糖度旋光儀與旋光儀：有什么區別？

應該使用糖度旋光儀還是旋光儀？

在制糖行業中，Saccharimeter 這個詞很常見。但什么時候糖度旋光儀會被看作旋光儀，什么時候旋光儀又可以被看作糖度旋光儀？二者是否可以互換？

本文討論兩者之間的區別，以及為什么需要根據自己所在的行業環節選擇正確的儀器。

Xylem Analytics 的《Technical Bulletin P001: Polarimetry & Polarimeters - a simple explanation》說明了旋光儀的工作方式，但主要面向通用工業應用。該技術公告指出：

在制糖行業中，旋光度使用另一種標度表示，即國際糖標度（I.S.S.），記作 °Z。專為制糖行業設計的旋光儀稱為糖度旋光儀。

那么區別是否僅止于此？先看旋光儀和糖度旋光儀的定義。

旋光儀

用于測量光偏振程度的儀器；或用于測量光穿過液體或溶液后，其偏振平面旋轉量的儀器。

糖度旋光儀

用于測量糖溶液強度的儀器，尤其指一種通過溶液使偏振光平面旋轉的程度來測定濃度的旋光儀。

這些定義支持該技術公告中的判斷：糖度旋光儀（按 OIML，即國際法制計量組織的說法，也可稱為 polarimetric saccharimeter）是帶有 I.S.S. 標度、專門用于制糖行業的糖用旋光儀。

換成通俗說法，糖度旋光儀可以理解為“糖用旋光儀"。

國際糖標度（°Z）

糖度旋光儀會以國際糖標度（I.S.S.）顯示光學旋轉讀數，單位記作 °Z。OIML 規定，該標度應為線性標度；測量范圍可以是 -30 °Z 到 +120 °Z，也可以只覆蓋其中一部分；參考溫度應為 20 °C；糖度旋光儀的刻度應滿足：標度上的 100 °Z 對應一種“標準"蔗糖溶液。

雖然光學旋轉并不嚴格與糖濃度成正比，但線性標度在實踐中已經足夠；偏離比例關系的程度不超過 0.01 °Z。

ICUMSA（國際糖品分析統一方法委員會）將標準蔗糖溶液定義為每 100 cm3 含 26 g 蔗糖。使用 546.44 nm 波長（汞同位素 198）測量時，標準蔗糖溶液的光學旋轉為 40.777 角度?，F代糖度旋光儀幾乎都使用鈉光源，其平均發射波長為 589.44 nm，因此標準蔗糖溶液對應的角旋轉值計算為 34.626 +/- 0.001 角度。

糖度旋光儀和旋光儀還有哪些區別？

糖度旋光儀貫穿甘蔗糖和甜菜糖的生產過程。從 Tare House（稱重站，在這里收集并分析甘蔗或甜菜，用于付款結算）中的高精度糖度旋光儀，到糖廠、精煉廠，以及運輸網絡中的各種質量控制實驗室，最終幫助產品以純凈且未摻雜的狀態到達終端用戶。

漏斗流通管

糖度旋光儀在榨糖季會被高強度使用，必須適應惡劣、潮濕以及甘蔗產區常見的熱帶環境。不同地區的榨糖季頻率和持續時間不同，最繁忙的甘蔗生產集中在赤道附近，有些地區單個生產季可長達一年。因此，糖度旋光儀必須可靠、精確且堅固。

糖度旋光儀還需要快速給出結果，因為 Tare House 的高溫可能導致糖樣在等待時變質。因此，漏斗式流通旋光管很常見。它不同于每次讀數后都需要清洗的標準旋光管，可讓樣品連續進入儀器，中間無需用水沖洗。

純度與純度系統

糖度旋光儀給出的光學旋轉讀數（I.S.S.）只是蔗糖整體分析的一部分。類似于旋光測量中用比旋度將管長和樣品濃度納入計算，糖純度也用類似方式計算，常見公式如下：

purity = (reading x purityconst) / (density x brix)

其中：

• reading 為旋光儀讀數，單位為 °Z。

• purityconst 為用戶可定義的純度常數。

• density 按 ICUMSA 規范和標準 SPS-4（1994）作為白利度函數計算。

• brix 為樣品的白利度值。

很多情況下，純度以及 POL 等其他計算可直接在糖度旋光儀中完成，從而對被測糖樣給出更完整的評估。這可以通過鍵盤手動輸入實現，也可以通過 USB/LAN 直接連接折光儀，由折光儀提供被測樣品的濃度測量。

ADS 糖度旋光儀用戶可在相關文章“Saccharimeters: Sugar Purity"中了解更多可用計算和公式。

近紅外糖度旋光測量

近年來，近紅外（NIR）光源被認可為糖度旋光儀中傳統鈉光源的一種替代方案。它可以分析顏色更深的樣品，包括原糖，而且無需使用對環境不友好且有危險性的醋酸鉛進行澄清。NIR 糖度旋光儀有單波長和雙波長版本。

通用工業中用于糖測量的旋光儀

在工業環境中，標準旋光儀通常作為獨立儀器使用。與制糖生產中的糖度旋光儀相比，它們的使用頻率較低，樣品多按順序手動加入旋光管。由于樣品通量很低，每次讀數之間手動清洗旋光管通?？梢越邮堋?/p>

低容量旋光管常用于樣品體積受限的場景，例如樣品昂貴（如香精）或稀缺（如合成化合物）。它們還具有 UNF 螺紋連接的優點，適合用于流動系統，例如風味物質、香料和香精分析。

工業旋光儀常連接 LIMS，尤其是在制藥行業，因為符合 FDA 21 CFR Part 11 的要求非常關鍵。

旋光儀在紫外和可見光區域的特定波長下工作，其中鈉 D 線（589.44 nm）最常見。相比之下，糖度旋光儀工作在可見光/近紅外（Vis/NIR）光譜范圍內。

在糖果行業中，為了使產品符合配方要求，常通過光學旋轉或轉化率方法來控制糖類型的混合比例，例如轉化糖/蔗糖的 40:60 溶液。這類場景更適合選擇旋光儀。

關鍵差異：糖度旋光儀 vs. 旋光儀

結論

如果你是用甘蔗或甜菜生產糖，那么 ADS 系列糖度旋光儀更合適，因為它的配置以及在惡劣、快節奏環境中使用的能力更貼合制糖生產。如果你是用糖來生產糖果、軟飲料等產品，那么旋光儀通常是更好的選擇，因為它具備比旋度、轉化糖百分比和百分比變化（A-B）等額外方法。

此外，對制糖生產商來說，糖度旋光儀通常以套裝形式提供。與需要自行配置并額外添加漏斗管、特殊蓋和純度軟件的旋光儀相比，這類套裝通常更劃算，也更不容易漏選關鍵部件，浪費更少。

可通過原文鏈接進一步了解 Bellingham + Stanley 的 ADS 系列糖度旋光儀，也可以聯系 Xylem Analytics。

附錄：制糖行業監管機構的有用定義

OIML

OIML（Organisation Internationale de Metrologie Legale，國際法制計量組織）是一個全球性政府間組織，主要目標是協調各成員國國家計量服務機構或相關組織所采用的法規和計量控制。

ICUMSA

ICUMSA（International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis，國際糖品分析統一方法委員會）是一個全球性機構，匯集二十多個成員國的國家糖品分析委員會活動。

ICUMSA 是德國柏林 Verlag Dr. Albert Bartens KG 的注冊商標。

ISO

ISO（International Sugar Organization，國際糖業組織）是一個獨特的政府間機構，致力于通過討論、分析、專題研究、透明統計、研討會、會議和工作坊改善全球糖市場狀況。