کار با هیدرومتر

هیدرومتر مخصوص آبجو و شراب با سه واحد اندازه گیری
هیدرومتر یا آبسنج چیست؟
هیدرومتر ابزاری برای سنجش چگالی مواد به نسبت چگالی آب خالص است.یعنی به وسیله ی انواع مختلفی از این ابزار میتوانید چگالی مواد مختلف را در مقایسه با چگالی آب خالص که ۱٫۰۰۰درنظر گرفته می شود،اندازه گیری کنید.از این رو به این عمل آبسنجی و به این ابزار آبسنج هم گفته می شود. این عدد هم مانند همه ی واحد های اندازه گیری دارای شرایط قراردادی استانداردی است یعنی اگر عمل هیدرومتری در دمای معین و فشار هوای مشخص و زاویه ی سطح فلان انجام شود ،برای آب مقطر خالص ۱٫۰۰۰ درنظر گرفته شده است.برخی مایعات چگال تر از آب هستند پس عدد آبسنجی آنها از آب خالص بیشتر است و در آب فرو می روند در مقابل برخی هم چگالی کمتری از آب دارند پس عدد آبسنجی آنها زیر ۱٫۰۰۰ خواهد بود و در آب شناور می شوند.برای ساده فهم تر شدن می توانیم به جای واژه ی چگال تر از غلیظ تر هم استفاده کنیم.ولی در واقع آبسنجی با چگالی سنجی فرق می کند.چراکه مفهوم چگالی(Density) با وزن مخصوص (Specific Gravity) فرق می کند.نتیجه ی حاصل از چگالی سنجی عددی است که نشان دهنده ی میزان تراکم یا غلظت یا به عبارت بهتر جرم حجمی مواد است.مثلاً چگالی آب خالص در شرایط استاندارد ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب  یا یک کیلوگرم بر لیتراست.یعنی یک لیتر آب ،یک کیلوگرم وزن دارد.حال اگر ما بیاییم چگالی سایر مواد را بر چگالی آب تقسیم کنیم عددی بدست می آید که “وزن مخصوص” ( Specific Gravity) آن مواد خواهد بود که همان عدد آبسنجی(SG) است که مورد بحث ماست.یعنی وقتی می گوییم یک مایع دارای  عدد آبسنجی۱٫۰۶۰(SG) است بدین معناست که در مقایسه با آب که ۱٫۰۰۰ است پس یک لیتر از این مایع ۱٫۰۶۰  کیلو گرم وزن دارد.به عبارت دیگر مواد محلول بیشتری در یک لیتر از آن به نسبت یک لیتر آب وجود دارد ولی چون حجم هر دو یکی است پس مولکولهای مایع گفته شده بیشتر به هم نزدیک شده اند  پس آن مایع غلیظ تر یا چگال تر از آب است.به همین دلیل ساده است که مثلاً یک لیتر عسل از یک لیتر آب سنگین تر است و در مقابل یک لیتر الکل اتانول از یک لیتر آب سبک تر است.چراکه عدد چگالی آب گفتیم ۱کیلوگرم بر لیتر است در حالیکه عدد چگالی اتانول ۰٫۷۹ کیلوگرم بر لیتر است.در فرمول زیر رابطه ی ساده ی چگالی و وزن مخصوص نشان داده شده است.

SG&Density

در راستای کار ما یعنی آبجوسازی،چون ما قرار است قند را به الکل تبدیل کنیم پس باید از آبسنجی که غلظت قند مایع را نشان میدهد استفاده نمائیم.ولی اصلاً چرا باید چگالی یا غلظت قند مایع را آزمایش کنیم؟پاسخ این است که ما باید بدانیم که اولاً چه مقدار باید مالت یا به عبارت بهتر چه قدر قند داشته باشیم تا به الکل مطلوب خود برسیم و دوم اینکه بدانیم در هر زمان از طول فرایند آبجوسازی،چه مقدار قند در آبجو باقی مانده و هنوز تخمیر نشده تا بتوانیم هم مراحل تخمیر را در کنترل داشته باشیم و تمام شدن تخمیر را متوجه شویم و هم مشخص کنیم الکل نهایی آبجوی ما چه مقدار است.خب چرا یک الکل سنج نگرفته و خیال خود را راحت نکنیم؟ پاسخ این که الکل سنج یک نوع دیگر از هیدرومتر ها ست که برای سنجش چگالی اتانول در آب خالص طراحی شده و توانایی  اندازه گیری مایعات دیگر را ندارد.هیدرومترهاBeer-Hydrometer ابزار قراردادی هستند یعنی در شرایط استاندارد تنظیم میشوند که اگر در مایعی قرار گرفتند، در آن طوری فرو روند که اگر آن مایع آب بود باید تا درجه ی یک پایین میرفتن! پس اگر قرار باشد یک هیدرومتر ساخته شود که بتواند چگالی همه ی مایعات از سنگین ترین آنها مثل جیوه(SG=13.95) تا سبک ترین آنها مثل هیدروژن(SG=0.00009) را نشان دهد باید چند صد متر طول درجه بندی شده داشته باشد! از این رو برای هر مایع باید از هیدرومتری که برای چگالی همان مایع درجه بندی شده استفاده کرد که در مورد قند محلول در آب که مورد نظر ماست ، آب قند که بدیهی است از آب خالص چگال تر است دارای  دامنۀ درجه ی آبسنجی در حدود ۰٫۹۹۸ تا ۱٫۵۰۰ است.اما در مورد تخمیر مشروباتی مانند آبجو ما فقط با قسمتی از این دامنه کار داریم یعنی چیزی حدود ۱٫۰۰۰ تا ۱٫۱۳۰ چراکه اگر غلظت قند بیشتر از یک حد مشخص باشد مخمرها توان تبدیل همه ی آن را به الکل ندارند.قوی ترین مخمرهایی که برای توان تحمل الکل بالا در دنیای مشروبات سنگین و تعریقی طراحی شده اند بیشتر از ۲۰ درصد نمیتوانند الکل تولید کنند که بدین معنی است که آبسنجی اولیه ی آنها همان حدود ۱٫۱۳۰ خواهد بود. مخمرهای آبجو حداکثر ۱۲ درصد حجم مایع قندی ما  را تبدیل به الکل کرده و خود در این غلظت الکل شروع به مردن میکنند.پس اگر قند دیگری هنوز در مایع مانده باشد،به الکل تبدیل نشده و شربت آبجوی الکلی شیرین بدست می آید . پس ضرورت هیدرومتر در اینجا مشخص می گردد تا ما بتوانیم مقدار ماده ی اولیه مان که در اینجا مالت و عصاره ی مالت است(یا شکر که به ماءالشعیر اضافه می شود) را درست محاسبه کنیم. برای آبجو ما معمولاً با رنج بیشتر از ۱٫۱۰۰ کار نداریم.چون امکان تخمیر آبجوهای با غلظت قند بالا را در خانه و با مخمر های موجود نداریم.برای خرید هیدرومتر دقت کنید که چون در ایران نمونه ی مخصوص مشروبات الکلی با رنج گفته شده در دسترس نیست،اولین انتخاب شما هیدرومتری با رنج ۱٫۰۰۰ تا ۱٫۲۰۰ است که برای شراب سازی هم به کار می آید و دومین انتخاب شما رنج ۱٫۰۰۰ تا ۱٫۱۰۰است که برای آبجوسازی خوب است.(درصد الکل متداول برای آبجو ۳ تا ۸ درصد است و درصد الکل معمول برای اکثر شرابها ۱۰ تا ۱۴ درصد میباشد.از طرفی مخمر آبجو حداکثر توانایی تولید ۱۰ تا ۱۲ درصد الکل دارد درحالیکه مخمر شراب تا ۱۶ درصد و مخمر مخصوص شامپاین تا ۱۸ درصد می تواند الکل تولید کند پس در صنعت شراب سازی اصولاً از غلظت قند بالاتر واعداد آبسنجی بیشتر از آبجوسازی استفاده می گردد.مخمر نان بیشتر از ۱۴ درصد توان تولید الکل ندارد و فقط در ساخت محصولات تعریقی خالص مانند الکل اتانول و ودکا کاربرد دارد.چون در آنها عطر و طعم مخمر و شراب حاصل از آن مهم نیست چون که قرار است تقطیر شود نه اینکه نوشیده شود).آبسنج ها به نامهای هزار-هزارو دویست یا هزار-هزارو صد و غیره در بازار معروف هستند.دقت کنید که همانطور که گفته شد انواع مختلفی از این ابزار وجود دارد و باید حواستان باشد که برای آبجوسازی، آبسنجی تهیه کنید که فقط رنج ۱٫۰۰۰ تا ۱٫۱۰۰ را داشته باشد یا اگر از آن برای شراب سازی هم می خواهید استفاده کنید رنج ۱٫۰۰۰ تا ۱٫۲۰۰ داشته باشد.رنج های گسترده تر مانند ۰٫۷۰۰ تا ۲٫۰۰۰ با اینکه رنج مورد نظر ما را شامل می شوند ولی عملاً به کار ما نمی آیند چون فاصله ی درجه بندی آنها خیلی بزرگ است و کل رنج آبجوسازی در آنها در ۳ سانتیمتر نشان داده شده و خواندنش غیرممکن است.
اما روش کار با آبسنج و نحوه ی محاسبات  چگونه خواهد بود؟
شما حداقل باید دو مرحله قند آبجو را سنجش کنید.یکبار پیش از شروع تخمیر که براساس آن محاسبه میکنید پتانسیل تولید الکل چقدر است و با رقیق یا غلیظ تر کردن حریره آن را تنظیم میکنید و بار دوم وقتی است که تخمیر تمام شده و مخمرها از کار افتاده اند.عدد خوانده شده ی اول را آبسنجی اولیه Orginal Gravity و به اختصار (OG) میگوییم و عدد حاصل از خوانش دوم را آبسنجی نهایی Final Gravity یا (FG) می نامیم.با داشتن این دو عدد می توانید درصد الکل آبجوی خود را محاسبه کنید.
چگونه با هیدرومتر یا آبسنج کار کنیم؟

Reading-hydrometer

برای خوانش صحیح هیدرومتر باید به چند نکته توجه کنید:
– ابتدا دماسنجی بعد آبسنجی
اول اینکه ببنید روی بدنه یا بسته بندی هیدرومتر چه درجه ی دمای کالیبره شدنی نوشته شده که معمولاً ۲۰ یا ۱۵ درجه ی سانتیگراد است.این به این معنی است که نمونه ی مورد آزمایش هم باید در همین دما باشد تا عدد دقیق آبسنجی را نشان دهد. اگر دمای مایع چند درجه بالا یا پایین تر است و وقت تصحیح آن را ندارید باید بعداً با توجه به جدول تصحیح هیدرومتر آن را در عدد خوانده شده لحاظ کنید.معمولاً هرچه دمای نمونه بالاتر از دمای کالیبره ی هیدرومتر باشد،عدد آبسنجی کمتر از واقع خواهد بود و برعکس.برای فهم بهتر این قضیه به خاطر بیاورید که اگر یک لیوان عسل را حرارت دهید ،چه غلظتی خواهد داشت و اگر همان یک لیوان عسل را در یخچال بگذارید چه غلظتی پیدا می کند.اگر به جداول تصحیح دمای هیدرومتری دسترسی نداشتید و دمای کالیبراسیون هیدرومتر ۲۰ درجه ی سانتیگراد بود، می توانید به ازای هر درجه ی سانتیگراد که حریره  بالاتر از دمای کالیبراسیون هیدرومتر بود(۲۰ درجه ی سانتیگراد)فاکتور تصحیح ۰٫۰۰۰۲ واحد را به عدد آبسنجی خوانده شده اضافه کنید و به ازای هر یک درجه ی سانتیگراد که نمونه ی حریره پایینتر از ۲۰ درجه بود ۰٫۰۰۰۲ واحد از عدد آبسنجی کم کنید.به عنوان مثال اگر دمای حریره ی شما موقع آزمایش ۲۵ درجه است و عدد آبسنجی خوانده شده در این دما ۱٫۰۶۰ بود،پس ۰٫۰۰۰۲ را در ۵ درجه اختلاف دما ضرب کرده و حاصل را به ۱٫۰۶۰ اضافه می کنید که  ۱٫۰۶۱   می شود.همانطور که میبینید این عدد اختلاف خیلی زیادی با عدد خوانده شده ندارد ولی اگر آبسنجی در دماهای بالاتر از ۳۵ درجه انجام شود این اختلاف محسوس و تاثیرگذار خواهد بود.
 و اما نکته ی دوم اینکه باید نمونه ی مایع مورد آزمایش را در یک محفظه ی باریک استوانه ای که از ارتفاع هیدرومتر بلندتر باشد بریزید و روی یک سطح صاف قرار دهید.بهتر است هیدرومتر را به همراه استوانه ی شفاف(مِزور) با هم بخرید تا از لحاظ ارتفاع به هم بخورند.ارتفاع استوانه باید اینقدری باشد که هیدرومتر تا بالاترین خط لوله ی مدرجش بتواند در آن فرو رود و به کف نرسد.هرچند امکان این را دارید که مستقیماً هیدرومتر را داخل دبه ی آبجو بیندازید ولی خواندن درجه ی آن سخت و دقت آن کم می شود. برای همین بهتر است از یک مزور شیشه ای یا پلاستیکی شفاف استفاده کنید که از لوازم آزمایشگاهی فروش ها قابل تهیه است و حجم ۲۵۰ سی سی آن جواب میدهد.اگر استوانه ی دیگری هم سراغ دارید که حجم کمتر از این ولی ارتفاع همین مزور را دارد، بهتر است از آن استفاده کنید تا حریره ی کمتری را از دست داده باشید چون قرار نیست نمونه را به دبه برگردانید.سوم این که پس از ریختن حریره در استوانه ی شفاف،کف روی آن را بردارید یا صبر کنید بخوابد سپس دماسنج را وارد کرده و دمای مایع را سنجش کنید.بهتر است دما را به دمای کالیبراسیون که روی آبسنج نوشته شده برسانید بعد آبسنجی کنید ولی اگر عجله دارید و دما هم بیشتر از ۴۰ درجه نیست میتوانید آبسنجی کرده و بعد عدد را تصحیح کنید.پس از دماسنجی و یادداشت کردن درجه ی دما به آرامی هیدرومتر را درون آن رها کنید و یک چرخ کوچکی هم به آن بدهید.وقتی ثابت شد،چشم خود را در امتداد خط تماس مایع با درجه ی هیدرومتر قرار دهید و گودی مایع را بخوانید نه کناره های مایع که به استوانه چسبیده و کمی بالاتر است.این عدد آبسنجی اولیه ی آبجوی شماست که باید در دفترچه ی خود یادداشت کنید.
– مطمئن شدن از صحت کار هیدرومتر
هیدرومتر خود را پس از خرید چک کنید یا اصطلاحاً کالیبره کنید تا مطمئن شوید درست کار میکند.برای اینکار استوانه ی  اندازه گیری را از آب معمولی پر کنید و دمایش را به دمایی که روی هیدرومتر نوشته شده(معمولاً ۲۰ درجه) برسانید و آن را با هیدرومتر خود آبسنجی کنید.باید عدد ۱٫۰۰۰ را نشان دهد وگرنه هیدرومترتان تنظیم نیست و یا باید عوضش کنید یا مقداری که دارد بالاتر یا کمتر از ۱٫۰۰۰ را نشان میدهد یادداشت کرده و از این به بعد در آبسنجی کردن لحاظ کنید.یعنی اگر به جای ۱٫۰۰۲را نشان میدهد پس هنگامی که حریره را آبسنجی می کنید و ۱٫۰۵۰ را می خوانید باید ۰٫۰۰۲ واحد از آن کم کنید و آبسنجی درست شما ۱٫۰۴۸ خواهد بود.
هیدرومتر را با آب معمولی شسته و خشک کنید و در محفظه ی مناسب نگهداری کنید.خیلی از آبجوسازهای کهنه کار پیشنهاد می کنند وقتی آبجوساز حرفه ای شدید بهتر است همیشه یک هیدرومتر و دماسنج اضافی داشته باشید چون خیلی احتمال دارد که این ابزار شیشه ای و حساس بشکنند و شما را در وسط کار آنهم در روز تعطیل به دردسر بیاندازند!
برای مشاهده ی نحوه ی محاسبه ی الکل آبجو یا تنظیم آبسنجی اولیه و یا مشخص کردن مقدار مالت و عصاره ی مالت مورد نیاز به صفحه ی محاسبات مراجعه کنید.
این مقاله در تاریخ ۹۲/۰۳/۱۸ ویرایش شد

HaDaL

Comments are closed