Att mäta sockerhalt (i vört och socker-lösning)

Under de gångna två åren har jag slagit sönder tre densitetsmätare, sk hydrometrar. De är gjorda i tunt glas som går i tusen bitar bara man handskas det minsta ovarsamt med dem. Inte så konstigt men inte destu mindre irriterande när det sker. Särskilt under bryggdagen när det är hektiskt och jag verkligen behöver mina mät-resultat. Den senaste hydrometern gick i golvet under förra helgens bryggning. Då beslöt jag mig för att passa på att komplettera utrustningen med en annan sorts mätare för att uppskatta sockerhalten i lösningar, nämligen en refraktometer. Och för ett par dagar sedan kom det beställda mätinstrumentet hem. Givetvis måste den ju provas men dessförinnan kalibreras. Eftersom resultatet gav svar på en del frågor jag haft så tänkte jag passa på att göra ett kort blog-inlägg om det hela.

Kalibrering av min hydrometer och refraktometer

För att kalibrera de två instrumenten beredde jag en 20% (vikt/vikt) stock-lösning av sackaros i avjoniserat vatten. Denna späddes sedan ner i lägre koncentrationer, se tabell 1. Densiteten och brytningsindex mättes på samtliga lösningar tillsammans med en kontroll i form av rent vatten med hydrometern respektive refraktometern. Även kranvatten testades för att se om det gav någon påverkan på mätresultatet. Temperaturen på samtliga lösningar och mät-instrument var 21,5°C.

Tabell 1: Mätvärden för densitet och grader Plato av lösningar av 0-20% sukros. Kolumnen längst till höger visar värden för densitet efter att baslinjen korrigerats.

% sukros SG Hydrometer °P Refraktometer SG korr (-0,004)
0 1,004 0,00 1,000
2 1,012 2,00 1,008
4 1,022 4,00 1,018
6 1,029 6,00 1,025
8 1,037 8,00 1,033
10 1,046 10,00 1,042
12 1,054 11,90 1,050
14 1,064 13,90 1,060
16 1,072 15,90 1,068
18 1,080 17,90 1,076
20 1,090 1,086
Kranvatten 1,004 0,00  1,000

Mätvärdet för hydrometern började för högt, varför blank-värdet subtraheras från samtliga värden, vilket summeras i kolumnen längst till höger.

För att undersöka hur dessa mätvärden skiljer sig från de förväntade värdena, så räknades de teoretiska värdena för densitet och grader Plato ut, vilket summeras i tabell 2.

Tabell 2: Uträknade värden för densitet och grader Plato av lösningar av 0-20% sukros. De tre kolumnerna till höger visar procentuell avvikelse av mätvärdena i tabell 1 från dessa uträknade värden.

% sukros (Brix) Beräkn SG Beräkn Plato % avvikelse Hydrometer % avvikelse Refraktometer % avvikelse Hydrometer korr.
0 1,001 −0,001 0,31 0,00 −0,09
2 1,009 1,999 0,33 0,04 −0,07
4 1,017 3,999 0,53 0,02 0,14
6 1,025 5,999 0,43 0,01 0,04
8 1,033 7,999 0,42 0,01 0,03
10 1,041 9,999 0,49 0,01 0,11
12 1,049 11,999 0,45 −0,84 0,07
14 1,058 13,999 0,59 −0,72 0,22
16 1,066 16,000 0,53 −0,63 0,16
18 1,075 18,000 0,46 −0,56 0,09
20 1,084 20,000 0,56 0.00 0,20

 

Resultaten av dessa avvikelser från de beräknade värdena åskådliggörs bäst i grafisk form, figur 1.

avikelse_sg_plato

Figur 1: Procentuell felmätning med hydrometer (blå), refraktometer (röd) och hydrometer efter baslinje-korrigering (orange).

Några saker är intressanta att notera. Dels så skiljer sig felet mellan de två mät-metoderna åt ganska mycket. Upp till 10 Brix, så ter sig refraktometern extremt tillförlitlig medan över det så är det procentuella felet ganska markant. I realiteten så är det bara fråga om en avläsning av 11,9°P istället för 12,0°P, osv. Hydrometerns avvikelse ser helt annorlunda ut och är relativt stort och samtidigt konstant. Efter korrigering av baslinjen minskas felet drastiskt och ger värden med ganska små fel över hela koncentrations-spannet. Det visar på ett fel som beror på att hydrometerns skala är lite förskjuten, närmare bestämt 0,004, men inte har några andra fel. Variationen som värdena uppvisar beror troligen till stor del på den låga upplösningen och ganska grova graderingen som hydrometer-skalan har. En annan detalj värd att notera är att det inte gör någon skillnad att kalibrera instrumenten med avjoniserat vatten jämfört med vanligt kranvatten om man har det vatten jag har i kranen (för att se mineralhalt i detta vatten, se tidigare inlägg).

Vad är då implikationerna av detta? Att använda hydrometern utan korrigering ger förvisso felaktiva värden men är det någon större fara med det? Både ja och nej. Om man till exempel använder densitetsmätningarna för att räkna ut procenten alkohol i sitt hembryggda öl, så kommer man att komma fram till samma värde oavsett om man korrigerar sina mätvärden eller inte eftersom båda vörtens ursprungliga värde och det färdiga ölets densitet har samma fel. Däremot om man är intresserad av att räkna ut energi-innehållet i det färdiga ölet så blir värdet tokigt. Till exempel, ett öl med SG=1,048 och FG=1,010 skulle ge ABV=5,0% för både korrigerade och icke korrigerade mätvärden. Energi-innehållet blir däremot felaktigt 490 kcal/L om värdena inte korrigerats, jämfört med 446 kcal/L om de korrigerade siffrorna använts i beräkningarna.

20160224_223526

2 Tankar om “Att mäta sockerhalt (i vört och socker-lösning)

  1. Snyggt inlägg!

    Man kan ju eventuellt också hamna fel när det gäller öltypsdefinition om man inte korrigerar sina värden. Om man nu är väldigt strikt med sådant.
    Samt förvilla sig själv när det gäller hur lågt ölet verkligen har jäst ut. 1.016 kan ju i vissa fall kännas långt mer tillfredsställande än 1.020.

    • Tack! Trevligt att du gillade det. Sant att det finns fler anledningar att veta precis vilket resultat man uppnått. En liten detalj som gnager är att vågen som jag använt inte är kalibrerad. Men någon gräns på noggrannheten får det finnas för en enkel hembryggare som jag. 🙂

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *