Refractometer

fritz · 10-01-2002 13:47 u

Gebruikt er iemand van jullie een refractometer voor het bepalen van de begindensiteit (en einddensiteit) van wort? Zo ja, wat zijn jullie ervaringen daarmee?

Jacques · 13-01-2002 16:00 u

Ja ik Fritz. Sinds anderhalf jaar heb ik een refractometer. Ik gebruik hem voor het meten van het SG tijdens het maischen en voor het begin SG.
De refractometer heb ik bij www.Brouwland.com gekocht. Hij koste zo rond de € 115,--

Een refractometer is een optisch instrument dat werkt via de brekingindex van een oplossing. De brekingindex verandert naar mater er meer minder suikers in oplossing zijn. Voor het bepalen van het SG heb je maar een paar druppels vloeistof nodig. Net als bij het gebruik van een hydrometer moet de te meten vloeistof een temperatuur hebben van ± 20º C. Een refractometer werkt snel en nauwkeurig.

Afgelopen vrijdag heb ik bier gebotteld. Ik heb het eind SG bepaald met behulp van een hydrometer en met de refractometer. De hydrometer gaf een eind SG van 1016. De refractometer 1038! Het verschil tussen deze eindwaarden wordt veroorzaakt door het feit dat je met een hydrometer de zogenaamde schijnbare vergistinggraad bepaalt en met een refractometer de werkelijke vergistinggraad. In "Technologie Brouwerij en Mouterij, deel III: Wort" geschreven door ir.
Frank Weustenraed, destijds docent aan het KIHO St. Lieven te Gent, vond ik dat een vergistbaar extract van 61-65 % overeenkomt met een schijnbare eindvergistinggraad van ca. 75-80 %.

Alcohol (ethanol) dat gevormd wordt uit de vergistbare suikers heeft een lager soortelijk gewicht dan water. Eén liter alcohol weegt om precies te zijn 793,7 gram (voor dit cijfertje moest ik even zoeken in mijn encyclopedie). Naar mate een bier meer alcohol bevat is het verschil tussen de schijnbare en werkelijke vergistinggraad groter. Met behulp van de juiste tabel kun je het alcoholgehalte van je bier berekenen/bepalen.
Het berekenen van het alcoholgehalte is altijd arbitrair. De vergistbare suikers worden namelijk niet allemaal omgezet in alcohol en koolzuur. Een (klein) gedeelte van de suikers is ook nodig voor de gistgroei. In zijn boekje Principles of Brewing Science verwijst George Fix naar de metingen die Balling heeft verricht. Uit deze metingen bleek dat 2066,5 gram vergistbaar extract nodig was voor de vorming van 1000 gram ethanol en 995 gram koolzuurgas.

De vermindering in SG bedroeg bij de refractometer 1087 - 1038 = 49. Uit een tabel die ik vond in het boek Malting and Brewing Science, volume 2, Hopped Wort and Beer, blijkt dat het bier een alcoholgehalte heeft van 10,9 % !
De vermindering in SG met de hydrometer was 1087 - 1016 = 71. Bij de berekening van het alcoholgehalte met behulp van de schijnbare vergistinggraad gebruik ik meestal de regel het verschil tussen begin en eind sg bepaald met de hydrometer gedeeld door 7. Dit levert een alcoholgehalte op van 71/7 = 10,1 %.
Een andere formule gaat uit van (begin SG-eind SG)*0,135. Op grond van die berekening is het alcoholgehalte 9,6%.

De ene uitkomst is duidelijk de andere niet!

Voor de goede orde, bij de genoemde alcoholpercentages is de alcohol die gevormd wordt door de suikertoevoeging voor de hergisting nog niet opgeteld. Hiervoor moet je ook nog eens rekenen op 0,5 %. Hik!

Zo, ik ben weer eens een middagje gezellig bezig geweest met mijn boeken.

Jacques

fritz · 14-01-2002 10:31 u

Bedankt voor de grondige uitleg, Jacques

Je zegt dat je de refractometer bij ca. 20 °C moet gebruiken (dat klopt ook, want de brekingsindex is temperatuursafhankelijk), maar heeft jouw refractometer dan geen automatische temperatuurscorrectie? Bij deze toestelletjes ben je niet zo afhankelijk van de temperatuur en dat is natuurlijk handig.
Wat ik ook nog van je wou weten is welke schaal je refractometer gebruikt: °Brix of °P? Heb je een specifieke formule voor het omrekenen of gebruik je een tabel?
Misschien nogal veel vragen he?

fritz

Jacques · 15-01-2002 23:01 u

De refractometer die ik heb is een betrekkelijk eenvoudige van het merk Meopta (winetester 0 - 36 %) en heeft een automatische temperatuurcorrectie voor het temperatuurbereik 10 - 30º C . Als je wilt controleren hoever de omzetting van het zetmeel tijdens het maischen gevorderd is moet je het te meten wort echt eerst laten afkoelen, zo merkte ik proefondervindelijk.

De meter die ik gebruik heeft zowel een schaal ºBrix als ºOe (naast elkaar). Die laatste schaal komt overeen met de aanduiding van een hydrometer minus 1000. Uit het boek Malting en Brewing Science. geschreven door J.S. Hough,
D.E. Briggs, R. Stevens en T.W. Young maak ik op dat ºP gelijk is aan ºBrix gemeten bij 20º C. Op de pagina www.hobbybrouwen.nl/omzet.html kun je een tabel vinden die ik uit genoemd boek heb overgenomen.

Overigens wil ik als ik iets meer tijd heb de tabel aan de hand waarvan je het alcoholgehalte kunt bepalen met behulp van een refractometer op mijn site zetten.

Jacques

Andre · 28-01-2002 19:27 u

Beste jacques,
Uw uitleg over de refractometer genoot mijn volle aandacht. Inderdaad ik overweeg reeds een geruime tijd om een dergelijk toestel aan te kopen doch mijn studerende jeugd beslist daar momenteel anders over.
Ik begreep niet helemaal je uitleg over het verschil tussen het eind SG gemeten door een refractometer en een hydrometer
is het inderdaad zo dat het %alcohol als volgt berekend wordt
begin SG - (0,9788*eind SG)*0,135. De eind SG werd hier met een refractometer gemeten.
0,9788 =1039/1016. Is deze correctie uit de lucht gegrepen?
Bestaat er een formule om het alcohol% te berekenen als je enkel met een refractometer werkt?

Jacques · 28-01-2002 22:20 u

Beste Andre en de rest,

Sinds de refractometervraag van Fritz heeft het onderwerp alcoholbepaling en refractometer mij flink bezig gehouden. Mijn refractometer heb ik min of meer in een opwelling gekocht bij Frama Import te Beverlo (thans Brouwland - www.Brouwland.com). De refractometer was een speciale aanbieding tijdens de Opendeur Dagen in het jaar 2000. Directe aanleiding voor mij om dit relatief dure instrument te kopen was het feit dat ik een paar jaar daarvoor een tweetal artikelen in Brauwelt (het vakblad voor de professionele brouwers) gelezen had. In deze artikelen werden formules gegeven waarmee je met behulp van een refractometer en een nauwkeurige hydrometer heel precies het alcoholgehalte en het stamwortgehalte kunt bepalen. De uitkomsten van de formules waren vergeleken met die van de officiële distillatiemethode en de verschillen lagen tussen de - 0,07 en + 0,27 vol. % bij licht gekleurd bier en tussen de - 0,16 en + 0,67 vol. % bij donker bier.

Toen ik thuis kwam heb ik de bewuste artikelen meteen opgezocht. Het bleek allemaal wat lastiger dan ik gedacht had. De formules gingen uit van een refractometer met zogenaamde Zeiss eenheden. De refractometer die ik gekocht had bezat geen schaal met die oude en nog maar weinig gebruikte eenheid. Jammer want zonder de formules was de refractometer alleen nog maar bruikbaar voor het bepalen van het begin SG en het tussentijds bepalen van het SG tijdens het maischen. Zodra er namelijk alcohol gevormd is heb je naast de brekingsindex van water en suiker ook te maken met de brekingsindex van alcohol. Hierdoor is normaal gesproken een refractometer onbruikbaar voor het bepalen van het restsuikergehalte van het bier.
Na het mailtje van Fritz ging bij mij een lichtje op dat ik in het inmiddels ter ziele zijnde blad BrewingTechniques ooit ook een verhaal gelezen had over het gebruik van een refractometer voor het bepalen van het alcoholgehalte. Na enige tijd zoeken vond ik het artikel. Vervolgens ging ik verder zoeken op het web. Links en rechts kwam ik mailtjes tegen uit de Home Brew Digest (hbd.com) van Louis K. Bonham met verschillende formules. Met de info die ik had verzameld heb ik een Exel rekenblad gemaakt waarin de formules verwerkt zijn. De laatste tijd ben ik bezig met het controleren van de het werkblad aan de hand van zelfgebrouwen bier en flesjes commercieel bier. De uitkomsten zijn zeer bemoedigend en vertrouwenwekkend.
Binnenkort zal ik hierover verder berichten. Ook zal ik het werkblad op mijn site zetten. Het zou leuk zijn als anderen die ook de beschikking hebben over een refractometer mee controleren of de formules juist zijn.

Overigens voor het geval je overweegt om een refractometer aan te schaffen wijs ik er op dat het uitlezen van de refractometer en hydrometer heel precies komt. Waarschijnlijk is een wat duurdere refractometer betrouwbaarder, hetgeen de juistheid van de uitkomst van de berekeningen ten goede komt.

Hier laat ik het bij omdat ik even geen tijd heb.

Jacques

fritz · 29-01-2002 13:43 u

Ik kijk er alvast naar uit, Jacques. Ik heb een tweetal weken geleden bij Brouwland ook een refractometer gekocht. Ik vermoed dat we dezelfde hebben, nl. een met °Oechsle en °Brix (max 36). Hij kostte rond de 120 €. Ik heb momenteel zeer weinig tijd om te brouwen, maar hoop toch om het binnenkort eens te proberen. Ik kan je dus al wel helpen met het controleren van commerciële bieren

fritz

Jacques · 30-01-2002 23:58 u

Hulp gevraagd
Zojuist heb ik het rekenblad op de site geplaatst. Je kunt het rekenblad vinden op http://www.hobbybrouwen.nl/rekenen/alcoholberekening_refractometer.xls . Degenen die een refractometer hebben zoals Fritz worden van harte uitgenodigd het uit te proberen en commentaar te leveren op het rekenblad.

Formules
Uit de Brauweltartikelen heb ik begrepen dat je voor donker bier een andere formule moet gebruiken dan voor licht bier. Het rekenblad gaat uit van een formule die afkomstig is van Louis K. Bonham (op het web te vinden via de onderstaande bronnen). Door Louis wordt geen onderscheid gemaakt in licht en donker gekleurde bieren. Misschien dat een echte rekenmeester die ook nog eens beslag weet te leggen op de conversietabel Zeiss eenheden naar RI waarden in staat is om de door mij nu gebruikte formule om te zetten ten behoeve van donkere bieren.
De formules die ik in Brauwelt gevonden heb luiden als volgt:

formule I voor lichtgekleurd bier
Stamwortgehalte (ºP) = 0,6074 * R - 394,72 p + 386,13
Alcoholgehalte = 0,1768 * R - 95,684 p + 94,764

formule II (verbeterd) voor lichtgekleurd bier
Stamwortgehalte (ºP) = 0,58056 * R - 393,87 p + 385,69
Alcoholgehalte = 0,3230 * R - 342,488 p + 337,6477

voor donkergekleurd bier
Stamwortgehalte (ºP) = 0,558 * R - 362,75 p + 356,31
Alcoholgehalte = 0,3371 * R - 354,387 p + 349,259
Werkelijk extract = 0,0995 * R + 141,155 p - 142,08

In al deze formules is R de refractowaarde in Zeiss eenheden en p de met de hydrometer gemete waarde in ºP

Exel
Persoonlijk ben ik niet zo'n Exel virtuoos. Als iemand het allemaal een stuk fraaier kan maken zal ik dat zeker waarderen. Graag in Exel '97 omdat ik deze versie gebruik.

Omrekenen SG naar Brix/Plato en visa versa
Naast het berekenen van het alcoholgehalte kan het rekenblad ook gebruikt worden voor het omrekenen van SG naar graden Brix/Plato en visa versa. Dit is vooral handig voor het geval je het brouwzaalrendement van jouw brouwsel wil berekenen via de formule
brouwzaalrendement = ((stamwortgehalte in graden plato * aantal liter verkregen wort) / aantal kilogrammen storting) * 100

Aanwijzingen gebruik werkblad
Meet het SG van het bier. Voordat je dat doet moet het bier zo veel mogelijk ontdaan worden van koolzuur. Ikzelf giet het bier in een royale maatbeter laat het een kwartiertje staan en schud een paar keren met het bier. Vervolgens giet ik het bier in een smalle maatbeker en bepaal met de hydrometer het SG. Het bepalen van het SG komt heel erg nauw. Zo kan een leesfout van 1012 in plaats van 1010 een verschil in alcoholgehalte van 0,7% geven! Het handigste is een speciale hydrometer te hebben met een klein SG bereik en waarop de SG waarden goed zijn af te lezen. (Binnenkort zal ik een dergelijke hydrometer aanschaffen.)
Vervolgens meet je met de refractometer het SG van het bier. Op de refractometer die ik heb moet ik heel goed kijken en nog eens kijken om de juiste waarde te bepalen. Ook hiervoor geldt dat een leesfout grote gevolgen kan hebben voor de uitkomst van de formule.
Voer de gevonden waarden in in de cellen die blauw zijn omlijnd. Het alcoholgehalte in zowel volume- als gewichtprocenten kun je zien in de rood omlijnde cellen. In de oranje omlijnde cellen kun je het berekende oorspronkelijk soortelijke gewicht en de vergistinggraad zien. Deze twee laatste waarden zijn heel handig om te weten als je een bier wilt gaan imiteren.

Jacques · 30-01-2002 23:59 u

Voorbeeld
Vanavond heb ik weer eens het rekenblad uitgetest. Hiervoor heb ik Hoegaarden Grand Cru gebruikt. Als eind SG heb ik met mijn hydrometer gemeten 1010 - 1011 en met de refractometer 1035 - 1036.
De uitkomst van de formule is bij 1010 en 1035 8,2 vol %, bij 1010 en 1036 8,9 vol %, bij 1011 en 1035 8,2 vol % en bij 1011 en 1036 is dit 8,5 vol %. Het komt dus allemaal heel precies!
Aardig is om te weten dat volgens het etiket van de flesje het alcoholpercentage 8,7% vol bedraagt.

Bronnen
De bronnen die ik gebruikt heb bij het opzetten van het rekenblad zijn de volgende:
Refraktometrische Stammwürzebestimmung met Nomogrammen und Formeln, prof. dr. H. Weyh en dr. W. Hagen, Brauwel nr. 17(1995);
Zur feststellung des Stammwürze- und Alkolholgehaltes von dunklen Starkbieren mittels Refraktometerverfahren, Dr. W. Hagen en P. Köstler, Brauwelt nr. 46/47(1997);
The HBD Palexperiment - Lab Analysis (Part II), Louis K. Bonham, BrewingTechniques march/april 1999;
http://hbd.org/hbd/archive/2923.html
http://hbd.org/hbd/archive/3062.html
http://hbd.org/hbd/archive/3145.html#3145-10
http://hbd.org/hbd/archive/3204.html#3204-5
http://hbd.org/hbd/archive/3680.html
http://www.howstuffworks.com/question532.htm
http://byo.com/mrwizard/730.html
http://byo.com/mrwizard/732.html
http://www.portablelab.com/refracto.pdf
http://www.ams.usda.gov/fv/ppbweb/PPBfilecodes/135a50.pdf
http://home.twcny.rr.com/geomanagement/ensmingr/beer/top.html

Reacties zijn dus van harte welkom!

Jacques

fro · 21-02-2002 20:58 u

In de helpfunctie van ProMash staat uitgebreid uitgelegd hoe je met een refractometer moet werken en wat de afwijkingen t.o.v. de SG-meter zijn (door alcohol in het bier, of door stoffen anders dan suiker in het wort). Tevens kun je in ProMash alle extractgehaltes behalve in SG, ook middels de refractometer invoeren. Verder heeft ProMash een zeer nauwkeurige alcoholberekening waarvoor een refractometer *en* een SG-meter vereist zijn, en tevens minder nauwkeurige alcoholberekeningen met of een SG-meter, of een refractometer. In ProMash kun je refractometerwaarden invoeren in Brix, Zeiss, en RI.

Een gratis demoversie van ProMash is te downloaden van www.promash.com.

Groeten

Frank

P.S. Nee, ik heb geen aandelen ProMash.com. Maar wel heb ik de demoversie een paar dagen geleden bekeken en ik ben helemaal enthousiast!

Jacques · 14-04-2002 20:44 u

Ik dit weekend eindelijk de demoversie van Promash gedownload. Als het goed is moet de uitkomst van de refractometer alcoholbepalingen overeenkomen met die van mijn rekenblad omdat dezelfde bronnen zijn gebruikt. Dat is echter niet het geval. Bij mijn tripel voorbeeld kom ik met mijn rekenblad uit op 8,7% vol alcohol en een begin SG van 1088 (was in werkelijkheid 1087). Promash geeft met dezelfde meetgegevens een alcoholgehalte van 8,9 en een begin SG van 1081.

Het lijkt er dus op dat het rekenblad wat nauwkeuriger is dan Promash!

Overigens zag ik dat de omrekening van SG naar graden Plato een kleine fout in de formule zat. Deze fout heb ik gecorrigeerd. Zojuist heb ik de verbeterde versie van het rekenblad op mijn site gezet.

Jacques

Adrie · 16-04-2002 11:55 u

Meten is weten!

Helaas is een refractometer een duur apparaat, zoals Jacques al aangeeft. Zijn er hobbybrouwers die ervaring hebben en die tips hebben voor welk merk, type etc. het meest geschikt is voor de hobbybrouwer? Of heeft iemand wellicht nog een exemplaar liggen waar hij/zij niets mee doet? Misschien is het een idee om eens een partijtje op te kopen (met fikse korting uiteraard) met een aantal brouwers?

Groeten,

Adrie.

fritz · 16-04-2002 12:28 u

Hoi Adrie,

Ik heb me, kort nadat ik de thread had gestart, ook een refractometer aangeschaft. Ik heb hem bij Brouwland gekocht en het is zo'n model met, als ik me niet vergis, 4 schalen, waaronder °Brix en °Oechsle. Deze twee zijn handig (zoals Jacques al opmerkte) omdat ze (°Br) overeenstemmen met °Plato of (°Oe) met het SG in g/l -1000 (dichtheid water). Ik ben er heel tevreden over, de meting gaat enorm snel en je hebt weinig staal nodig. De prijs viel uiteindelijk nog mee (ik geloof rond de 100 €), kijk maar eens na op de website van Brouwland.

Groeten,

Fritz

Jacques · 16-04-2002 23:17 u

Refractometers zijn zoals Fritz al aangaf heel handig in gebruik. Fritz en ik hebben inderdaad dezelfde refractometer. Als ik echter een nieuwe zou moeten kopen dan denk ik dat ik ondanks de veel hogere prijs toch een digitale refractometer zou aanschaffen. Misschien iets om in clubverband te kopen? Met een nauwkeurige refractometer en een nauwkeurige hydrometer kan snel op een betrouwbare wijze het alcoholgehalte bepaald worden. Een aardige service voor de leden!

Jacques

Jacques · 18-04-2002 23:50 u

In deze thread had ik oproep gedaan ten behoeve van het verfraaien van het door mij gemaakte rekenblad. Deze deze oproep heeft Adrie op uitstekende wijze gevolg gegeven.

Kijk op http://www.hobbybrouwen.nl/rekenen/alcoholberekening_refractometer.xls voor het resultaat.

Adrie bedankt voor het goede werk!

Jacques

Herman · 24-08-2005 22:24 u

Even een ouder onderwerp afstoffen, waar de zoekfunctie al niet goed voor is!

Op ebay heb ik even gezocht naar een refractometer en voor 34,99 een leuk apparaatje gevonden. Het heeft ATC, 0-32Brix en 2 jaar garantie, wat denken jullie hier van?

Herman

Edgar · 24-08-2005 22:41 u

~~Lijkt exact hetzelfde apparaatje als wat voor € 95,- bij Brouwland staat.~~

Klopt niet!

Jacques · 24-08-2005 22:43 u

Hoi Herman,

Ik kan aan de hand van de gegeven info niet beoordelen of dit een goede koop is. Niet duidelijk is namelijk of wat de schaalverdeling is. Heeft elke graad Brix een streepaanduiding of niet. Kent de meter meerdere schalen? (bij het aflezen is dat soms handig).

Mijn ervaring is dat de meter niet nauwkeurig genoeg kan zijn om achteraf betrouwbaar het alcoholgehalte te bepalen.

Herman · 24-08-2005 22:47 u

Hoi Jacques,

Zie hier:

Herman

Jacques · 24-08-2005 23:01 u

Hoi Herman,

Als dat het gezichtveld is lijkt het mij dat deze vrij helder is en dat je ook halve granden Brix of zelfs 1/3 graden kunt alfezen na enige mate van geoefenheid. In principe is dat voldoende. Nauwkeuriger is natuurlijk beter maar ook een heel stuk kostbaarder.

Drents Hopbier · 25-08-2005 21:56 u

Citaat van: Edgar op 24-08-2005  22:41 uLijkt exact hetzelfde apparaatje als wat voor € 95,- bij Brouwland staat.

Als ik de foto's vergelijk zijn ze volgens mij niet hetzelfde. Het aanbod op Ebay lijkt mij aantrekkelijk.

Staat ATC voor automatische temperatuurscontrole? Mijn meter (kan het merk even niet vinden, want hij is al in een verhuisdoos beland en die staat wsch. al in ons andere huis) heeft vlgs mij geen ATC. Maar het glasoppervlak is zo groot, dat een paar druppels warme wort snel afgekoeld zijn.
Hans

Herman · 25-08-2005 22:50 u

Hans,

ATC staat inderdaad Automatic temperature control.

Herman

Edgar · 26-08-2005 07:34 u

Citaat van: Hoorns Hopbier op 25-08-2005  21:56 uAls ik de foto's vergelijk zijn ze volgens mij niet hetzelfde.

Inderdaad een ander apparaat.

Johannes · 02-12-2005 14:31 u

Wat ik me afvraag, maakt de schaalverdeling veel uit bij het gebruik van een refractometer? Brix of plato? beide keren moet je er nog een berekening op loslaten. Wie kan me vertellen wat het beste is?

Adrie · 02-12-2005 15:07 u

Beide zijn even goed. Al wordt Plato gebruikt bij het bierbrouwen en Brix meer bij de wijnbereiding. Plato is een veel gebruikte eenheid bij het bierbrouwen, dus dat is wellicht gemakkelijker. Mijn refractometer geeft echter Brix aan, maar omrekenen is met Promash of BrouwHulp geen probleem.

Technisch:
Brix is het aantal grammen suiker per 100 ml wort
Plato is het aantal grammen suiker per 100 gram wort.