Что такое брикс в виноделии
Как пользоваться рефрактометром: подробная инструкция
Рефрактометр – это оптический прибор, предназначенный для измерения плотности жидкости за счет преломления света. Любители самодельных алкогольных напитков используют рефрактометры для определения концентрации сахара в сусле и для измерения крепости водно-спиртовых растворов (водки или хорошо очищенного самогона).
Принцип работы рефрактометра
Работа рефрактометра основана на разнице преломления света в разных средах. При возрастании плотности исследуемой жидкости одновременно и пропорционально увеличивается индекс её рефракции (преломления). Для растворов за эталон (нулевое значение) берется дистиллированная вода.
Исследуемую жидкость наносят на главную призму – прозрачное стекло с высоким коэффициентом преломления солнечных лучей. Через систему линз преломленный свет попадает на шкалу с градацией, разделяя её на светлую и темную часть. Шкалу можно увидеть через монокуляр. Именно граница между светлой и темной частью шкалы показывает численное значение, например, концентрацию сахара в соке или спирта в воде.
Внешне все устройства выглядят одинаково
Виды рефрактометров
Рефрактометры бывают лабораторными, промышленными и портативными. В домашних условиях применяются портативные рефрактометры. Они не такие функциональные и точные как два других вида, зато менее громоздки и проще в эксплуатации.
Домашним винокурам интересны два вида рефрактометров:
Любой рефрактометр предназначен для работы в двухкомпонентных жидкостях, а наличие даже небольших концентраций сторонних веществ увеличивает погрешность измерений. Например, кислоты во фруктовых соках искажают преломление, поэтому возрастает ошибка рефрактометра для сахара. Такая же ситуация и с рефрактометром для спирта – он хорошо работает для водки и очищенных дистиллятов, но начинает давать неправильное значение в случае с выдержанным алкоголем – коньяком или виски, а для вина и пива не подходит вовсе. Эту особенность нужно учитывать, проводя измерения.
Также рефрактометры чувствительны к температуре жидкости и окружающей среды. Рекомендуется проводить измерения при температуре исследуемой жидкости и воздуха 20 °C. Исключением являются рефрактометры с пометкой АТС (автоматическая температурная компенсация), такие устройства способны работать в температурном диапазоне (+10-30 °C), точные значения, а также класс точности прибора указаны в техническом паспорте.
Рефрактометр с температурной компенсацией
Инструкция к рефрактометру
Калибровка
Перед началом использования рефрактометра его нужно откалибровать. Калибровочная жидкость идет в комплекте вместе с прибором, а если её нет, то можно взять дистиллированную воду.
В инструкции к большинству моделей рефрактометров рекомендуется проводить калибровку перед каждым измерением, но на практике это необходимо не чаще 1-2 раз в месяц или после того как устройство не использовалось длительное время – 3 и больше месяцев
Как пользоваться рефрактометром
Особенности эксплуатации
Рефрактометр нельзя погружать в воду и другие жидкости, допускать попадания влаги во внутрь, а также наносить на призму агрессивные химические вещества, которые могут повредить её покрытие. Чистить инструмент можно только тканью, поставляемой в комплекте.
Как измерить рефрактометром крепость вина, браги или пива
Для этих целей использовать спиртовой рефрактометр не получится, потому что сахар и другие вещества будут существенно искажать замеры.
Узнать крепость вина (браги, пива) можно с помощью рефрактометра для сахара. Для этого нужно замерить сахаристость сусла до начала и после брожения, затем произвести расчеты.
Известно, что 1% перебродившего сахара дает около 0,6% спирта. Например, если до брожения сок содержал 22% сахара, а после – 3%, то примерная крепость вина будет 11,4% ((22 – 3) * 0,6 = 11,4).
Более продвинутый и точный метод расчета заложен в калькуляторе спирта до и после брожения, вводить значения нужно не в Брикс, а в единицах Wort SG (есть не на всех устройствах).
Использование рефрактометров в виноделии
Жизнь слишком коротка, чтобы пить плохие вина
Старая поговорка гласит, что «Если ты можешь это измерить, ты можешь этим управлять». Касаемо виноделия нельзя более точно описать необходимость проведения измерений на всех этапах: от выращивания винограда до его сбора, от процесса брожения до получения готового вина. Только так, наладив систему управления качеством на каждом шагу создания вина, можно получить продукт наивысшего качества.
Вино — один из самых древних напитков в мире. С самого начала становления виноделия как отдельной бизнес-индустрии возникали различные методы оценивания как самого винограда, так и полученного винного напитка. Необходимость создания определенных стандартов измерения возникала с необходимостью точно измерять уровень сахара для расчета оплаты производителям, а также для установления различных пошлин на основе содержания спирта в получаемых продуктах.
Спустя столетия было придумано большое количество методов определения необходимых показателей. Однако рефрактометр оказался самым ценным инструментом при измерении концентрации сахара, виноградного сусла до брожения при прогнозировании конечной концентрации спирта, при мониторинге процесса брожения, а также при определении содержания спирта и остатка сухих веществ в готовом вине.
Шкалы, используемые в виноделии
Brix — наиболее часто встречающаяся единица измерения при определении спелости и свежести винограда рефрактометрическим методом, используется в США, Новой Зеландии, Австралии и ряде других стран. Однако это далеко не единственная единица измерения у виноделов. В Австрии используют градусы KMW — Клостернойбургская Весовая Шкала (нем. Klosterneuburger Mostwaage), в Германии градусы Oe — шкала Эксле (нем. Oechsle), во Франции и других странах Европы – градусы Baume и проценты Т.А. 1990 и T.A. 1971 (фр. Titre Alcoometrique).
Если Вы определяете концентрацию сразу по нескольким шкалам, то Вам подойдёт рефрактометр для виноделов WM-7 или другие из специального раздела на нашем сайте.
Определение спелости и свежести винограда
Томас Фуллер еще в XVII веке говорил: «Из кислого винограда сладкого вина не получится». Виноград содержит различные кислоты, включая винную, яблочную и лимонную. Основной, как нетрудно догадаться, является винная, которая имеет наивысшую концентрацию из всех кислот в винограде и, как следствие, играет самую важную роль в поддержании химической стабильности вина, формировании его вкуса, цвета и прочего.
Качество готового продукта всегда будет зависеть от качества используемых ингредиентов. При производстве вина основополагающим будет являться качество винограда. Недозревший виноград будет иметь низкий уровень сахара, но при этом высокий уровень кислотности #ТА, то есть концентрации винной кислоты. Перезревший виноград будет иметь абсолютно противоположные характеристики: слишком высокий уровень сахара и низкую кислотность. Несложно догадаться, что вино из недозрелого винограда будет очень кислым c ярко выраженным вкусом, а из переспелого наоборот – сладким с размытыми нотами. Создание вина — это искусство. Поэтому даже наука не может точно определить «золотую середину», тот самый момент, в который необходимо собирать урожай. Несмотря на это, некоторые источники указывают идеальным значения для спелого винограда в 22% Brix, 0.75 TA и 3.4 pH. Получить данные значения в реальных условиях практически невозможно, поэтому виноделы разрабатывают различные компромиссные решения, которые также учитывают их личное ви́дение на вкус вина. В винограде важно все: вкус, цвет, концентрация сахара, уровень кислотности. А рефрактометр помогает принять решение о сборе урожая, обеспечивая своевременной информацией. До сих пор наиболее распространённым способом определения сахара в винограде является оптический рефрактометр (например, MASTER-alpha), но компания ATAGO разработала революционный прибор, который способен одновременно измерять как содержание сахара, так и уровень кислотности. Этот прибор называется PAL-BX/ACID 2. Несмотря на то, что он совмещает в себе функции двух приборов, по размерам PAL-BX/ACID 2 меньше даже оптического рефрактометра!
Чтобы сделать процесс мониторинга за виноградом более эффективным, необходимо начать этот процесс примерно за месяц до предполагаемого времени сбора урожая. Естественно, самым рациональным является научный подход – виноградник разбивается на сектора, которые впоследствии будут являться статистическими выборками. Также важна систематичность подхода – винодел должен правильно определить период, с которым будут производиться пробы по всем выделенным выборкам.
Контроль процесса брожения.
Спелый виноград содержит от 15 до 25% сахара, который в свою очередь состоит из примерно равных частей фруктозы и глюкозы. Хоть сахароза не полностью эквивалентна сахарам в винограде, её добавление в некоторых случаях допускается как средство увеличения содержания алкоголя в конечном продукте. В процессе брожения сахар преобразуется в алкоголь и его содержание уменьшается – именно поэтому необходимо с большой точностью отслеживать все изменения. Рефрактометры позволяют измерять общую концентрацию сухих веществ в полупродукте, которая, очевидно, в процессе брожения изменяется. Помимо рефрактометров существуют такие приборы как поляриметры, которые позволяют выделить именно концентрацию сахара, что даёт ещё более точные результаты при контроле процесса брожения.
Рефрактометр измеряем НП
Рефрактометр, физика и применение (на основе материалов Брэда Смита, BYO)
Преимущества и недостатки
Как работает рефрактометр
Ошибки рефрактометра в пивоварении
Виды рефрактометров
Аналоговые рефрактометры представляют собой наиболее дешевые приборы. Основным элементом в них является призма. Для проведения измерений на одну сторону призмы, называемой рабочей поверхностью, наносят одну-две капли жидкости, а показания снимают через окуляр к которому обращена вторая сторона призмы. Чтобы «просветить» образец рефрактометр направляют на любой источник света. Стоимость таких устройств начинается от двадцати долларов.
Шкалы рефрактометров
Отметим, что в пивоварении шкалы Плато и Брикс считаются практически идентичными и с определенным допущением взаимозаменяемы. Например 10 Брикс эквивалентны 10.001 Плато, а это вряд ли критично для пивовара. Не углубляясь в историю вопроса, «почему так?», просто приведем определения:
Температурная компенсация
Калибровка рефрактометра
Прежде чем использовать обычный аналоговый или цифровой рефрактометр необходимо убедиться, что он правильно настроен, и при необходимости, провести калибровку. Для этого с помощью мягкой х/б салфетки нужно очистить рабочую поверхность призмы рефрактометра от загрязнений и сторонних жидкостей. Пипеткой нанести несколько капель дистиллированной воды. Равномерно распределить по всей рабочей поверхности и накрыть откидным стеклом. Убедиться в отсутствии пузырей. Прибор должен показать «0» по Брикс и «1.000» по удельной плотности. Если это не так, то на аналоговом рефрактометре следует подкрутить регулировочный винт, на цифровом нажать кнопку «zero». Если ваш рефрактометр очень старый и в нем возможность калибровки отсутствует, вам придется запомнить или записать поправку и учитывать ее при каждом последующем измерении.
Измерение несброженного сусла с помощью рефрактометра
Лучше сделать несколько измерений и определить среднее арифметическое. Часто в результате получается значение близкое к «1.04». Зная коэффициент, можно переходить непосредственно к работе с осахаренным суслом.
Также очищаем с помощью салфетки поверхность рефрактометра. Пипеткой наносим на призму несколько капель сусла. Равномерно распределяем по поверхности, закрываем, проверяем «на пузыри», ждем 30 секунд (даем температуре сусла сравняться с температурой прибора). Получаем значение в Брикс. Искомое «мальтозное» значение рассчитываем по формуле:
Помним, что в пивоварении ввиду малой ошибки шкалы Плато и Брикс считаются практически идентичными.
Что касается измерений сбраживаемого сусла, то этому будет посвящена отельная тема.
Рефрактометр со шкалой Брикса. Проверяем сахарный песок
Здравствуйте. В сегодняшнем обзоре я расскажу о рефрактометре RSG-100ATC со шкалой 0-32% Brix. Рефрактометр измеряет коэффициент преломления жидкости. В данном случае используется шкала Брикс — мера массового отношения растворённой в воде сахарозы к жидкости. Например, Раствор в 25 °Bx — 25 % (вес/вес), означает 25 граммов сахарозы в 100 граммах жидкости. Или, выражаясь иначе, в 100 граммах раствора находятся 25 граммов сахарозы и 75 граммов воды. Шкала Брикса используется в пищевой промышленности для измерения среднего количества сахара во фруктах, овощах, соках, вине, безалкогольных напитках, в сахарной промышленности и т.д. Из обзора вы узнаете зачем это нужно, а также в завершении обзора вас ждет тестирование сахарного песка от четырёх производителей. Как выяснилось, не весь сахар одинаково полезен…
Рефрактометр добрался ко мне за две недели почтой Китая. Он поставляется вот в такой удобной пластиковой коробочке для хранения:
В комплект входит инструкция на английском языке:
Тряпочка для протирки призмы, отвертка для калибровки и пипетка для отбора проб:
И, прежде чем я перейду непосредственно к рефрактометру – его краткие характеристики со страницы магазина:
Test Range: Brix 0 — 32%
Min. Div.: Brix 0.2%
Accuracy: Brix ± 0.20%
Automatic Temperature Compensation System (ATC)
Traditional version: Using screw driver for calibration
Sturdy and light weighted Aluminum body
Item length: approx. 175 mm
Рефрактометр выполнен из алюминиевого сплава. Для удобного удержания используется рифлёная резина.
Рефрактометр оснащен системой ATC. Это автоматическая температурная компенсация, позволяющая использовать растворы температурой от 10 до 30 градусов. Но наиболее точное измерение обеспечивается при температуре раствора 20 градусов:
На фото вы видите калибровочный винт, прикрывающийся резиновым колпачком. Для калибровки нужно капнуть на линзу дистиллированную воду и винтом установить шкалу на ноль.
Призма, прикрытая стеклом:
И капаем одну – две капли раствора на призму:
После чего закрываем призму стеклом. Много раствора не требуется, самое главное, чтобы раствор равномерно распределился по призме и при этом отсутствовали воздушные пузырьки.
Принцип действия рефрактометра основан на свойстве света при переходе из более плотной оптической среды в менее плотную, полностью отражаться от границы сред.
Преломление знакомо многим. Наверное, все видели, эффект преломления в воде, например, ложки в стакане или:
В случае с рефрактометром на стекло известной оптической плотности наносится капля жидкости и по углу преломления считывается коэффициент преломления. Плотность раствора изменяется в зависимости от количества сахара в нём. Для считывания показаний достаточно поднести к глазу окуляр рефрактометра и считать показание по нанесённой шкале. При этом вращением окуляра можно подстроить резкость под своё зрение. Соответственно, одним рефрактометром можно измерять различные величины. Существуют специальные таблицы для перевода различных величин. Но всё же проще и удобнее для разных величин использовать разные рефрактометры. Это практичнее и быстрее, к тому же бОльшая шкала может не уместится в конкретном рефрактометре.
Например, на фото сверху рефрактометр со шкалой Брикса, снизу рефрактометр с бОльшей по размеру шкалой содержания алкоголя:
Соответственно и длина алкогольного рефрактометра – больше.
Перед использованием, как я и писал выше нужно капнуть на призму дистиллированной воды и проверить, а при необходимости и произвести калибровку:
В данном случае – калибровки не потребовалось.
Рефрактометр полезен домашним виноделам, пивоварам, самогонщикам. Можно посмотреть, выработали ли дрожжи весь сахар в браге и не нужно ли добавить подкормку. В случае плодовых браг рефрактометр позволит узнать, не нужно ли добавить сахару и его количество для нормальной работы дрожжей.
Вот результат по сахарной браге. Гидромодуль: 1 килограмм сахара на 4 литра воды.
Изначально – 22 Брикс:
К сожалению, не на всех снимках получилась четкая граница, глазом всё видно резко.
По окончании брожения – 6,5 Брикс:
Для Android существует калькулятор «BrixCalc», который позволяет по этим показаниям определить примерное содержание алкоголя в браге:
13,9 градусов – это нормальное содержание алкоголя. Для браги нормой считается 12-15 градусов, которые можно получить естественным путём, без укрепления, например, «хвостами». При этих градусах дрожжи заканчивают свою работу и умирают.
И в завершении обзора, как я и обещал в самом начале – проверка сахарного песка от четырёх производителей. Наверное, многие замечали, например, когда вы пьёте чай, что один сахарный песок более сладкий, чем другой. И это вам не показалось. Недобросовестные производители – не спят.
В гипермаркете крупной торговой сети «Липкая железяка» я приобрел четыре пакета сахарного песка от разных производителей. Эта торговая сеть очень распространена и многие легко могут приобрести данный сахарный песок. Впрочем, он есть и в других магазинах, но от этого он не станет лучше или хуже.
Сахарный песок в количестве 5 грамм разводился водой до 50 грамм. Все измерения выполнены не на глаз, а всё взвешивалось:
В результате, в идеале мы должны получить 10 Брикс.
Итак, образец номер один:
Беларусь, город Слуцк:
Это качественный сахарный песок.
Беларусь, г.п. Городея:
Качество подкачало. Да и на вкус этот сахар не такой сладкий. И в браге градус получается меньшим. Не советую к приобретению.
После изготовления раствора, стало понятно, что тут всё не так просто… На поверхности воды появилась белая пена. Давайте вспомним, как изготовляется сахар из сахарной свёклы:
Свеклу, которая поступает на сахарные заводы, моют и заливают раствором извести. Это делается для того, чтобы обеззаразить побитую, треснутую, подгнившую свеклу. Раствор извести или известковое молоко уничтожает микробы и бактерии. Если производитель не соблюдает технологию, остатки извести попадают в готовый продукт. А при добавлении такого сахара в чай и появляется белая пена на поверхности жидкости.
А ещё пены может добавить:
Следующим этапом в производстве сахара является измельчение свеклы, получение так называемой стружки, из которой при добавлении воды вытягивают сахар. Сахар вытягивают из свеклы с помощью особых химических соединений. Они называются поверхностно активными веществами (ПАВ). По сути, это чистящее средство. Оказывается, ПАВ есть в мыле и стиральных порошках. Было замечено, что если в смесь тертой свеклы и воды добавить поверхностно активные вещества, сходные с поверхностно активными веществами стирального порошка, то выход сахара в конце процесса увеличивается. Почему так происходит? Грубо говоря, свекольную стружку отстирали. ПАВ склеивают всю грязь в сахарном сиропе и превращают её в осадок. После этого ПАВ отфильтровываются. Если это делают с нарушением технологии, поверхностно активные вещества попадают в готовый продукт. А это однозначно брак.
И мало того, что на поверхности появилась белая пена, на дне осталось немного не растворившегося вещества.
Кроме того, рафинированный и нерафинированный сахар-песок могут быть заменены частично на другие пищевые продукты (мука, манная крупа) или непродовольственные товары (мел, алебастр, гипс, известь, песок). Известны также случаи обнаружения инспекторами Госторгинспскции (ныне Роспотребнадзор) подмешивания к сахарному песку толченого стекла. Для обнаружения таких способов фальсификации проверяется растворимость продукта и прозрачность раствора сахара. Все указанные средства фальсификации нерастворимы в воде. После размешивания и растворения сахара они выпадут в осадок.
Как итог – самый худший результат теста. Всего 9 Брикс:
Данный сахарный песок КАТЕГОРИЧЕСКИ не рекомендую к приобретению. Мало того, что он содержит вещества не полезные для здоровья, сахар не сладкий, так еще и раствор имеет мерзкий вид из-за пены и осадка.
Образец номер четыре:
Россия, город Курск:
Результат – 10 Брикс:
Качественный и сладкий сахарный песок, вреда здоровью он не нанесёт, в отличии от предыдущего образца.
Спасибо за внимание. Всем здоровья.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.