Cukromierz - spławik/aeromer/balingomierz oraz refraktometr. "Wzorcowanie" w domu i pułapki

[c64club]

Do pomiaru ekstraktu brzeczki jak i wyznaczenia końca fermentacji, używamy urządzeń do pomiaru zawartości cukru:

-aeromertu wyskalowanego w stopniach Balinga (względnie Plato lub Brix, rzadziej po anglosasku w OG) , lub

-refraktometru

 

 W szczegóły budowy i wzorów koniecznych do używania wgęłbiać się nie będę, bo nie to jest moim celem, to z resztą opisano szeroko. Napiszę jak się nie naciąć przy zakupie tych urządzeń i jak im nie wierzyć.

 

Aerometry

Zaczynamy od aerometru. Tani i uniwersalny. Kupujemy spławik, zanurzamy go w brzeczce o temperaturze 20°C i mamy wynik. Niestety, to by było za proste. Jeśli nie kupimy wzorcowanego cukromierza za parę setek, to pozostanie nam szukać sprawnego egzemplarza wśród dostępnych w handlu.

Wpierw odrzucamy:

•  wszystkie krótkie, gdzie skala o rozpiętości 30 Plato mieści się na 3-4 centymetrach. Dokładność takich wynalazków jest niewystarczająca nawet dla wyznaczenia końca fermentacji (gdzie obserwujemy tylko czy naszemu piwu "cukier nie spada"
• wyskalowane w egzotycznych skalach, np. winiarskich. Niestety często są sprzedawane jako piwne

 

Między bajki wsadzamy treść instrukcji dołączonej do zakupionego aerometru czy poradników "zostań winiarzem w łykent". Potrafą zawierać takie babole jak bezpośredni pomiar alkoholu poprzez zanurzenie albo "fermentację piwa uznajemy za zakończoną kiedy cukromierz wskaże 1°Blg". Cytat z instrukcji Biowinu, niestety ich literatura jest takiej jakości jak sprzęt, ale wielkiego wyboru nie mamy.

 

Procedura szukania sprawnego balingomierza:

1. zamawiamy wysyłkowo większą garść spławików, koniecznie na paragon (jako konsument) a nie na fakturę. Polecam 10 sztuk.
2. sprawdzamy czy papierki ze skalą są przyklejone wewnątrz rurek czy tylko wrzucone. W drugim przypadku odrzucamy, bo się bedą przesuwały.
3. wrzucamy wszystkie do zlewki z wodą o temperaturze 20 stopni Celsjusza i patrzymy co pokaże nam górna krawędź menisku
4. te przeciętnie 8 sztuk, które pokazują poniżej -1°Blg i powyżej +1°Blg, odrzucamy
5. odrzucone pakujemy z powrotem w pudełka/fiolki do odesłania (reklamacja nie ma sensu)
6. pozostałe, jeśli pokazują dodatni wynik, "kalibrujemy" dociążając np. rurką termokurczliwą czy kawałkiem wężyka igielitowego aby pokazały zero. (jeśli pokazuje +3, co nie jest rzadkością, dociążenie do zera da nam nieliniowy wynik, a więc prawidłowy tylko dla wody). Jeśli pokazują ujemny, zapamiętujemy wartość (markerem do CD na czubku balingometru i na to przejrzysta taśma klejąca) i odtąd dodajemy ją do każdego pomiaru
7. przygotowujemy sobie np. z syropu, brzeczki o gęstościach np. 5, 10, 20 °Blg (pożyczyć sprawny spławik lub skalibrowany refraktometr od kolegi) lub za pomocą wagi roztwory glukozy i sprawdzamy co pokażą nasze "wyzerowane" spławiki (w przypadku glukozy pamiętać o przeliczniku). Jak pokażą głupoty (potrafią przy 15 pokazać 13 lub 17), to odrzucamy i punkt 5

 

Załóżmy, że trafiliśmy na działający egzemplarz (do dzisiaj tęsknię za swoim najlepszym, który niestety pewnego wieczoru napił się brzeczki i zgłupiał). Odtąd szanujemy go, używamy jako wzorca.  Jak się stłucze (a lubią) to wyjątkowa szkoda. Z jego pomocą możemy poszukać innego sprawnego egzemplarza. Powtarzamy pierwszy punkt przed odesłaniem tych złych, żeby nie trafić na nie ponownie, albo kupujemy gdzie indziej lub inny typ.

 

Aerometr ma niestety pewne wady:

1. zazwyczaj nie chce stać prosto - bywa że "przykleja" się do ściany cylindra miarowego, a jak go w końcu ustawimy w pionie, odwraca się skalą od nas. Po nabraniu wprawy opanowujemy swój egzemplarz i odczyt trwa poniżej minuty
2. działa prawidłowo w 20°C (plus/minus 10, jeśli skorygujemy sobie wynik tabelką)
3. potrzebuje próbki o sporej objętości - 100 ml lub więcej

Przy filtracji, wysładzaniu i do momentu schłodzenia brzeczki do temperatury zadania drożdży, dwie ostatnie wady (na zasadzie synergii) potrafią uprzykrzyć pracę. Schłodzenie próbki 200 ml z 70°C do 20, może trwać dłużej niż wysładzanie. Dlatego wielu rozgląda się za refraktometrem.

 

Refraktometry

Jak na mój gust, do pomiarów "zimnych" jest spławik, a do "gorących" refrktometr. Raz skalibrowany na wodzie w temp. 20 °C jes bardzo stabilny. Możemy pobrać 30 ml z kadzi zamiast 100, schłodzić znacznie szybciej, z tego pobrać kilka kropel i nanieść na okienko przyrządu, którego temperaturę przejmuje maleńka przecież próbka.

 

Byłoby tak prosto, gdyby nie współczynnik korekcji. Refraktometr jest (teoretycznie) kalibrowany do pomiaru roztworu sacharozy w skali Brix. Żeby ją przeliczyć na stopnie Ballinga, musimy podzielić odczyt z refraktometru przez stałą, która teoretycznie wynosi 1,04, w praktyce w zależnosci od egzemplarza 1,0, do 1,1. Sprawę chcą "ułatwić" poradniki typu "skalibrować na wodzie, dla pewności zmierzyć brzeczkę o znanej gęstości, np. 12°Blg". Jedna stała to byłby szczyt marzeń, równanie w postaci ax, gdzie a to odczyt z refraktometru, zaś x=1/stała_kalibracyjna. Taki szczęśliwy wynik uzyskał kol. DonBeer i w tym poście (instrukcja zakupu, przegląd modeli, kalibracja) . Kol. Coder (Piotr Wypych) w pierwszym numerze Piwowara opisywał swoje boje z dokładnością refraktometru, które w końcu wymusiły powrót do mierzenia aerometrem nawet wysłodzin, mimo kłopotliwego chłodzenia.

 

Niestety, współczynnik korekcji dla danego refraktometru w praktyce często przybierze postać równania ax^2+bx+c. Różnica między spławikiem a refraktometrem bywa mocno nieliniowa. Poniżej wyniki sesji z aerometrami (dwa wybrane metodą z poprzedniego artykułu) i dwoma refraktometrami od różnych sprzedawców. Różnice pomiędzy spławikami bliskie 0, refraktometry pokazywały idealnie ten sam wynik (jak się okazało, pochodziły z jednej partii produkcyjnej - kupione u tego samego importera ). Roztwór badany to ekstrakt słodowy płynny rozpuszczony w wodzie, schłodzony do 20°C i rozrzedzany wodą o tej samej temperaturze. Na przygotowanych za pomocą wagi roztworów sacharozy, "rozjazd"  jest podobny.

 

 

Mając taką tabelę, mogę w dużym przybliżeniu wyznaczyć gęstość wysłodzin czy brzeczki nastawnej. Trzeba tylko podzielić odczyt z refraktometru przez wartość "BLG Korekta". Jak widać, skrajnie różny w zależności od gęstości brzeczki. Przy wysładzaniu mogę iść na skróty, na zasadzie "wsyładzam celując w ~3 chińskie Brix" nie przeliczając za każdym razem na stopnie Ballinga. Bo wiem, że ~3*Brix pokaże mi przy rzeczywistej gęstości ~2,3-2,4°Blg.

 

KALIBRUJCIE SWOJE REFRAKTOMETRY, BO SIĘ MOŻECIE CIĘŻKO ZDZIWIĆ.

 

EDIT: Sesja z innymi przyrządami:

Zbadałem refraktometr i partię 15 spławików. 11 poleciało do kartonu na zwroty od razu. Pokazywały -2 do 3 Blg na wodzie 20°C. Te które pokazywały 0 (plus-minus ~0,2) poddałem testom na brzeczce przygotowanej z suchego ekstraktu jęczmiennego jasnego.Na wadze jubilerskiej sypana odpowiednia ilość ekstraktu i uzupełniana do 50g wodą w temp. 20°C. O słabsze roztwory rozrzedzałem po prostu wlewając do zlewki na wadze 20-parę gramów roztworu i dokładnie doważając wodą.

 

 

Refraktometr pokazywał prawie jak na sacharozie (której roztwory mierzy co do grubości kreski na skali). Aż podejrzane, czyżbym kupił lewy ekstrakt cukrem oszukiwany? Spławik 3 to mój starszy egzemplarz. Spławik 4 sprzedany zaraz po teście, kupię za niego drugi refraktometr na zapas. Pozostałe 3 (w sumie 14) do zwrotu. Zwróć uwagę na numery 2 i 6, które na wodzie pokazują zero.

 

 

 

Edytowane 26 Czerwca 2019 przez c64club

[c64club]

Ciekawostka z dzisiaj. Dwa spławiki, "walidowane" na roztworach cukru i ekstraktu płynnego, dzisiaj na tej samej próbce rzeczywistej brzeczki nastawnej pokazały mi 15,5°Blg oraz 18°Blg. Refraktometr pokazuje 17,2*Brix. Znowu muszę całej ekipie zrobić glukometrię....

[Kaniutek]

Zrobiłem kalibrowany test mojego chińskiego refraktometru. Używając jubilerskiej wagi, dokładnej do 0,01g przygotowałem po kolei wodne roztwory cukru: 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 Blg. Do 11Blg pomiar był identyczny z roztworem. Powyżej 11 blg zaczął się lekuchno rozjeżdzać, zaniżając wskazanie o części "kreseczki". Przy 15 blg wskazanie osiągnęło 14,8 Brix. Uznałem, ze mam gdzieś i nie mierze dalej, bo 0,2 Blg zaniżenia wskazania przy 15 jest dla mnie błedem kompletnie nieistotnym.

 

[c64club]

Tak samo uczynię ze swoimi przyrządami. Swoją drogą, świetny egzemplarz trafiłeś.

[c64club]

Hmm. Mówią, że skale Brix, Plato i Ballinga są tożsame do 5 czy 6 miejsc po przecinku, a tu tabela gdzie przy 10 Brix jest już 10,4 Plato... Robię dzisiaj jeszcze jedną kalibrację i zgłupiałem.

[MistrzSuspensu]

W dniu 16.06.2019 o 12:25, c64club napisał:

Hmm. Mówią, że skale Brix, Plato i Ballinga są tożsame do 5 czy 6 miejsc po przecinku, a tu tabela gdzie przy 10 Brix jest już 10,4 Plato... Robię dzisiaj jeszcze jedną kalibrację i zgłupiałem.

Nie wiem jaka jest definicja skali Plato, BRIX czy Bailinga, ale z tej definicji wynikają matematyczne różnice między nimi. Różnice przy pomiarze refraktometrem wynikają z różnych współczynników załamania światła dla różnych cukrów. Z tym, że nie wiem dlaczego dla różnych refraktometrów ta różnica jest inna, zakładam, że wynika to wykonania.

Używam głównie refraktometru, przestałem się przejmować drobnymi różnicami w pomiarze zawartości cukru. Wydaje mi się, że warto po fermentacji używać areometru, bo mam wrażenie, że pomiar refraktometrem daje iluzję głębszego odfermentowania. Jednak i tak z lenistwa używam tylko refraktometru. Robię wyjątek tylko przy dodatkach typu laktoza (potrafi mocno przekłamać pomiar), oraz jeśli dodam cukier w trakcie fermentacji.

[c64club]

Dla maltozy i dekstryn powoli mysle przestawic sie na korzystanie tylko z refraktmetru i wzorow uwzgledniajacych OG i FG(pozorne). Przy dodatkach typu laktoza trzeba by zrobic pomiary o ile dany procent laktozy zaklamuje OG a o ile bardziej (lub mniej) FG mierzone pryzmatem. Mysle ze jak ktos nie jest maniakiem Xylitol IPA i Milk Stoutu, to lepie splawikiem.

 

Dla mnie pomiar dosc dokladny jest o tyle wazny, ze chcialbym jednak wiedziec jaka mam wydajnosc oraz jak plytko sfermentowalo mi piwo, bo celuje w slodzsze.

[c64club]

Zbadałem dzisiaj partię 15 spławików. 11 poleciało do kartonu na zwroty od razu. Pokazywały -2 do 3 Blg na wodzie 20°C. Te które pokazywały 0 (plus-minus ~0,2) poddałem testom na brzeczce przygotowanej z suchego ekstraktu jęczmiennego jasnego:

 

 

Refraktometr pokazywał prawie jak na sacharozie (której roztwory mierzy co do grubości kreski na skali). Aż podejrzane, czyżbym kupił lewy ekstrakt cukrem oszukiwany? Spławik 3 to mój starszy egzemplarz. Spławik 4 sprzedany zaraz po teście, kupię za niego drugi refraktometr na zapas. Pozostałe 3 (w sumie 14) do zwrotu. Zwróć uwagę na numery 2 i 6, które na wodzie pokazują zero.

[Kaniutek]

W dniu 26.06.2019 o 01:25, c64club napisał:

Zwróć uwagę na numery 2 i 6, które na wodzie pokazują zero.

Ja to mam teorię, ze te delikatne odchyłki mogą równiez wynikać z niedoskonałości druku skali, jako takiej.

[c64club]

Delikatnie powiedziane, że delikatne odchyłki. Aerometr siłą rzeczy jest lekko nieliniowy (te cięższe egzemplarze mniej) więc tylko dla egzemplarzy o konkretnej wyporności ale i konkretnej głębokości zanurzenia dla zera, skala będzie się zgadzała także w innych punktach. Szkoda, że nie zanotowałem mas poszczególnych egzemplarzy i ilości wypieranej cieczy przy zanurzeniu np do poziomu 0 i 20°Blg, ale to w sumie nie ma znaczenia, raczej jako ciekawostka do nicniewnoszących rozwarzań nad naturą spławika, którego i tak nie poprawimy.

 

Bardziej mnie dziwią zgodne odczyty refraktometru przy roztworach suchego ekstraktu (podobno 100% słód) i sacharozy. Bardzo bym się cieszył, jeśli miałbym wyskalowany wprost na piwo (wczorajszy pomiar wykazał +1,5% czyli ignorowalna odchyłka) i mógł spisywac wyniki wprost z lunetki bez przelicznika, ale podejrzewam jednak mocno oszukany cukrem ekstrakt.

Edytowane 26 Czerwca 2019 przez c64club

[x1d]

https://archive.org/details/circularofbureau440bate/page/632

[anatom]

@c64clubbardzo fajne badania i artykuł popełniłeś. Od lat nie używam ballingometru i naszła mnie jeszcze taka refleksja  Badałeś wszystko na roztworze nieprzefermentowanym. 

Pytanie teraz jak to będzie się zachowywać po fermentacji. Załóżmy że masz wybrany refraktometr i ballingometr, które pokazują prawie to samo przed fermentacją, są dobrze skalibrowane. Sprawdzasz refraktometrm poziom i przeliczasz na stopnie ballinga. Otrzymujesz jakiś wynik. Bierzesz teraz większą próbkę i wrzucasz spławik. Czy ten spławik pokarze to samo co refraktometr po przeliczeniu? I najważniejsze: czy CO2 rozpuszczone w młodym piwie nie będzie nieznacznie podnosić spławika "zakłamując wynik"? Wtedy trzeba by kolejnego wzoru do pomiaru piwa z rozpuszczonym CO2  

Nie twierdzę że jest tak albo odwrotnie, po prostu przyszło mi takie coś do głowy. 

[Hanys93]

W dniu 11.02.2020 o 12:27, anatom napisał:

@c64clubbardzo fajne badania i artykuł popełniłeś. Od lat nie używam ballingometru i naszła mnie jeszcze taka refleksja  Badałeś wszystko na roztworze nieprzefermentowanym. 

Pytanie teraz jak to będzie się zachowywać po fermentacji. Załóżmy że masz wybrany refraktometr i ballingometr, które pokazują prawie to samo przed fermentacją, są dobrze skalibrowane. Sprawdzasz refraktometrm poziom i przeliczasz na stopnie ballinga. Otrzymujesz jakiś wynik. Bierzesz teraz większą próbkę i wrzucasz spławik. Czy ten spławik pokarze to samo co refraktometr po przeliczeniu? I najważniejsze: czy CO2 rozpuszczone w młodym piwie nie będzie nieznacznie podnosić spławika "zakłamując wynik"? Wtedy trzeba by kolejnego wzoru do pomiaru piwa z rozpuszczonym CO2  

Nie twierdzę że jest tak albo odwrotnie, po prostu przyszło mi takie coś do głowy. 

 

Naturalnie ze CO2 i Alkohol oszukuja Ci mierzony wynik fermentujacego lub przefermentowanego piwa przy pomiarach splawikiem.

Rozroznia sie miedzy stopniem odfermentowania rzeczywistym a pozornym.

Przy mierzeniu fermentujacego lub przefermentowanego piwa, przepuszczasz "piwo" przez filtr oraz odrobine ziemi okrzemkowej - to pozwala Ci sie wyzbyc CO2.

Po filtracji mierzysz jednak nadal ciecz z zawartoscia alkoholu, czyli odfermentowanie pozorne.

Aby obliczyc odfermentowanie rzeczywiste potrzebujesz wzor, jesli jestes zainteresowany moge go podac.

 

W praktyce jest jednak tak, ze browary posluguja sie tylko i wylacznie odfermentowaniem pozornym (z alkoholem, ale bez CO2), jest to dla browarnika wyznacznik czy fermentacja przebiega tak jak powinna lub w przypadku przelewania na lager w koncowce fermentacji aby wyznaczyc moment przepompowania.

[anatom]

15 minut temu, Hanys93 napisał:

Aby obliczyc odfermentowanie rzeczywiste potrzebujesz wzor, jesli jestes zainteresowany moge go podac.

Dzięki za odpowiedź. Wiedzy nigdy dość. Jeśli możesz to podaj proszę. 

 

Pisząc to chciałem się skupić bardziej na problematyce warzenia w domu. Ostatnio pojawił się post w którym user miał po przeliczeniu z brix 3,5 blg, natomiast spławik pokazywał mu bodaj 5 stopni plato. Różnica może być albo z wadliwych urządzeń albo właśnie w wypychającego spławik co2. 

[Hanys93]

Przy warzeniu domowym jak najbardziej poslugujesz sie odfermentowaniem pozornym, nawet jesli nie masz papierowego filtra to postaraj sie probke jak najbardziej odgazowac.

Jesli jednak interesuje Cie jak obliczyc odfermentowanie rzeczywiste to ponizej przyklad:

 

Masz brzeczke nastawna 12,75 P, po fermentacji splawik pokazuje 2,6 P -w zalaczniku obliczenia dla rzeczywistego stopnia odfermentowania