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MARKTÜBERSICHT REFRAKTOMETER Das Licht richtig brechen

Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Die Refraktometrie ist ein ideales Analyseverfahren, wenn es darum geht, schnell, zuverlässig und umweltfreundlich die Brechzahl, die Konzentration oder die Dichte von Flüssigkeiten zu bestimmen. Einer der gebräuchlichsten Einsatzbereiche eines Refraktometers ist die Qualitätssicherung in der Lebensmittelindustrie. Aber auch die Pharma- und Kosmetikbranche setzt in ihren Labors solche Systeme ein.

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Die Refraktometrie ist ein ideales Analyseverfahren, wenn es darum geht, schnell, zuverlässig und umweltfreundlich die Brechzahl, die Konzentration oder die Dichte von Flüssigkeiten zu bestimmen. Einer der gebräuchlichsten Einsatzbereiche eines Refraktometers ist die Qualitäts-sicherung in der Lebensmittelindustrie. Aber auch die Pharma- und Kosmetik-branche setzt in ihren Labors solche Systeme ein. Nachfolgend werden aktuellen Trends bei Refraktometern beschrieben und durch eine tabellarische Herstellerübersicht ergänzt.

Die Refraktometrie ist ein Messverfahren, mit dem ein spezifischer Wert einer Substanz bestimmt wird: der Brechungsindex. Schon seit mehr als 200 Jahren gibt es Instrumente für die Bestimmung dieses Index wie das Abbe-, das Pulfrich- oder das Wollastons-Refraktometer. Diese Geräte haben aber mit den heutigen Laborrefraktometern nur noch den Messwert gemein. Touch-Screen, diverse Schnittstellen oder auch die Möglichkeit den Brechungsindex bei verschiedenen Temperaturen zu bestimmen, gehören mittlerweile zur Standardausstattung bei vielen Refraktometern. Darüber hinaus bestimmen heutige Systeme den Messwert über die Totalreflexion des Lichtes.

„Dies hat den Vorteil, das man mit solchen Geräten auch trübe oder lichtundurchlässige Proben bestimmen kann“, erläutert Dr. Volker Schmidt, Geschäftsführer von Tec++ das Messprinzip.

Der Brechungsindex kann ein Parameter einer qualitativen Analyse sein, z.B. unterscheiden sich verschiedene Speise-öle auch durch ihren Brechungsindex. Der Brechungsindex kann aber auch in der quantitativen Analyse eingesetzt werden, hier lässt sich beispielsweise die Konzentration einer Zuckerlösung mit einem Laborrefraktometer auf bis zu ±0,01 Prozent bestimmen. Das Refraktometer ist aber auch dann ein unverzichtbares Hilfsmittel der Qualitätskontrolle, wenn etwa das Deutsche Arzneibuch (DAB) oder der Deutsche Arzneimittel Codex (DAC) für die Prüfung auf Reinheit Grenzwerte für den Brechungsindex vorgeben.

Refraktometrische Messungen werden zudem in europäischen Richtlinien verlangt: In der „Verordnung zur Festlegung der Vermarktungsform für Kiwis" der EU wird festgelegt, dass Kiwis, die in den Handel kommen, einen Reifegrad von mindestens 9,5 Brix aufweisen müssen - und dieser Reifegrad wird mit einem Refraktometer gemessen. Für viele Substanzen existieren Daten zur Konzentrationsbestimmung. Bei speziellen Anwendungen können die Daten aber auch kundenspezifisch erfasst werden, so dass ein Refraktometer die Konzentration direkt anzeigen kann.

Andere Beispiele für Identitäts-, Reinheits- und Gehaltsprüfung sind z.B.:- Charakterisierung von Stoffgemischen, z. B. ätherische und fette Öle,- schnelle Gehaltsbestimmungen in der pharmazeutischen Industrie oder - die Verwendung als Detektionsmethode in der HPLC für einzelne Stoffe bzw. aufgetrennte Stoffgemische.

Keine allgemeingültigen Kaufargumente

Da die Anwendungsmöglichkeiten für ein Refraktometer sehr vielfältig sind, können die Hersteller auch kein Kriterium ausmachen, welches allgemeingültig als Kaufargument für ein Refraktometer-System gilt. „Im Bereich der Pharmaindustrie müssen die Firmen aufgrund der regulierten Umgebungen darauf achten, dass die Geräte GLP/GMP-konform sind. Diese Forderung stellen Anwender in anderen Bereichen nicht“, charakterisiert Eva Vogel, Produktmanagerin bei Mettler Toledo für Titration, Dichte und Refraktometrie, die Situation. Auch Eva Rau, Produktmanagerin bei Schmidt + Haensch, schließt sich dieser Meinung an: „Refraktometer werden für so viele unterschiedliche Applikationen benötigt, dass die Anforderungen der Kunden auch immer anders sind.“

Ebenfalls einig sind sich beide Produktmanagerinnen, wenn es um die Frage nach dem Preis geht. Der Preis sei bei Handrefraktometern ein ausschlaggebendes Argument, so die einhellige Meinung. Bei den Tischgeräten spielen auch Aspekte wie der After-Sales-Service eine wichtige Rolle. Für Tec++-Geschäftsführer Schmidt sollten die Anwender beim Kauf eines Refraktometers vor allen Dingen auf gute Reinigungsmöglichkeiten des Prismas achten: „Ein schlecht zu reinigendes Prisma verfälscht durch Probenreste immer den Messwert.“ Auf den folgenden Seiten finden Sie eine Marktübersicht der Hersteller von Refraktometern. Die Firmen hatten die Möglichkeit zwei Geräte aus ihrem Produktportfolio zu präsentieren. Diese Übersicht ist aus Selbstauskünften der teilnehmenden Firmen erstellt worden und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

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HintergrundDer MesswertIm Vakuum bewegt sich das Licht mit einer Geschwindigkeit von rund 300 000 Kilometern in der Sekunde. Im Wasser dagegen ist die Geschwindigkeit rund 225 000 Kilometer pro Sekunde, also um 25 Prozent langsamer. Und im Saphir kommt das Licht in einer Sekunde „nur“ 170 000 Kilometer weit. Ein Refraktometer ist ein Messgerät, das diese Geschwindigkeit misst. Allerdings wird das Ergebnis in der Regel nicht direkt angegeben, sondern im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit in der Luft. Dieses Verhältnisnennt man Brechungsindex. Die Angabe, ein Material habe einen Brechungsindex von 1,5 bedeutet also,dass die Geschwindigkeit des Lichtes in der Luft um 50 Prozent höher ist als in diesem Material.

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