Teoria
La refractometría es una técnica de medición cuantitativa y no destructiva que se basa en principios ópticos. La refracción y la reflexión de la luz se producen cuando ésta incide en la interfaz de un medio con diferentes índices de refracción. Por lo tanto, la refractometría consiste generalmente en la medición del índice de refracción y su interpretación en diferentes condiciones iniciales. Desde el punto de vista práctico el índice de refracción se mide usando la Ley de Snell.
nλ = (Sen.(i)aire)/(Sen.(r)M)
Donde:
- nλ es el índice de refracción a una longitud de onda (l) determinada.
- aire es el ángulo de incidencia de la luz en el aire.
- (r) M es el ángulo de refracción de la luz en un medio M
Antes de realizar cualquier medición de índice de refracción es necesario conocer la longitud de onda (λ); que se puede definir en tres intervalos del espectro; visible, infrarrojo o ultravioleta. La temperatura, ya que esta puede modificar la densidad y por lo tanto que la luz viaje con diferente velocidad, cambiando el índice de refracción. Por último, se debe realizar una calibración del instrumento, que habitualmente se realiza con agua destilada.
Típicamente el resultado del refractómetro se muestra en grados Brix, el cual se define como 1 gramo de sacarosa en 100 g de solución. Es decir, una solución de 25 °Bx tiene 25 g de azúcar (sacarosa) por cada 100 g de líquido. Así, en 100 g de solución habrá 25 g de sacarosa y 75 g de agua.
El refractómetro es una herramienta indispensable en la industria de bebidas. Se utiliza en el control de calidad de materias primas y de productos terminados, p. ej., productos brutos, jugos puros concentrados, jarabes o azúcar líquido; y también durante la producción, el control y el ajuste preciso de la proporción de la mezcla a través de la determinación de grado Brix. Los jugos de fruta y otras bebidas no alcohólicas son muestras complejas, que contienen sacarosa y otros azúcares, así como también compuestos ácidos como el ácido ascórbico o el ácido cítrico, y minerales. Adicionalmente, se agregan otras especies como vitaminas, gluconato ferroso, compuestos de calcio o pectinas, para aportar en el valor nutricional y en la viscosidad que se desea en los jugos; como es de esperarse todos estos compuestos pueden afectar al índice de refracción, que es la forma más usada y practica de determinar la concentración en la industria de bebidas no alcohólicas.
Sin embargo, dado que los ácidos de frutas tienen un índice de refracción considerablemente menor que el de la sacarosa, la concentración de estos ácidos se determina comúnmente mediante análisis volumétricos y el valor para los grados Brix se corrige a través de tablas. Es por esto que en la industria de bebidas la medida se puede encontrar como:
- °Bx ref. = Resultado de medición no corregido.
- °Bx corr. = Resultado de medición tras la corrección ácida.
Aplicación en la industria de bebidas
Una de las principales razones para el uso del refractómetro es cumplir con las normativas, los productores de jugos y refrescos deben controlar la concentración de azúcar en los concentrados iniciales y en los productos finales; por lo que el refractómetro es la solución ideal, ya que genera resultados rápidos y confiables, tanto en el proceso de producción, así como en las legislaciones que se deben cumplir.
Existen principalmente dos tipos de refractómetros que nos permiten hacer uno o varios tipos de medición según su forma y estructura ya sean portátiles, de mesa o en línea.
Refractómetros portátiles: Son equipos de fácil manejo y tamaño reducido, ideales para trabajo de campo por su facilidad de transporte y simplicidad en la entrega de resultados. Estos se pueden clasificar a su vez en Abbe o análogos y digitales.
El caso de los refractómetros Abbe la gran desventaja es que la medida poco precisa, debido a que está sujeta a la apreciación del operador, es decir, la medición se visualiza por medio de un ocular, obteniéndose el valor cuando el límite hace intersección con la escala, ya que se observa el reflejo de la luz a través de la muestra colocada sobre un prisma, la refracción y el reflejo interno total de la luz en la interface (el punto de contacto entre la muestra y el prisma) permite que se genere un punto de sombra que establece el valor del índice de refracción o su equivalente en la escala en la cual se trabaja.
En los instrumentos digitales la luz que proviene de un LED que pasa a través del prisma en contacto con la muestra. Un sensor de imagen determina el ángulo crítico en el cual la luz ya no es refractada a través de la muestra. La mayoría de los instrumentos aplican en forma automática la compensación de temperatura a la medición y convierten el índice de refracción de la muestra a una unidad de medida específica. Este tipo de instrumentos permite medidas precisas y confiables, debido al uso de la tecnología, por lo que este tipo de refractómetros son los usados en las opciones de mesa y en línea.
