درجه بریکس واحدی برای اندازه‌گیری غلظت محلول است که بر اساس اصل شکست نور عمل می‌کند. هر چه غلظت محلول بیشتر باشد، نور بیشتر خم می‌شود.
درجه بریکس به طور خاص برای اندازه‌گیری میزان شکر در مایعات، به ویژه آب میوه‌ها و عصاره‌ها استفاده می‌شود، اما می‌توان از آن برای سایر محلول‌های حاوی مواد جامد محلول نیز استفاده کرد.
درجه بریکس معادل درصد وزنی ساکارز (شکر معمولی) در یک محلول است که اگر در دمای 20 درجه سانتیگراد وزن شود، چگالی آن 1.000 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
به عبارت دیگر، اگر 10 گرم ساکاروز را در 90 گرم آب حل کنیم، محلول نهایی دارای 10 درصد ساکاروز به وزن و درجه بریکس 10 خواهد بود.
درجه بریکس را می‌توان با استفاده از دستگاهی به نام رفراکتومتر اندازه‌گیری کرد. رفرکتومتر نوری را از طریق نمونه هدایت می‌کند و میزان خم شدن نور را اندازه‌گیری می‌کند. این انحراف با غلظت محلول مرتبط است و می‌تواند به عنوان درجه بریکس خوانده شود.
آشنایی با رفراکتومتر و طریقه استفاده آن
کاربرد درجه بریکس در صنایع مختلف :
صنعت غذایی: برای کنترل کیفیت آب میوه‌ها، شربت‌ها، مرباها و سایر محصولات غذایی حاوی شکر استفاده می‌شود.
شراب‌سازی: برای اندازه‌گیری قند موجود در انگور و کنترل فرآیند تخمیر استفاده می‌شود.
صنعت کشاورزی: برای ارزیابی کیفیت میوه‌ها و سبزیجات استفاده می‌شود.
نکات درجه بریکس :
درجه بریکس با درصد وزنی (°Bx) یا به سادگی درجه (°Bx) نشان داده می‌شود.
درجه بریکس تقریباً معادل درصد وزنی محلول ساکاروز است، اما برای محلول‌های حاوی سایر مواد حل شده اندکی نادرست است.
به دما وابسته است. اندازه‌گیری‌ها باید در دمای استاندارد 20 درجه سانتیگراد انجام شود یا برای جبران تغییرات دما تصحیح شود.
روش های اندازه گیری بریکس :
1. استفاده از رفراکتومتر:
رفراکتومتر دستگاهی اپتیکی است که برای اندازه‌گیری ضریب شکست یک ماده استفاده می‌شود. ضریب شکست معیاری برای میزان خم شدن نور هنگام عبور از یک ماده است.
برای اندازه‌گیری درجه بریکس با استفاده از رفراکتومتر، مراحل زیر را دنبال کنید:
نمونه را آماده کنید: نمونه را تا دمای 20 درجه سانتیگراد (68 درجه فارنهایت) گرم یا سرد کنید. اگر نمونه کثیف یا غلیظ است، آن را صاف یا رقیق کنید.
نمونه را روی منشور قرار دهید: چند قطره از نمونه را روی منشور رفرکتومتر قرار دهید.
نور را تنظیم کنید: نور را طوری تنظیم کنید که خط مرزی بین نور روشن و تاریک به وضوح قابل مشاهده باشد.
درجه بریکس را بخوانید: درجه بریکس را روی مقیاس رفرکتومتر بخوانید.
تفاوت دقت و حداقل وزن قابل اندازه گیری ترازو
2. استفاده از روش بریکس با جرم:
این روش شامل وزن کردن نمونه و محلول رقیق شده آن و سپس استفاده از یک جدول برای تبدیل نسبت جرم به درجه بریکس است.
این روش به تجهیزات تخصصی کمتری نیاز دارد، اما به اندازه روش رفراکتومتر دقیق نیست.
3.هیدرومتر:
ابزار ساده‌تری که برای اندازه‌گیری بریکس مایعات استفاده می‌شود. این ابزار بر اساس اصل تعادل شناور عمل می‌کند و با اندازه‌گیری عمق غوطه‌وری هیدرومتر در مایع، می‌توان بریکس آن را تخمین زد.
4. پی‌اچ متر:
در برخی موارد، می‌توان از پی‌اچ متر برای اندازه‌گیری بریکس مواد اسیدی مانند آبمیوه‌ها استفاده کرد. با اندازه‌گیری پی‌اچ و دانستن رابطه بین پی‌اچ و بریکس برای آن ماده خاص، می‌توان بریکس آن را تخمین زد.
5. روش‌های آزمایشگاهی:
روش‌های دقیق‌تری مانند تیتراسیون و کروماتوگرافی نیز برای اندازه‌گیری بریکس مواد وجود دارند و معمولاً در آزمایشگاه‌ها و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
راهکارهای تقریبی برای تبدیل درجه بریکس به واحدهای دیگر مانند درصد وزنی (°C), گرم در لیتر (g/L) و پوند در گالن (lb/gal) وجود دارد.
توجه: این تبدیل‌ها فقط تخمینی هستند و ممکن است در شرایط مختلف دقیق نباشند.
رفرکتومتر آتاگو Atago Pal 37S
درصد وزنی (°C):
تقریباً می‌توان درجه بریکس را با ضرب در 1.04 به درصد وزنی (°C) تبدیل کرد.
به عنوان مثال، 10 درجه بریکس تقریباً معادل 10.4 درصد وزنی (°C) است.
گرم در لیتر (g/L):
برای تبدیل درجه بریکس به گرم در لیتر (g/L) می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید:
rm/L = درجه بریکس * 1.004 * چگالی محلول در 20 درجه سانتیگراد (g/mL)
برای مثال، اگر چگالی محلول شما در 20 درجه سانتیگراد 1.03 g/mL باشد، 10 درجه بریکس تقریباً معادل 10.64 g/L است.
پوند در گالن (lb/gal):
برای تبدیل درجه بریکس به پوند در گالن (lb/gal) می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید:
lb/gal = درجه بریکس * 8.33 * چگالی محلول در 20 درجه سانتیگراد (lb/ft3)
برای مثال، اگر چگالی محلول شما در 20 درجه سانتیگراد 62.4 lb/ft3 باشد، 10 درجه بریکس تقریباً معادل 5.37 lb/gal است.
تفاوت درصد بریکس و بریکس ایندکس
در حالی که اصطلاحات “درجه بریکس” و “شاخص بریکس” اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند، تفاوت ظریفی بین آنها وجود دارد:
درجه بریکس:
واحدی برای اندازه‌گیری غلظت محلول است که بر اساس اصل شکست نور عمل می‌کند.
به طور خاص برای اندازه‌گیری میزان شکر در مایعات، به ویژه آب میوه‌ها و عصاره‌ها استفاده می‌شود.
معادل درصد وزنی ساکاروز (شکر معمولی) در یک محلول است که اگر در دمای 20 درجه سانتیگراد وزن شود، چگالی آن 1.000 گرم بر سانتی‌متر مکعب باشد.
به طور خلاصه، درجه بریکس نشان‌دهنده میزان شکر در یک محلول است.
شاخص بریکس:
معیاری برای مقایسه شیرینی محلول‌های مختلف با ساکاروز است.
بر اساس این واقعیت است که محلول‌های مختلف با غلظت‌های یکسان ساکاروز، شیرینی یکسانی ندارند.
برای محاسبه شاخص بریکس، درجه بریکس را بر ضریب انکسار محلول در دمای 20 درجه سانتیگراد تقسیم می‌کنیم.
به طور خلاصه، شاخص بریکس نشان‌دهنده شیرینی نسبی یک محلول در مقایسه با ساکاروز است.
تفاوت کلیدی:
درجه بریکس واحدی برای اندازه‌گیری غلظت است، در حالی که شاخص بریکس معیاری برای مقایسه است.
درجه بریکس فقط به میزان شکر در یک محلول مربوط می‌شود، در حالی که شاخص بریکس شیرینی سایر مواد حل شده را نیز در نظر می‌گیرد.
به طور مستقیم با استفاده از رفراکتومتر اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که شاخص بریکس با تقسیم درجه بریکس بر ضریب انکسار محاسبه می‌شود.
مثال:
فرض کنید دو محلول داریم:
محلول 1: 10 درصد وزنی ساکاروز
محلول 2: 10 درصد وزنی فروکتوز (نوع دیگری از قند)
هر دو محلول دارای 10 درجه بریکس هستند، زیرا هر دو حاوی 10 درصد وزنی ماده حل شده هستند.
با این حال، شاخص بریکس محلول‌ها متفاوت خواهد بود، زیرا فروکتوز حدود 1.3 برابر شیرین‌تر از ساکاروز است.
شاخص بریکس محلول 1: 10 درجه بریکس / 1.0007 (ضریب انکسار ساکاروز) = 9.99
شاخص بریکس محلول 2: 10 درجه بریکس / 1.4198 (ضریب انکسار فروکتوز) = 7.05
همانطور که مشاهده می‌شود، محلول 1 (با ساکاروز) شاخص بریکس نزدیک به 10 دارد، در حالی که محلول 2 (با فروکتوز) شاخص بریکس به طور قابل توجهی پایین‌تری دارد،
یعنی با وجود غلظت یکسان، فروکتوز به طور قابل توجهی شیرین‌تر از ساکاروز است.
کاربردها:
درجه بریکس به طور گسترده در صنایع غذایی و نوشیدنی برای اندازه‌گیری غلظت شکر در آب میوه‌ها، شربت‌ها، مرباها و سایر محصولات استفاده می‌شود.
همچنین در صنایع کشاورزی برای ارزیابی کیفیت میوه‌ها و سبزیجات استفاده می‌شود.
شاخص بریکس برای مقایسه شیرینی غذاها و نوشیدنی‌های مختلف و همچنین برای مطالعه طعم و مزه استفاده می‌شود.
نکات اضافی:
برای اطمینان از نتایج دقیق، از رفرکتومتر با کیفیت بالا استفاده کنید و به طور منظم آن را کالیبره کنید.
قبل از انجام اندازه‌گیری، دستورالعمل‌های سازنده رفرکتومتر خود را به دقت مطالعه کنید.
اگر از روش بریکس با جرم استفاده می‌کنید، از یک جدول معتبر برای تبدیل نسبت جرم به درجه بریکس استفاده کنید.
درجه بریکس یک ابزار مفید برای اندازه‌گیری غلظت محلول‌ها است. با استفاده از روش‌های صحیح و تجهیزات مناسب، می‌توانید به طور دقیق درجه بریکس نمونه‌های خود را اندازه‌گیری کنید.
