مقياس انكسار العسل هو أداة لمراقبة جودة منتجات تربية النحل.

يقوم النحالون والمُستقبِلون دائمًا بفحص العسل لمعرفة نسبة الرطوبة فيه لتحديد جودته. يتم ذلك باستخدام مقياس الانكسار، وهو جهاز متخصص يقيس نسبة الرطوبة في أي منتج غذائي يحتوي على السكر، بغض النظر عن الظروف البيئية. اقرأ المزيد عن هذا الجهاز وكيفية عمله أدناه.

ما نوع هذا الجهاز؟

مقياس الانكسار هو جهاز بصري، مزود أو غير مزود بمصدر طاقة، يقيس تركيز الجسيمات المذابة في وسط سائل باستخدام شعاع ضوئي. ويُستخدم في تربية النحل لتحديد نسبة الرطوبة في العسل.

وفقًا لمتطلبات GOST، يجب الحفاظ على هذا المؤشر ضمن نطاق 18.5-21%، وهو ما يُعتبر أيضًا نطاق جودة العسل. لا تُحدد هذه الأرقام عشوائيًا، بل بناءً على الخصائص التالية لمنتجات تربية النحل:

• عند مستويات الرطوبة أقل من 18%، يصبح العسل لزجًا بشكل مفرط.
• عند مستويات رطوبة أعلى من ٢١٪، تنشط بكتيريا الخميرة الموجودة في العسل، فتقوم باستقلاب السكر، مما يؤثر على محتواه. كما أنها تُحفز عمليات التخمير، مما يجعل المنتج غير صالح للاستهلاك.

لضمان ألا يتجاوز محتوى الماء في العسل ٢١٪، عند استخراج العسل من مستعمرات النحل، امسح الأقراص المُغلقة بأغطية شمعية حتى ثلثي ارتفاعها. كما يُنصح بمراقبة محتوى الماء باستخدام جهاز قياس.

تختلف لزوجة أنواع العسل المختلفة عند تقييمها حسيًا، لذا ليس من الممكن دائمًا تقييم محتواها المائي بصريًا.

هيكل الجهاز

العناصر الرئيسية لجهاز قياس الانكسار هي:

• موشورهذا عنصر بصري أساسي، على شكل "منصة" تُطبّق فيها المادة قيد الدراسة. وهو مصنوع من مادة ذات معامل انكسار عالٍ.
• زجاج واقي مفصلييتم إنزال السطح الأملس للزجاج على المنشور وضغط الطبقة المراد فحصها.
• برغي المعايرةيقع على القطع المائل، ويُستخدم لمعايرة الأدوات. مرفق معه مفك براغي صغير خاص لتدوير البرغي حتى يصل خط التقسيم إلى العلامة المطلوبة.
• نظام العدسات البصريةيقع داخل الغلاف، وتحديدًا في منطقة القطع المائل. العدسات زرقاء اللون، ولها بنية بصرية موحدة. وهي تكسر الضوء، سواءً كان اصطناعيًا (من مصباح) أو طبيعيًا (من الشمس).
• صفيحة ثنائية المعدنهذا "مصحح" مدمج في الهيكل ويقوم بتغيير الخصائص البصرية لجهاز الانكسار اعتمادًا على درجة الحرارة.
• حجميسقط شعاع ضوء على مقياس - دائرة متدرجة - عبر نظام عدسات بصرية. يكون الجزء المضاء من المقياس فاتحًا، بينما يكون الباقي مظلمًا (غير مضاء). تتميز العديد من نماذج مقياس الانكسار المصممة لتحليل العسل بمقاييس متعددة:
• ماءمقياس مياه بقراءات تتراوح بين ١٢٪ و٢٧٪. يساعد في تحديد نسبة الرطوبة في المنتج المراد اختباره.
• بريكسيشير مقياس يتراوح بين 58% و90% إلى محتوى السكر في العسل. على سبيل المثال، قراءة بريكس 80% تعني أن 100 غرام من العسل تحتوي على 80 غرامًا من السكر.
• بوم (بوم)مقياس بدرجات عشوائية يُسمى "باوميه" (Be°)، ويقيس كثافة السائل. على سبيل المثال، كثافة الماء المقطر النقي عند درجة حرارة +15 درجة مئوية تُعادل 0Be°، وكثافة 15Be° تُعادل كثافة محلول ملح الطعام بتركيز 15%.
• أحاديثقب خاص في مقبض الجهاز يمكن من خلاله رؤية نتائج الاختبار.

يظهر هيكل مقياس الانكسار المحمول في الرسم التخطيطي التالي:

مبدأ التشغيل

يعمل مقياس الانكسار باستخدام تقنية قياس الانكسار، وهي طريقة تعتمد على تحليل مادة بناءً على معامل انكسار ضوء الشمس الساقط عليها. ويُطبّق هذا المبدأ على النحو التالي:

1. يتم وضع العسل على سطح المنشور وتغطيته بالزجاج الواقي في الأعلى لإنشاء طبقة موحدة ذات سمك محدد بدقة.
2. عند اصطدام شعاع الضوء بالعسل، ينتقل من وسط إلى آخر، وعند الحد الفاصل بينهما، ينحرف عن خطه المستقيم بزاوية معينة، أي ينكسر. كلما زادت كثافة الوسط، تباطأت سرعة الشعاع.
   

   تعتمد قيمة زاوية انكسار الضوء على تركيب المحلول وكثافته (تركيزه).

3. بعد ذلك، داخل الغلاف، يمر شعاع الضوء عبر نظام عدسات بصرية، ويصطدم بمقياس الجهاز، ويتحرك صعودًا أو هبوطًا حسب زاوية انكساره. يشبه المقياس نفسه مقياس حرارة زئبقيًا أو مقياس حرارة لقياس درجة حرارة الجسم، مع عمود من السائل يتحرك صعودًا أو هبوطًا.
4. يُضاء جزء من المقياس، بينما يبقى الآخر مظلمًا. يُمكن استخدام الخط الفاصل بين الضوء والظل لتحديد الكثافة البصرية أو معامل الانكسار للمركب قيد الدراسة.

أنواع الجهاز

هناك عدة أنواع من أجهزة قياس الانكسار:

• معمل - جهاز طاولة كبير الحجم والوزن؛
• صناعي (تدفق) - مقياس الانكسار الأوتوماتيكي المدمج في المنشآت التكنولوجية والذي يعمل في الوقت الحقيقي؛
• محمول - أداة بصرية يستخدمها معظم النحالين وبائعي العسل، حيث أنها صغيرة الحجم وتأخذ جميع القياسات بأقصى قدر من الدقة.

إذا كان من المخطط إجراء تحليل واسع النطاق للحلول في المنشآت الصناعية، فإن أجهزة قياس الانكسار الصناعية هي الخيار الأمثل. أما بالنسبة للأفراد والشركات الصغيرة، فتُعدّ الأجهزة المحمولة الخيار الأمثل.

يمكن أن تكون النماذج المحمولة أيضًا من نوعين:

• رقمي - تحتوي على شاشة عرض بلورية سائلة تعرض بيانات القياس، وعادة ما تعمل بالبطارية، ويمكنها تحديد خصائص مختلفة للعسل في وقت واحد؛
• يدوي - لا تحتوي على دوائر إلكترونية أو عناصر طاقة، لذا فهي تتطلب ضوءًا طبيعيًا أو اصطناعيًا للعمل.

تعتبر أجهزة قياس الانكسار المحمولة جذابة بسبب سعرها المعقول وحجمها الصغير وسرعتها العالية في التحليل، ولكن النماذج الرقمية، والتي يمكن استخدامها حتى في الليل، أكثر عملية.

ميزات مقياس الانكسار مع وظيفة ATC

لكي يقيس مقياس الانكسار مستويات رطوبة العسل بدقة، يجب إجراء القياسات عند درجة حرارة محيطة تبلغ +20 درجة مئوية. وبالطبع، يصعب على النحالين تحقيق ذلك في معظم الحالات.

تم تطبيق هذا المبدأ من قِبل مصنعي أجهزة قياس الانكسار، الذين زودوا نماذجهم بنظام تعويض حراري تلقائي (ATC). يُزيل هذا النظام تأثير تقلبات درجة الحرارة المحيطة على دقة القياس. ويتحقق ذلك من خلال لوحة ثنائية المعدن تتمدد أو تنكمش مع تغيرات درجة الحرارة، مما يحافظ على التشغيل السليم للنظام البصري للجهاز.

يتم حساب حجم تحولات الصفائح بطريقة تعوض بشكل كامل عن تأثير درجة الحرارة على معامل الانكسار.

كيفية اختيار مقياس الانكسار للعسل؟

صُممت أجهزة قياس الانكسار المحمولة لاختبار منتجات متنوعة، لكن مظهرها متطابق تقريبًا. لتحديد مدى ملاءمة جهاز معين للعسل، يجب مراعاة معيارين:

• التركيب الكيميائي لمحلول الاختباربالنسبة للعسل والمحاليل الأخرى المحتوية على السكر، يلزم استخدام مقياس انكسار لتحديد محتوى السكر ورطوبة المحلول. تُعدّ الأجهزة التي تقيس البروتين والمواد الصلبة في عينات الحليب مناسبة لتحليل الحليب ومنتجات الألبان، ولكنها غير مناسبة لاختبار العسل.
• قيم مقياس بريكسالعسل عبارة عن محلول مشبع بدرجة عالية، لذلك فإن أجهزة قياس الانكسار ذات قيم بريكس التالية مناسبة له: 45-82%، أو 58-92%، أو 0-87%.

مراجعة النماذج الشعبية

غالبًا ما يختار النحالون نماذج مقياس الانكسار التالية:

• بال-22Sجهاز رقمي صغير الحجم مزود بشاشة LCD لعرض قراءات رطوبة العسل. يتراوح نطاق الرطوبة بين ١٢٪ و٣٠٪. يتميز جهاز قياس الانكسار بخاصية ATC (+١٠...+٤٠ درجة مئوية) ويعمل ببطاريتين AAA.
  
• قلم عسليعمل الجهاز أيضًا بالبطارية، ويقيس رطوبة العسل في نطاق 13-30%. بخلاف الطراز السابق، لا يتطلب تحليل المنتج على المنشور؛ يكفي لمس العينة بطرف الجهاز. يمكن أيضًا أخذ القراءات تحت مصدر ضوء. غلاف هذا المقياس محمي بشكل موثوق من دخول الماء والغبار، كما أن المنشور محمي من الغبار والغمر المؤقت في الماء. الجهاز مزود بوظيفة ATC، مما يسمح بتحليل دقيق للعينات في درجات حرارة محيطة تتراوح بين 10 و100 درجة مئوية. تتم المعايرة بالماء المقطر.
  
• HHR-2Nجهاز محمول يقيس رطوبة المنتج من ١٢ إلى ٣٠٪. لا يتطلب مصدر طاقة، إذ لا يحتوي على أي مكونات إلكترونية. تتم المعايرة باستخدام سائل خاص مُرفق مع الطقم.
  
• ماستر-هونيجهاز صغير الحجم يُمكّنك من تحليل العسل في أي مكان. يتميز بخاصية ATC، ويحدد نسبة الرطوبة في نطاق 13-30%. ما يميز هذا الجهاز عن غيره من الأجهزة هو إمكانية تحليل العينة إما سائلة أو صلبة (متبلورة). غلافه، باستثناء العدسة، محمي من نفثات الماء والغبار. يعمل الجهاز في درجات حرارة محيطة تتراوح بين 10 و40 درجة مئوية.
  
• ماستر عسل/BXمقياس انكسار بصري محمول بمقياسين. يحدد المقياس الأول نسبة رطوبة العسل (١٢-٣٠٪)، بينما يحدد المقياس الثاني (بريكس) نسبة السكر (٥٨-٩٠٪). يُعاير الجهاز بالماء المقطر أو سائل خاص يُسمى "ساكهاروزكا". يتميز الجهاز بخاصية ATC، ويعمل في درجات حرارة تتراوح بين ١٠ و٤٠ درجة مئوية.
  
• أجهزة قياس الانكسار المحمولة RHBجميع أجهزة هذا الخط قادرة على قياس محتوى الرطوبة على مقياس الماء (12-27%)، ومحتوى السكر على مقياس بريكس (58-90% لطرازي RHB-90 وRHB-90 ATC، و58-92% لطرازي RHB-92 ATC)، والكثافة على مقياس بوميه (38-43Be°). لا يحتوي طراز RHB-90 على وظيفة ATC، لذا يُفضل اختيار جهازي RHB-90 وRHB-92 ATC. جميع أجهزة RHB صغيرة الحجم، ولا تتطلب مصدر طاقة، وتُباع مُعايرة مسبقًا.
  
• مقياس الانكسار الاستقطابي RePo-4يجمع هذا الجهاز بين مقياس الانكسار ومقياس الاستقطاب، مما يسمح بتحليل العسل بدقة أكبر. بالإضافة إلى قياس الرطوبة (13-30%) ونسبة البريكس (0-85%)، يُمكنه أيضًا تحديد محتوى الفركتوز (0-99%). يسمح هذا الأخير باكتشاف العسل المزيف وتحديد نوعه. يتميز الجهاز بخاصية ATC، وهو مقاوم للغبار والماء. يتطلب الجهاز أربع بطاريات AAA. حجم العينة المطلوب للاختبار لا يقل عن 3 مل.
  

يتم تقديم مراجعة لمقياس الانكسار RHB 90 ATC في الفيديو أدناه:

معايرة مقياس الانكسار

لضمان عرض الجهاز للنتائج بأقل قدر من الخطأ، يجب معايرته. يتطلب ذلك استخدام الماء المقطر أو سائل قياس الانكسار، والذي عادةً ما يكون مُرفقًا مع الأدوات.

يتم معايرة الجهاز بالتسلسل التالي:

1. ارفع الغطاء لتعريضه لضوء النهار واستخدم ماصة لوضع 2-3 قطرات من الماء المقطر على المنشور الرئيسي.
2. أغلق الزجاج الواقي بحيث يتوزع الماء بالتساوي على كامل سطح المنشور. يجب ألا تكون هناك فقاعات هواء أو فراغات.
3. انتظر لمدة 15-30 ثانية حتى تتكيف العينة مع درجة الحرارة المحيطة.
4. وجّه مقياس الانكسار نحو مصدر ضوء طبيعي وانظر من خلال المنظار الأحادي. سترى مقياسًا متدرجًا في مركز الدائرة. إذا كانت التدرجات غير واضحة، فاضبط تركيز المنظار الأحادي.
5. انتظر حتى يصبح الجزء العلوي من الجهاز داكن اللون والجزء السفلي فاتح اللون.
6. اضبط برغي المعايرة بحيث يتم ضبط الحدود بين المناطق الداكنة والفاتحة تمامًا عند علامة الصفر أو عند 78.4%، وفقًا لطراز الجهاز.
7. امسح سطح المنشور بقطعة قماش ناعمة وجافة واستخدم مقياس الانكسار كما هو مقصود.

يظهر أدناه مثال لكيفية ظهور مقياس الجهاز قبل المعايرة وبعدها:

تعليمات التشغيل

تُنفَّذ جميع الخطوات بنفس تسلسل المعايرة، ولكن بدلًا من الماء المقطر، تُوضَع بضع قطرات من العسل على المنشور. التعليمات خطوة بخطوة هي كما يلي:

1. خذ عينة عسل من المشط باستخدام قضيب زجاجي أو بلاستيكي. إذا كنت بحاجة لقياس نسبة الرطوبة في العسل الذي جُمِع، فخذ عينة من البرطمان. إذا كان المنتج المتبلور ذو قوام غير متجانس ويحتوي على جزيئات صلبة، سخّنه مسبقًا في حمام مائي (حتى 40 درجة مئوية)، ثم برّده إلى درجة حرارة الغرفة، واخلطه جيدًا، واستخدمه حسب التعليمات.
2. افتح الغطاء الواقي، واستخدم ماصة لوضع قطرتين أو ثلاث قطرات من العسل المُحضّر على سطح المنشور، ووزّعه بالتساوي، مع إزالة جميع الفقاعات والجزيئات الجافة. أغلق غطاء المنشور. في حال تسرب المحلول الزائد خارج منطقة القياس، امسحه بقطعة قماش ناعمة.
   تحضير العسل للقياس

   • ✓ بالنسبة للعسل المتبلور، تأكدي من ذوبانه تمامًا وتبريده إلى درجة حرارة الغرفة.
   • ✓ تأكد من أن العسل خالي من الجزيئات الصلبة قبل وضعه على المنشور.

   كلما كانت طبقة العسل الموزعة بالتساوي أرق، كلما كانت نتائج القياس أكثر دقة.

3. انتظر 30 ثانية حتى تتعادل درجة حرارة العينة والجهاز. لا تلمس برغي المعايرة خلال هذا الوقت، بل يجب أن يبقى في الوضع الأصلي الذي تم ضبطه أثناء معايرة الجهاز.
4. وجه جهاز قياس الانكسار نحو مصدر الضوء – ضوء النهار الطبيعي أو مصباح متوهج.
5. انظر عبر المنظار الأحادي لرؤية نتائج القياس. ستكون قراءة الرطوبة مرئية على مقياس أبيض-أزرق. يمكن تعديل تركيز المنظار الأحادي لتحسين وضوح التدرجات.

تعتمد دقة القياسات على معايرة الجهاز، وكذلك على نفس درجة حرارة المنشور والعينة التي يتم اختبارها.

يوضح الفيديو التالي بوضوح كيفية اختبار رطوبة العسل باستخدام مقياس الانكسار:

كيفية تخزين مقياس الانكسار؟

لضمان استمرار عمل الجهاز لأطول فترة ممكنة، ضع التوصيات التالية في الاعتبار عند استخدامه:

• لا تغمر مقياس الانكسار في الماء، ولا تستخدمه في ظروف رطبة. في حال دخول الماء إلى غلافه، ستصبح الصورة مشوشة. لتصحيح ذلك، استشر فنيًا مؤهلًا.
• بعد كل استخدام، امسح مقياس الانكسار بقطعة قماش ناعمة ورطبة. سيؤدي عدم القيام بذلك إلى قياسات غير دقيقة وإتلاف سطح المنشور.
• عند تنظيف الجهاز، لا تستخدم مواد كاشطة أو كيميائية، لأنها قد تتسبب في إتلاف سطح المنشور الرئيسي.
• لا تقم أبدًا بتفكيك مقياس الانكسار لتجنب فقدان إعداداته أو التسبب في سقوطه أو تعرضه للاصطدام.
• يجب تخزين الجهاز البصري بعناية، وتجنب أي ضرر ميكانيكي، حيث أن أي خدش على سطح المنشور سيؤدي إلى تشويه القياسات.

لبدء استخلاص العسل بسرعة، يمكن لمربي النحل اختبار نسبة رطوبته بانتظام باستخدام مقياس انكسار يدوي. أما المستهلكون، فسيحتاجون إلى هذا الجهاز لتحديد جودة العسل قبل شرائه. يتطلب تحليل العسل الحد الأدنى من المواد الخام، وهي ميزة إضافية لهذا الجهاز.

الأسئلة الشائعة