Digital Refractometer : Alat Ukur Refractive Index di Industri
Sebelum mengulas mengenai unit digital refractometer baik dari prinsip kerja dan fungsingya maka kita akan terlebih dahulu membahas mengenai refractive index / index bias, karena refractometer itu sendiri merupakan unit yang digunakan untuk mengukur index bias.
Refractive index / Index bias didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahaya pada ruang hampa dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium, jadi yang awalnya ada diruang hampa kemudian cahaya masuk ke sebuah medium sehingga karena adanya perbedaan kerapatan antara media yang satu dengan media setelahnya cahaya yang dipantulkan tersebut mengalami pembiasan.
Seperti kita ketahui sifat benda ada 3 jenis yaitu :
- Gas
- Cair
- Padatan
Jika ditinjau dari kepadatannya, partikel gas memiliki partikel-partikel penyusun yang jaraknya sangat berjauhan, sedangkan yang cair agak berdekatan, dan yang padat ini partikel-partikelnya berdekatan sehingga bisa terbentuk suatu zat yang bentuknya adalah padat.
Berikut ini adalah gambar dari fenomena pembiasan yang mungkin sudah kita kenal karena sudah kita pelajari di bangku SMA.
Daftar Isi
Jenis pembiasan cahaya yang secara umum ada 2 jenis :
- Cahaya ini itu berasal dari medium yang rapat yang bergerak menuju medium yang kurang rapat maka cahaya ini akan dibiaskan menjauhi menjauhi garis normal
- Cahaya yang berasal dari medium yang kurang rapat menuju ke medium yang lebih rapat maka cahaya ini akan dibiaskan mendekati garis normal.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Nilai Refractive Index Suatu bahan
1. suhu
Semakin tinggi suhu, massa jenis akan semakin rendah karena adanya pemuaian volume maka cairan menjadi kurang padat dan kurang kental sehingga menyebabkan cahaya bergerak lebih cepat dalam medium. Hal ini menghasilakn index bias yang lebih kecil.
2. Tekanan
Semakin besar tekanan maka kerapatan molekul dalam zat tersebut menjadi semakin rapat akibatnya indeks bias zat atau sampel semakin besar.
3. Density / kerapatan / massa jenis
Semakin besar kerapatan zat maka kerapatan molekul dalam zat / sampel tersebut semakin rapat sehingga apa indeks bias zat atau sampel akan semakin besar
Semakin kental atau viskositas semakin tinggi maka indeks bias zat akan semakin besar sehingga kecepatan cahayanya karena zatnya semakin kental maka akan semakin rendah.
5. Konsentrasi larutan
Semakin besar konsentrasi larutan maka index bias semakin besar karana semakin banyak molekul-molekul yang ada di dalam larutan tersebut
6. Panjang gelombang cahaya
Indeks bias akan menurun seiring dengan bertambahnya panjang gelombang cahaya, biasanya cahaya yang digunakan dalam pengujian indeks bias itu menggunakan cahaya natrium pada panjang gelombang 598 nanometer. panjang gelombang tersebut merupakan panjang gelombang cahaya monokromatik, karena jika menggunakan pencahayaan polikromatis seperti cahaya putih akan mengalami dispersi cahaya.
Berikut ini adalah tabel indeks bias dari berbagai macam zat :
Dapat dilihat bahwa semakin tinggi kerapatannya Maka indeks biasnya juga akan semakin tinggi, Solid atau padatan mempunyai massa jenis atau kerapatan yang lebih besar dibanding dengan gas, sehingga index bias yang dimilikinya juga lebih besar.
Aplikasi Pengukuran Index Bias
Indeks bias ini sangat erat kaitannya dalam industri farmasi terutama untuk menilai sifat dan kemurniaan suatu zat, mengetahui konsentrasi gula atau biasanya disingkat dengan Total Soluble Solid (TSS) atau total padatan yang terlarut dalam larutan biasanya disingkat dengan % Brix yang digunakan untuk mengukur kadar gula dalam larutan seperti madu, buah, dan lain-lain. Nilai refractive index ini juga digunakan untuk mengetahui konsentrasi obat yaitu berapa kadar obat dalam suatu larutan serta kadar zat dalam yang diekspresikan dalam pelarut.
Di dalam bidang kesehatan, nilai ini juga digunakan dalam uji identitas, kontrol kemurniaan dan penentuan konsentrasi bahan baku, produk setengah jadi, dan produk akhir, memeriksa obat untuk farmakope dan bisa digunakan untuk analisis regresi tubuh, Contohnya bahan-bahan yang dialisis adalah obat-obatan, larutan infus, serum darah, urin dll
Di Industri minuman juga digunakan untuk uji identitas selama proses produksi, contoh pada proses industri minuman (pembuatan anggur, pembuatan larutan penyegar,dll) dimana juga menggunakan pengukuran indeks bias yang untuk mengukur kualitas produknya.
Di Sektor Pertanian, penggunaan indeks bias digunakan untuk mengukur kematangan buah sebelum dipanen dan dijual dimana diukur berapa % brix nya yang mengindikasikan kadar gula di dalam buah tersebut. semakin matang buah maka semakin tinggi juga nilai % brixnya.
Alat Ukur Refractive Index
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur index bias adalah refraktometer, ada beberapa jenis refractometer :
Hand Held Refractometer
Sesuai dengan namanya alat ini mudah digenggam menggunakan tangan, biasa disebut juga dengan portable brix meter, merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengukur besarnya konsentrasi gula, garam, atau kadar air dalam larutan. Satuannya adalah % Brix.
Brix merupakan zat padat kering terlarut dalam suatu larutan yang dihitung sebagai sukrosa / gula. Kelemahannya untuk tipe hand held refractometer ini adalah :
- Menggunakan cahaya alami atau cahaya putih sehingga cahaya terebut mudah terdispersi menjadi cahaya lain.
- Tidak ada cara untuk mengontrol suhu
- Cahaya harus ditransmisikan oleh sampel.
Berikut ini adalah bagian-bagian dari hand refractometer tersebut
- Cover Plate
- Prism Under Plate untuk menaruh sampel
- Calibration screw untuk kalibrasi
- Rubber Grip untuk pegangan tangannya
- Adjustable eyepiece
Prinsip Kerja Hand Held Refractometer
Refraktometer menggunakan prinsip pembiasan. jika sampel merupakan larutan dengan konsentrasi rendah maka yang terjadi adalah sudut refraksi / bias akan lebar dikarenakan perbedaan sudut refraksi dari prisma dan sampel yang besar maka skala yang terbaca akan jatuh pada skala rendah, Kemudian untuk konsentrasi larutan yang tinggi maka akan mempunyai sudut bias yang kecil karena berbedaan refraksi prisma dan sampel kecil. Batas gelap terang merupakan akibat dari cahaya yang tidak dibiaskan melewati sudut kritis dari prisma.
Cara Menggunakan Hand Held Refractometer
Cara menggunakan hand held refractometer :
1. kalibrasi refractometer terlebih dahulu dengan menggunakan aquadest
2. setah dikalibrasi dan mengindikasikan nol, kita bersihkan menekan tisu
3. kemudian kita teteskan sampelnya dan kita ukur dan kita baca nilainya
Secara gambar bisa dilihat dibawah ini :
Refractometer ABBE
Refraktometer ABBE merupakan refractometer untuk mengukur indeks bias, nilai % brixnya dari 0 s/d 95 % brix. keunggulan refraktometri ini adalah lebih akurat karena punya ketelitian 0,1 % brix dan sumber cahaya yang digunakan adalah sumber cahaya yang monokromatik, jadi Sudah ada sumber cahayanya sendiri disini menangkap sinyal dari zat natrium Dpada panjang gelombang 596 nanometer. Pada penggunaannya refractometer ABBE ini menggunakan sumber listrik karena sumber cahaya lampunya bersumber dari listrik..
Bagian-bagian refractometer ABBE dapat dilihat pada gambar dibawah ini
- Eye piece
- Dispersion value scale ring
- Adjustment Knob untuk mengatur maju-mundurnya
- Prisma untuk sampel
- Refractive index scale adjustment handwheel untuk memutar supaya bisa indeks bias terukur
- Thermostat connecors supaya bisa terukur
Larutan Kalibrasi Digital Refractometer
Seperti yang telah diuraikan diatas, unit lat ini menghasilkan nilai pengukuran yang dianggap kritis untuk pengambilan keputusan apakah produk yang kita analisa masuk spesifikasi atau tidak, sehingga perlu dilakukan kalibrasi secara berkala. Untuk standar acuan / bahan acuan yang bisa digunakan untuk kalibrasi refractometer tersedia dalam berbagai macam brand, salah satunya adalah cole parmer yang tersedia dalam beberapa varian % refractive index atau teman-teman juga bisa menggunakan layanan kalibrasi untuk melakukan aktivitas tersebut.
Sentra Kalibrasi Industri – Pusat Jasa Kalibrasi Alat Ukur
Copyright 2021