاهی است که جهت اندازه گیری ضریب شکست و اندازه گیری غلظت مایع به کار میرود. در این مطلب قصد داریم مروری بر عملکرد رفراکتومترها و انواع آن داشته باشیم با کاهش سرعت و تغییر جهت نور، هنگام حرکت از هوا به محیط سیال، پدیده ی شکست نور رخ میدهد. از آنجایی که نور هنگام عبور از جامدات معلق در مایع )مانند نمکها یا قندها( بیشتر شکسته میشود، از پدیده ی شکست نور میتوان برای اندازه گیری غلظت محلول مایع استفاده کرد.
همانطور که نور از مایع عبور میکند، سرعت آن کاهش مییابد و یک خطای دید از شکست ایجاد میکند. شدت این شکست به مقدار ماده حل شده در مایع بستگی دارد (به طور مثال مقدار شکر در یک لیوان آب) رفراکتومتری شاخهای از علوم آزمایشگاهی است که میزان شکست نور مواد شفاف را در حالت مایع یا جامد اندازه گیری میکند. سپس از این میزان شکست برای شناسایی نمونه، تجزیه و تحلیل خلوص آن و تعیین غلظت مواد محلول در نمونه استفاده میشود.
کاربرد رفراکتومتر در حوزههای مختلف
رفراکتومترها ابزارهایی هستند که کاربرد بسیار متنوعی در آزمایشگاه های مختلف دارند. در ادامه مروری بر برخی از کاربردهای رایج این ابزار آزمایشگاهی خواهیم داشت. در آزمایشگاه های تشخیص طبی از رفراکتومتر برای اندازه گیری پروتئین توتال در نمونه خون و سنجش وزن مخصوص ادرار (gravity specific ) در نمونه ادرار استفاده میشود. در کارخانجات صنایع غذایی برای اندازه گیری بریکس عسل،شربت،آبمیوه و ... و رفراکت آب نمک یا شوری سنجی و الکل سنجی و ... استفاده می شود. در فروشگاههای آکواریوم، از رفراکتومتر برای اندازه گیری شوری و وزن مخصوص آب استفاده میشود. رفراکتومترها در صنعت خودروسازی برای اندازه گیری غلظت مایع خنک کننده کاربرد دارند.
انواع رفراکتومتر
۱ -رفراکتومترهای دستی: 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 یا المپ روشنایی) نگه داشته و از قسمت چشمی درون رفراکتومتر را نگاه کنید. نور از طریق مایع شکسته میشود. بخشی که قسمتهای تیره و روشن به هم رسیده اند، عدد مورد نظر را نشان میدهد.
2 - رفراکتومترهای دیجیتالی: رفراکتومترهای دیجیتال اساساً به همان روش رفراکتومترهای آنالوگ کار میکنند. اما در رفراکتومترهای دیجیتال به جای اینکه رفراکتومتر به سمت نور نگه داشته شود، معموالً 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 اندازه گیری نیز بهبود مییابد.
(inline process refractometers)رفراکتومتر های درون خطی
3- رفراکتومترهای درون خطی اغلب در خطوط لوله تاسیسات تولید به منظور کنترل و تنظیم فرآیندهای غلظت و اختالط نصب میشوند.
نمایش غلظت نمک ( سدیم کلراید) در یک رفراکتومتر 14%
طبقه بندی رفراکتومترها بر اساس مقیاس
اگر بخواهیم نگاه دقیق تری به رفراکتومترها داشته باشیم، متوجه خواهیم شد که مقیاسها یا واحدهای اندازه گیری مختلفی برای رفراکتومترها وجود دارد.
۱-رفراکتومتر بریکس:(Brix)
BRIX کاربردی ترین واحد اندازه گیری ضریب شکست است، همانطور که فارنهایت یا سلسیوس واحد اندازه گیری دما میباشند. در مورد فارنهایت، از خواص آب و رفتار حرارتی آن برای ارائه یک مقیاس اندازه گیری استفاده شده است. اما در موردBRIX ، محلولهای شکر (ساکارز) برای ارائه یک مقیاس اندازه گیری به کار رفته است. به طور طبیعی، ضریب شکست آب خالص (1.333=RI )است که به عنوان “0 “BRIX تعریف میشود. هر عددی که از1.333 بزرگتر یا کوچکتر باشد، به عنوان درصد ساکارز خوانده میشود. BRIX یک مرجع مناسب است و در گذشته از آن برای نظارت بر زمان رسیدن میوه و آماده شدن برای برداشت استفاده میشد. امروزه مقیاس BRIX معمولا در صنایع غذایی برای اندازه گیری مقدار تقریبی قند موجود در میوه ها، سبزیجات، آب میوه ها، نوشیدنی و نوشابه ها استفاده میشود. همچنین در صنعت فلزکاری به عنوان روشی مناسب برای بررسی غلظت روانکار مبتنی بر آب نیز کاربرد دارد. با این وجود باید توجه داشت که همه مواد جامد موجود در یک سیال، نور را به یک اندازه خم نمیکنند. به همین دلیل کاربران باید رفراکتومتر بریکس را بر اساس کاربرد خاص خود کالیبره کنند. به همین دلیل هر کارخانه باید برای هر محصول خود یک جدول Brix ارائه شود. جدول زیر نمونه هایی از مقادیر درصد بریکس طبیعی برای برخی از غذاهای رایج را نشان میدهد. ممکن است با این پرسش مواجه شوید که تفاوت درجه و درصد بریکس چیست. یک درجه بریکس برابر با 1 گرم ساکارز در 1۰۰ گرم محلول است. بنابراین، هیچ تفاوتی بین درصد بریکس و درجه بریکس وجود ندارد.
جدول طبیعی بریکس بر اساس برخی از مواد رایج
2-رفراکتومتر های Salinity
رفراکتومترهای Salinity که با نام شوری سنج نیز شناخته میشوند، جهت تعیین غلظت محلول سدیم کلرید در یک ماده به کار میروند. واحدی که برای تعیین مقدار سدیم کلرید یا نمک موجود در یک سیال استفاده میشود (million per part (ppt است. در دستگاه های بریکس سنج به صورت درصد بیان شده است .
3 -رفراکتومتر وزن مخصوص(چگالی سنجی)
در رفراکتومترهای سنجی مایع نسبت به چگالی آب (که وزن مخصوص آن 1 است) اندازه گیری میشود . وزن مخصوص نسبت چگالی یک ماده به چگالی یک ماده ی مرجع است. معموال از آب به عنوان ماده ی مرجع برای اندازه گیری وزن مخصوص یک مایع استفاده میکنند. از آنجایی که وزن مخصوص از تقسیم چگالی 2 ماده بدست میآید، بنابراین بدون واحد است. چنانچه در تعیین وزن مخصوص از آب به عنوان ماده ی مرجع استفاده کرده باشند، موادی که وزن مخصوص بیشتر از 1 داشته باشند، چگالی بیشتری نسبت به آب دارند و آنهایی که وزن مخصوص کمتر از 1 داشته باشند، دارای چگالی کمتری نسبت به آب هستند. از این نوع رفراکتومتر برای سنجش وزن مخصوص شیر استفاده می شود
چه رفراکتومتری برای چه ماده ای مناسب است؟
حال که با انواع مختلف رفراکتومتر و مقیاس های اندازه گیری آن آشنا شدید، باید این نکته را در نظر بگیرید که برای تعیین غلظت مواد مختلف، همیشه الزام نیست از رفراکتومترهای مختلف استفاده شود. بلکه گاهی اوقات میتوان غلظت چندین ماده را با یک رفراکتومتر دستی یا دیجیتالی سنجید.
چگونه از رفراکتومتر نگهداری کنیم؟
در اغلب موارد رفراکتومترها به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز ندارند. اما جهت بهبود عملکرد این ابزار آزمایشگاهی الزم 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.
3 سوالی که باید هنگام خرید رفراکتومتر از خود بپرسید
تا به اینجای مطلب اطلاعاتی در رابطه با کاربرد و انواع مختلف رفراکتومترها ارائه کردیم. در انتهای این مطلب قصد داریم به نکات خرید رفراکتومتر مناسب بپردازیم. توجه داشته باشید که پیش از انتخاب و خرید یک رفراکتومتر، حتما سواالت زیر را در ذهن خود مرور کرده و بر اساس پاسخ خود، ابزار مورد نیاز خود را خریداری کنید.
آیا کار با ابزار دستی برای شما راحتتر است یا دیجیتال؟
دقت اندازه گیری تا چه حد برای شما اهمیت دارد؟
چه مقیاسی مورد نیاز است؟شوری، بریکس (ساکارز) یا وزن مخصوص؟
کدام درجهبندی با کاربرد شما مرتبط است؟
چقدر میخواهید هزینه کنید؟
همیشه از یک کارشناس خبره مشورت بگیرید و یا از مرکز خرید مطمئن و در دسترس خرید نمایید.
امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد. همینک فروشگاه شرکت پارس تجهیز انواع رفراکتومتر نمک سنج و الکل سنج در رنج های مختلف –رفراکتومتر بریکس سنج در رنج ها و کاربرد های مختلف - انواع رفراکتومتر وزن مخصوص و همچنین انواع بومه و ساکاریمتر را در رنج های وسیع عرضه می نماید. کارشناسان شرکت پارس تجهیز جهت مشاوره برای کاربرد این دستگاه ها و یا خرید همیشه پاسخگو هستند.
