Newsflash
Home arrow Winifikacja arrow Sprzęt pomiarowy arrow Pomiary zawartości cukru w gronach.Pomiary w winnicy - refraktometr
Pomiary zawartości cukru w gronach.Pomiary w winnicy - refraktometr
Napisał Administrator   
piątek, 24 luty 2006

Przy określaniu właściwego momentu zbioru winogron zasadnicze znaczenie mają pomiary zgromadzonego przez grona cukru, co jest najważniejszym, choć nie jedynym wskaźnikiem dojrzałości. Najbardziej poręcznym urządzeniem pozwalającym na dokonanie takich pomiarów jest refraktometr ręczny – a to ze względu na małe gabaryty przyrządu oraz fakt, że do pomiaru wystarczy kropla soku z jednej jagody winogron (zaleca się wykonanie pomiarów z jagód, z kilku losowo wybranych gron i uśrednienie wyniku).

  
Różne modele refraktometrów ręcznych

Refraktometr jest przyrządem optycznym wykorzystującym zjawisko refrakcji – czyli załamania światła przy przechodzeniu jego promieni przez granicę ośrodków o różnych gęstościach.


Schemat ideowy działania refraktometu (odczyt w granicy zaciemnienia)


Używane w winiarstwie refraktometry są wyskalowane w różnych skalach, a często mają okna pomiarowe z wieloma skalami jednocześnie.  Zawsze jednak zakres pomiarowy tych urządzeń powinien odpowiadać zakresowi spotykanej w winogronach zawartości cukrów t.j.: 0-35% wagowych.
Skale - Najczęściej spotykaną skalą jest skala Brix’a [oBx] – skala ta odnosi się do wodnych roztworów sacharozy i określa % wagowy – czyli ilość gramów sacharozy w 100g  jej wodnego roztworu. Ponieważ moszcz gronowy składa się zarówno z cukrów (fruktozy i glukozy), jak i tzw. ekstraktu bezcukrowego, skala Bx określa jedynie ekstrakt całkowity (ogólny) moszczu.
 W przypadku pomiarów cukrów w moszczach gronowych lub ogólnie pomiarów cukru w sokach owocowych refraktometrem wyskalowanym wyłącznie w stopniach Bx, należy dokonać niezbędnej poprawki, odejmując od wskazania wartość niecukrów. Szeroko rozpowszechniona poprawka 4, nie jest dla moszczy gronowych uzasadniona i prowadzi do istotnych  różnic w obliczeniach potencjalnie otrzymanego alkoholu. Dla moszczy gronowych jest ona mniejsza a także zmienna proporcjonalnie do wartości ekstraktu ogólnego. Do orientacyjnego wyliczania poprawki można przyjąć że wynosi ona 3/20 wielkości ekstraktu ogólnego.
Prawdopodobnie z przyczyn powyższych skala ta nie jest popularna w krajach winiarskich. Najczęściej skala Bx, obok gęstości, używana jest np. w USA i Kanadzie.  W przypadku areometrów spotka się odpowiednik skali Bx – skalę Ballinga tj. [oBlg] lub Plato.

Skala Oechsle [oOe] – podobnie jak skala Brixa odnosi się do całkowitej gęstości moszczu gronowego zaś stopnie Oechsle  wskazują gęstość moszczu wyrażoną w gramach na litr i pomniejszoną o 1000.  Czyli przykładowo 80 oOe oznacza moszcz gronowy o gęstości 1080 g/l. Podstawowa skala używana w Niemczech, Szwajcarii czy Luxemburgu wg której określa się poziom dojrzałości.  

Skala Klosterneuburska [oKl] –/ syn.: Klosterneuburg Mostwaage [oKMW]/- skala odnosząca się do zawartości ekstraktu cukrowego w moszczu gronowym, czyli samych cukrów. Stopnie Kl wskazują % wagowy, czyli ilość gramów cukrów zawartych w 100 g moszczu.  Jest to skala podobna do Bx lecz uwzględniająca poprawkę na ekstrakt bezcukrowy, którą ustalono na podstawie doświadczeń winiarzy austriackich, i która wynosi ok. 3/20 wartości ekstraktu ogólnego wyrażonego jako % wagowy [ XoKl = YoBx – 3/20Y]. Skala powszechnie używana w Austrii.

Skala ČNM [oČNM] – Československi Normalyzowany Mŏstoměr – stosowana w Czechach i na Słowacji skala określająca zawartość cukrów w moszczu gronowym z uwzględnieniem własnej poprawki na ekstrakt bezcukrowy. Stopnie tej skali wyrażają ilość kilogramów cukru w hektolitrze moszczu (kg/hl), po przemnożeniu wartości przez 10 otrzymujemy bardzo wygodną do przeliczania potencjalnego alkoholu jednostkę g/l {np.: 15oČNM = 15 kg/hl = 150 g/l).

W refraktometrach uniwersalnych – o przeznaczeniu ogólnym możemy spotkać wyskalowanie w stopniach współczynnika refrakcji. Konieczne jest wówczas użycie tabel podających współczynnik refrakcji dla roztworów sacharozy podanych jako % wagowy (co odpowiada skali Bx).  (odpowiednią tabelę można odnaleźć w rozporządzeniu Min. Rol. -http://www.abc.com.pl/serwis/du/2003/1173.htm )

Zawartość cukrów w moszczu gronowym i zagęszczonym moszczu gronowym w g/l i g/kg, oznaczona za pomocą refraktometru wyskalowanego w % wag. sacharozy w temperaturze 20 °C lub w wartości współczynnika refrakcji w temperaturze 20 °C, przeliczona na cukier inwertowany
Sacharoza % wagowo
Współczynnik refrakcji
 w temp. 20 °C
Gęstość w temp.
20 °C (kg/l)
Cukry w g/l
Cukry w g/kg
Zawartość alkoholu % obj. w 20°C *
      
1
2
3
4
5
6
14,0
1,35407
1,0557
125,1
118,5
7,43
14,1
1,35424
1,0561
126,2
119,5
7,50
14,2
1,35440
1,0565
127,3
120,5
7,56
14,3
1,35456
1,0569
128,4
121,5
7,63
14,4
1,35472
1,0574
129,5
122,5
7,69
14,5
1,35488
1,0578
130,6
123,4
7,76
14,6
1,35503
1,0582
131,6
124,4
7,82
14,7
1,35519
1,0586
132,7
125,4
7,88
14,8
1,35535
1,0591
133,8
126,3
7,95
14,9
1,35551
1,0595
134,9
127,3
8,01
15,0
1,35567
1,0599
136,0
128,3
8,08
15,1
1,35583
1,0603
137,1
129,3
8,15
15,2
1,35599
1,0608
138,2
130,3
8,21
15,3
1,35615
1,0612
139,3
131,3
8,27
15,4
1,35631
1,0616
140,4
132,3
8,34
15,5
1,35648
1,0621
141,5
133,2
8,41
15,6
1,35664
1,0625
142,6
134,2
8,47
15,7
1,35680
1,0629
143,7
135,2
8,54
15,8
1,35696
1,0633
144,8
136,2
8,60
15,9
1,35712
1,0638
145,9
137,2
8,67
16,0
1,35728
1,0642
147,0
138,1
8,73
16,1
1,35744
1,0646
148,1
139,1
8,80
16,2
1,35760
1,0651
149,2
140,1
8,86
16,3
1,35776
1,0655
150,3
141,1
8,93
16,4
1,35793
1,0660
151,5
142,1
9,00
16,5
1,35809
1,0664
152,6
143,1
9,06
16,6
1,35825
1,0668
153,7
144,1
9,13
16,7
1,35842
1,0672
154,8
145,0
9,20
16,8
1,35858
1,0677
155,9
146,0
9,26
16,9
1,35874
1,0681
157,0
147,0
9,33
17,0
1,35890
1,0685
158,1
148,0
9,39
17,1
1,35907
1,0690
159,3
149,0
9,46
17,2
1,35923
1,0694
160,4
150,0
9,53
17,3
1,35939
1,0699
161,5
151,0
9,59
17,4
1,35955
1,0703
162,6
151,9
9,66
17,5
1,35972
1,0707
163,7
152,9
9,73
17,6
1,35988
1,0711
164,8
153,9
9,79
17,7
1,36004
1,0716
165,9
154,8
9,86
17,8
1,36020
1,0720
167,0
155,8
9,92
17,9
1,36036
1,0724
168,1
156,8
9,99
18,0
1,36053
1,0729
169,3
157,8
10,06
18,1
1,36070
1,0733
170,4
158,8
10,12
18,2
1,36086
1,0738
171,5
159,7
10,19
18,3
1,36102
1,0742
172,6
160,7
10,25
18,4
1,36119
1,0746
173,7
161,6
10,32
18,5
1,36136
1,0751
174,9
162,6
10,39
18,6
1,36152
1,0755
176,0
163,6
10,46
18,7
1,36169
1,0760
177,2
164,6
10,53
18,8
1,36185
1,0764
178,3
165,6
10,59
18,9
1,36201
1,0768
179,4
166,6
10,66
19,0
1,36217
1,0773
180,5
167,6
10,72
19,1
1,36234
1,0777
181,7
168,6
10,80
19,2
1,36251
1,0782
182,8
169,5
10,86
19,3
1,36267
1,0786
183,9
170,5
10,93
19,4
1,36284
1,0791
185,1
171,5
11,00
19,5
1,36301
1,0795
186,3
172,5
11,07
19,6
1,36318
1,0600
187,4
173,5
11,13
19,7
1,36335
1,0804
188,6
174,5
11,21
19,8
1,36351
1,0809
189,7
175,5
11,27
19,9
1,36367
1,0813
190,8
176,5
11,34
20,0
1,36383
1,0817
191,9
177,4
11,40
20,1
1,36400
1,0822
193,1
178,4
11,47
20,2
1,36417
1,0826
194,2
179,4
11,54
20,3
1,36434
1,0831
195,3
180,4
11,60
20,4
1,36451
1,0835
196,5
181,4
11,67
20,5
1,36468
1,0840
197,7
182,3
11,75
20,6
1,36484
1,0844
196,8
183,3
11,81
20,7
1,36501
1,0649
200,0
184,3
11,88
20,8
1,36518
1,0853
201,1
185,3
11,96
20,9
1,36534
1,0857
202,2
186,2
12,01
21,0
1,36550
1,0862
203,3
187,2
12,08
21,1
1,36568
1,0866
204,5
188,2
12,15
21,2
1,36585
1,0871
205,7
189,2
12,22
21,3
1,36601
1,0875
206,8
190,2
12,29
21,4
1,36618
1,0880
207,9
191,1
12,35
21,5
1,36635
1,0884
209,1
192,1
12,42
21,6
1,36652
1,0889
210,3
193,1
12,49
21,7
1,36669
1,0893
211,4
194,1
12,56
21,8
1,16685
1,0897
212,5
195,0
12,63
21,9
1,36702
1,0902
213,6
196,0
12,69
22,0
1,36719
1,0906
214,8
196,9
12,76
22,1
1,36736
1,0911
216,0
198,0
12,83
22,2
1,36753
1,0916
217,2
199,0
12,90
22,3
1,36770
1,0920
218,3
199,9
12,97
22,4
1,36787
1,0925
219,5
200,9
13,04
22,5
1,36804
1,0929
220,6
201,8
13,11
22,6
1,36820
1,0933
221,7
202,8
13,17
22,7
1,36837
1,0938
222,9
203,8
13,24
22,8
1,36854
1,0943
224,1
204,8
13,31
22,9
1,36871
1,0947
225,2
205,8
13,38
23,0
1,36888
1,0952
226,4
206,7
13,45
23,1
1,36905
1,0956
227,6
207,7
13,52
23,2
1,36922
1,0961
228,7
208,7
13,59
23,3
1,36939
1,0965
229,9
209,7
13,66
23,4
1,36956
1,0970
231,1
210,7
13,73
23,5
1,36973
1,0975
232,3
211,6
13,80
23,6
1,36991
1,0979
233,4
212,6
13,87
23,7
1,37008
1,0984
234,6
213,6
13,94
23,8
1,37025
1,0988
235,8
214,6
14,01
23,9
1,37042
1,0993
237,0
215,6
14,08
24,0
1,37059
1,0998
238,2
216,6
14,15
24,1
1,37076
1,1007
239,3
217,4
14,22
24,2
1,37093
1,1011
240,3
218,2
14,28
24,3
1,37110
1,1016
241,6
219,4
14,35
24,4
1,37128
1,1022
243,0
220,5
14,44
24,5
1,37145
1,1026
244,0
221,3
14,50
24,6
1,37162
1,1030
245,0
222,1
14,56
24,7
1,37180
1,1035
246,4
223,2
14,64
24,8
1,37197
1,1041
247,7
224,4
14,72
24,9
1,37214
1,1045
248,7
225,2
14,78
25,0
1,37232
1,1049
249,7
226,0
14,84
·          wydajność: 16,83 g cukru/l na 1%  alk. – zgodnie z normą CEE DU 17/09/90


Większość refraktometrów produkowanych do celów winiarskich ma wbudowany prosty układ automatycznej kompensacji temperatury o budowie bimetalicznej pozwalający na pomiary w zakresie temperatur +10 ¸ +30oC. W przypadku braku takiego układu i pomiarze w temperaturze innej niż 20oC, należy uzyskane odczyty skorygować o wartości podane w poniższej tabeli:

Temp. (°C)
Zawartość sacharozy w gramach na 100 gramów produktu
5
10
15
20
30
40
50
60
70
75
 
odjąć następujące poprawki od zawartości sacharozy
15°
0,25
0,27
0,31
0,31
0,34
0,35
0,36
0,37
0,36
0,36
16°
0,21
0,23
0,27
0,27
0,29
0,31
0,31
0,32
0,31
0,23
17°
0,16
0,18
0,20
0,20
0,22
0,23
0,23
0,23
0,20
0,17
18°
0,11
0,12
0,14
0,15
0,16
0,16
0,15
0,12
0,12
0,09
19°
0,06
0,07
0,08
0,08
0,08
0,09
0,09
0,08
0,07
0,05
 
dodać następujące poprawki do zawartości sacharozy
21°
0,06
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
0,07
22°
0,12
0,14
0,14
0,14
0,14
0,14
0,14
0,14
0,14
0,14
23°
0,18
0,20
0,20
0,21
0,21
0,21
0,21
0,22
0,22
0,22
24°
0,24
0,26
0,26
0,27
0,28
0,28
0,28
0,28
0,29
0,39
25°
0,30
0,32
0,32
0,34
0,36
0,36
0,36
0,36
0,36
0,37

 
Pomiary - Technika wykonywania pomiary polega na nałożeniu na szkiełko pryzmatu kropli soku wyciśniętego wprost z jagody, przyciśnięciu szkiełkiem dociskowym i odczycie optycznym po skierowaniu refraktometru pryzmatem w kierunku źródła światła.

 
Nakładanie próbki soku na pryzmat i odczyt pomiaru.

Po dokonaniu odczytu należy okienko pryzmatu oraz szybkę dociskową oczyścić przy pomocy miękkiej ściereczki lub chusteczki papierowej z soku a następnie przemyć niewielka ilością alkoholu izopropylowego lub czystej wody i wytrzeć do sucha. Należy przy tym unikać dużych ilości zarówno soku jak i wody lub alkoholu, gdyż refraktometry nie są urządzeniami całkowicie szczelnymi i zalanie ich dużą ilością płynu może spowodować czasowe lub trwałe uszkodzenie przyrządu.


Kalibracja – niektóre refraktometry posiadają możliwość samodzielnej kalibracji przyrządu.  Dotyczy to przede wszystkim urządzeń tańszych (np. Wine Tester – czeskiej firmy Meopta), które są kalibrowane fabrycznie dość zgrubnie.  Dlatego tez zawsze należy przeprowadzić test kalibracji – przynajmniej na punkt 0 – czyli przy użyciu kropli wody destylowanej sprawdzić, czy przyrząd wskazuje „0”.  Pewniejsze jest sprawdzenie dwupunktowe czyli przy użyciu wody dest. – na punkt „0” oraz przy użyciu dokładnie odmierzonego roztworu sacharozy o znanym % wagowym – najlepiej o stężeniu zbliżonym do stężeń ekstraktu ogólnego w dojrzałych gronach – czyli np. 20% wag. [20 Bx].

Roztwór taki można przyrządzić nawet w warunkach domowych używając cukru białego – najlepiej rafinowanego lub kryształu oraz wody destylowanej.  W zależności od dokładności posiadanej wagi należy dobrać odpowiednio wielkość wagi roztworu.  Jeśli np. dysponujemy wagą laboratoryjną o dokładności +/- 0,1 g wystarczy gdy sporządzimy 100 g roztworu wsypując do naczynia ustawionego na wadze 20 g sacharozy (cukru białego) i dopełnimy do 100 g wodą destylowaną. Uwzględniając tolerancje wagi uzyskamy wówczas roztwór o stężeniu od 19,88 % do 20,12 % co przy dokładności refraktometrów w granicach 0,5oBx jest zupełnie wystarczające.  Jeśli natomiast dysponujemy wagą kuchenną o dokładności d=1g dla przedziału 0-1 kg lub nawet d=2g, możemy przyrządzić roztwór z 200 g sacharozy dopełnionych do 1000g masy roztworu wodą destylowaną. W skrajnym przypadku, gdy waga ma d=2 g roztwór będzie miał stężenie od 19,76 % do 20,24 % czyli również zadawalające.

Po nałożeniu kropli roztworu testującego kręcimy w odpowiednią stronę wkrętem kalibracyjnym znajdującym się na spodzie urządzenia. Po wykalibrowaniu na punkt „0” sprawdzamy czy wskazanie z roztworem 20% jest prawidłowe – jeśli tak, kalibracja jest zakończona, jeśli zaś występuje rozbieżność dokonujemy kalibracji na 200Bx i następnie ponownie sprawdzamy punkt „0”. W przypadku trudności z kalibracją dokładną na oba punkty lepiej jest ustawić przyrząd na dokładne wskazania w okolicach 20oBx, gdyż przede wszystkim takie lub podobne stężenia będziemy mierzyć.


UWAGA!
W przypadku urządzeń wyższych klas nieprawidłowe wskazania mogą być skorygowane jedynie w serwisie lub u producenta, dlatego też należy unikać samodzielnej kalibracji jeśli byłaby ona związana z demontażem urządzenia (brak zewnętrznego wkrętu kalibracyjnego) lub zerwaniem fabrycznych plomb i zabezpieczeń (utrata gwarancji).

Wady refraktometrów -  Refraktometr nie jest niestety urządzeniem idealnym. Do podstawowych wad tego przyrządu należą:

-  stosunkowo mała dokładność pomiaru: +/- 0,5 oBx,
-  konieczność kilkukrotnego pomiaru z różnych jagód i gron w celu ustalenia średniej
    zawartości cukru w gronach,
-  wpływ antocyjanów (barwników) zawartych w sokach niektórych odmian   ciemno owocowych na fałszowanie wskazań refraktometru (wpływ abberacji chromatycznej  w układzie optycznym refraktometru).

Jednakże jako podstawowe narzędzie służące do określania momentu zbioru i dojrzałości gron w winnicy jest refraktometr trudny do zastąpienia.

Natomiast pomiary moszczu przed fermentacją dokonywane w „piwnicy” czyli wytwórni wina - na skalę produkcji domowej lub niskonakładowej produkcji przemysłowej - dokonywane są głównie urządzeniami areometrycznymi: densymetrami wypornościowymi wyskalowanymi w skalach podobnych lub tych samych co refraktometry.

Należy przy tym stwierdzić, że zarówno przy pomocy refraktometru jak i areometrów specjalistycznych (cukromierzy, moszczometrów) możemy określić jedynie przybliżoną zawartość cukrów w moszczu gronowym. Dokładne dane na ten temat mogą dać jedynie badania laboratoryjne, które możemy zlecić w przypadku braku własnego laboratorium – np. laboratoriom  Inspekcji Jakości Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych (IJHARS).

Np. badanie zawartości cukrów redukujących w moszczach i sokach owocowych w Laboratorium Specjalistycznym IJHARS w Białymstoku w roku 2004 kosztowało 53,- zł brutto za próbkę.

D.Rz.
Ostatnia aktualizacja ( poniedziałek, 13 listopad 2006 )

Mambo is Free Software released under the GNU/GPL License.
Mambo 4.5.5 PL powered by MamboPL.com Team