De refractometer / Brixmeter

Inleiding:
Het suikergehalte van de wort, soortelijk gewicht genoemd, wordt door de meeste doorgaans met een hydrometer bepaald. (Zie Meten is weten deel 1)
De hydrometer wordt gebruikt om tijdens het filteren te bepalen hoever er nog doorgespoeld  moet worden, om na het koken en koelen van de wort het begin SG te meten waarna - indien nodig - de wort gecorrigeerd kan worden. En tenslotte meet je het SG na de hoofdvergisting om te weten of de vergisting voltooid is. Die laatste twee SG-metingen (vóór en na de vergisting) geven aan hoeveel suiker er omgezet is in alcohol en dus daarmee het alcoholpercentage van het uiteindelijke bier.
Aan het gebruik van de hydrometer kleven echter een aantal nadelen:
- het grote volume wort wat nodig is voor een meting (min ca. 100 ml)
- de temperatuur van de wort, de hydrometer is namelijk bij 20 °C geijkt
De refractometer/Brixmeter is een meetinstrument wat maar een paar ml nodig heeft voor een meting en tevens de mogelijkheid heeft te corrigeren voor de temperatuur van de wort (op de duurdere uitvoeringen).

Hoe werkt een refractometer/brixmeter?
Met een refractometer wordt de concentratie zuiverheid of mengverhouding van een oplossing bepaald. Voor wort is het de verhouding tussen water en suiker, welke uitgedrukt wordt in graden Brix. De Brix graad is geijkt op de grammen van gewone suiker in 100 g oplossing.
De bepaling is gebaseerd op het meten van de grenshoek, in afb. 5.41 gaat  licht van een optisch minder dicht (I) naar een optisch dichter (II) medium. In punt P van de grenslaag valt licht in onder verschillende invalshoeken. Lichtstraal a heeft een invalshoek van 90 °. De bijbehorende brekingshoek is dan gelijk aan de grenshoek g. Uit de afbeelding blijkt, dat in medium II maar een bepaald gebied is waar licht doordringt, namelijk tussen a’ en d’. De grens van dat gebied wordt bepaald door de grenshoek g.

In een refractometer maakt men bij de bepaling van de brekingsindex van vloeistoffen van dat principe als volgt gebruik (Afb. 5.42). Tussen het werkprisma W en het belichtingsprisma B wordt een druppeltje van de te meten vloeistof aangebracht. Als men deze beide prisma’s daarna tegen elkaar drukt, zal de vloeistof zich als een dun filmpje tussen de prisma’s verspreiden. Op ieder punt van de grenslaag in het belichtingsprisma B valt diffuus licht in, zoals in de afbeelding 5.41 voor een punt P geschetst is. De stralen, die evenwijdig lopen aan elkaar, worden met behulp van een positieve lens (+) in het brandvlak afgebeeld. Uit afbeelding 5.42 blijkt, dat de lichtstralen, die  in het belichtingsprisma onder de grootste hoek invallen, het meest rechts in het brandvlak worden afgebeeld (bundel 2). In het brandvlak zal daarom de overgang tussen licht en donker worden gevormd door de stralen, die in het belichtingsprisma invallen onder een hoek van 90°. In het brandvlak is en schaalverdeling aangebracht. Voor iedere vloeistof zal de schaalaflezing bij de overgang licht donker anders zijn, afhankelijk van de grenshoek.
Na ijking van deze schaalverdeling voor een bepaalde oplossing kan direct de concentratie bepaald worden.
Omdat de brekingsindex van een stof ook afhangt van de kleur van het licht, bevindt zich in een refractometer een prismastelsel, dat de kleurschifting kan compenseren. Door dit prismastelsel, de zogenoemde compensator, in de goede positie te draaien, kan toch een scherpe overgang tussen licht-donker verkregen worden.