Inhaltsverzeichnis
Refraktometer
Ein Handrefraktometer ist die einfachste und kostengünstigste Methode um den Wassergehalt im Honig zu messen.
1 Messprinzip
Honig hat je nach Wassergehalt einen anderen Brechungsindex für Licht, je höher der Wassergehalt umso kleiner der Brechungsindex. Bei jedem Brechungsindex wird das Licht am Honig ab einem definierten Winkel nicht mehr durchgelassen, sondern gespiegelt. Dies ist im Handrefraktometer auf eine Skala abgebildet und kann als Übergang von Hell (Licht wird durchgelassen) und Dunkelblau (Licht wird gespiegelt) abgelesen werden.
2 Messvorgang beim Honig
2.1 Honig vorbereiten
Der Honig sollte klarflüssig sein. Fester, trüber oder cremiger Honig geben nur ungenaue Kanten bei der Lichtbrechung und somit ungenaue Messresultate. Eine Anleitung für die Honigvorbereitung von nicht klarem Honig findet sich im Fachartikel Messung des Wassergehaltes.
2.2 Honig messen
- Honig auf das Refraktometer tropfen lassen
- Klappe schliessen
- Refraktometer gegen eine Lichtquelle halten und hindurchblicken
- Skala scharf stellen
- Wert ablesen.
Das Video gibt dazu genauere Anleitung:
2.3 Temperaturabhängigkeit
Der Brechungsindex ist auch von der Temperatur des Honigs abhängig: je höher die Temperatur umso kleiner der Brechungsindex und somit je höher die Temperatur umso mehr Wasser wird angezeigt. Dies muss bei der Messung korrigiert werden.
Handrefraktometer mit einer Temperaturkompensation (als ATC Automatic Temperatur Compensation bezeichnet) haben einen Bimetall-Temperatursensor eingebaut, der die Skala entsprechend der Temperatur im Bereich von 10°C bis 30°C mechanisch verstellt. Wichtig ist dabei, dass der zu messende Honig und das Refraktometer mit der ATC dieselbe Temperatur haben.
Bei einem Refraktometer ohne ATC wird die Temperatur des Honigs getrennt gemessen und der gemessene Wassergehalt entsprechend rechnerisch korrigiert. Siehe dazu Wassergehaltsbestimmung.
- für jedes Grad Temperatur über 20°C ⇒ 0,08% vom gemessenen Wassergehalt abziehen
- für jedes Grad Temperatur unter 20°C ⇒ 0,08% vom gemessenen Wassergehalt dazuzählen
Beispiel: wir messen mit einem Refraktometer ohne ATC einen Wert von 18,5%. Der Honig hat nur 15°C. Der wirkliche Wert ist also 18,5 +(5×0,08) = 18,9%. Dies sollte von einem Refraktometer mit ATC bei 15°C auch so angezeigt werden.
3 Justierung
Beim Justieren wird das Messgerät mit einer Stellschraube auf ein „Normalmass“ eingestellt oder eben justiert.
Als Normalmass wird beim Handrefraktometer für Honig Nelkenöl verwendet. Nelkenöl hat den stabilen und wenig temperaturabhängigen Brechungsindex der einem Honig von 19,6% Wassergehalt bei 20°C entspricht.
Ein Glaskörper mit einer glatten Oberfläche erlaubt es nur eine sehr dünne Schicht von Nelkenöl für die Justierung zu verwenden, was eine relativ scharfe Kante beim Übergang der Lichtbrechnung und somit eine genauere Justierung erlaubt.
Die ATC ist im Fall der Justierung nur hinderlich, da die Temperaturabhängigkeit des Nelkenöls nicht derjenigen des Honigs entspricht und die Justierung somit nur bei einer Temperatur des Refraktometers von 20°C genau ist.
Als Alternative zu Nelkenöl kann auch native Olivenöl oder mit Einschränkung auch Sonnenblumenöl verwendet werden.
- Olivenöl hat einen Brechungsindex wie Honig bei 27,1% Wassergehalt, liegt mit diesem Wert an der Grenze des Messbereiches eine Handrefraktometers für Honig und ist nicht so Temperaturstabil wie Nelkenöl.
- Sonnenblumenöl hat einen Brechungsindex wie Honig bei ca. 25% Wassergehalt. Diese Angabe streut je nach Zusammensetzung des Sonnenblumenöls zwischen 24,8 und 25,2% und kann somit nur zu einer groben Kontrolle der Justierung dienen.
Von den Betriebsprüfern wird Honig mit einem bekannten Wassergehalt als Normalmass genutzt. Dies hat den Vorteil, dass das Normalmass die gleiche Temperaturabhängigkeit hat wie die zu messende Probe. Eine Justierung eines Refraktometers mit ATC kann somit bei jeder Temperatur durchgeführt werden. Zu beachten ist aber, dass Honig Hygroskopisch ist und je nach Luftfeuchtigkeit Wasser an die Umgebungsluft abgibt oder aufnimmt und der Wassergehalt sich somit bei einer nicht luftdichten Lagerung über die Zeit verändert. Dies ist bei Ölen als Normalmass nicht der Fall.
Hier noch zwei Videos, die den Vorgang des Justierens erläutern:
4 Kalibrierung
Bei einer Kalibrierung wird das Refraktometer mit einem Normalmass gemessen und die Differenz in einer Tabelle festgehalten. Bei einer Messung von Honig wird der gemessene Wert mit der Tabelle oder einer daraus abgeleiteten Formel korrigiert.
Ein Refraktometer hat in der Regel eine lineare Messkurve, eine Gerade mit einer definierten Steigung. Wir können die Steigung der Messkurve kontrollieren, indem wir zwei Punkte messen.
- Wir justieren das Refraktometer mit Nelkenöl bei 19,6%
- Wir kontrollieren ob das Refraktometer mit Olivenöl 27,1% anzeigt.
Bei einer signifikanten Abweichung gibt der Fachartikel Messung des Wassergehaltes eine Formel, wie man die Abweichung korrigieren kann.
5 Quellen und weiterführende Unterlagen
Messung des Wassergehaltes
Menzinger Stefan: Vertrauen ist gut - Kontrolle ist besser, ADIZ, die biene, Imkerfreund, 12.2016, Seiten 10-12
Justierung des Refraktometers
Menzinger Stefan:Zu feucht oder in Ordnung?, ADIZ, die biene, Imkerfreund, 11.2016, Seiten 23-25
Kalibrieren mit Olivenöl
Schwenkel Jürgen: Kalibrieren mit Olivenöl, ADIZ, die biene, Imkerfreund, 08.2014, Seite 12
Wassergehaltsbestimmung
Dr. Werner von der Ohe: Wassergehaltsbestimmung mit dem Handrefraktometer, LAVES - Institut für Bienenkunde Celle, 2017