糖度旋光仪与旋光仪：有什么区别？

糖度旋光仪与旋光仪：有什么区别？

应该使用糖度旋光仪还是旋光仪？

在制糖行业中，Saccharimeter 这个词很常见。但什么时候糖度旋光仪会被看作旋光仪，什么时候旋光仪又可以被看作糖度旋光仪？二者是否可以互换？

本文讨论两者之间的区别，以及为什么需要根据自己所在的行业环节选择正确的仪器。

Xylem Analytics 的《Technical Bulletin P001: Polarimetry & Polarimeters - a simple explanation》说明了旋光仪的工作方式，但主要面向通用工业应用。该技术公告指出：

在制糖行业中，旋光度使用另一种标度表示，即国际糖标度（I.S.S.），记作 °Z。专为制糖行业设计的旋光仪称为糖度旋光仪。

那么区别是否仅止于此？先看旋光仪和糖度旋光仪的定义。

旋光仪

用于测量光偏振程度的仪器；或用于测量光穿过液体或溶液后，其偏振平面旋转量的仪器。

糖度旋光仪

用于测量糖溶液强度的仪器，尤其指一种通过溶液使偏振光平面旋转的程度来测定浓度的旋光仪。

这些定义支持该技术公告中的判断：糖度旋光仪（按 OIML，即国际法制计量组织的说法，也可称为 polarimetric saccharimeter）是带有 I.S.S. 标度、专门用于制糖行业的糖用旋光仪。

换成通俗说法，糖度旋光仪可以理解为“糖用旋光仪"。

国际糖标度（°Z）

糖度旋光仪会以国际糖标度（I.S.S.）显示光学旋转读数，单位记作 °Z。OIML 规定，该标度应为线性标度；测量范围可以是 -30 °Z 到 +120 °Z，也可以只覆盖其中一部分；参考温度应为 20 °C；糖度旋光仪的刻度应满足：标度上的 100 °Z 对应一种“标准"蔗糖溶液。

虽然光学旋转并不严格与糖浓度成正比，但线性标度在实践中已经足够；偏离比例关系的程度不超过 0.01 °Z。

ICUMSA（国际糖品分析统一方法委员会）将标准蔗糖溶液定义为每 100 cm3 含 26 g 蔗糖。使用 546.44 nm 波长（汞同位素 198）测量时，标准蔗糖溶液的光学旋转为 40.777 角度。现代糖度旋光仪几乎都使用钠光源，其平均发射波长为 589.44 nm，因此标准蔗糖溶液对应的角旋转值计算为 34.626 +/- 0.001 角度。

糖度旋光仪和旋光仪还有哪些区别？

糖度旋光仪贯穿甘蔗糖和甜菜糖的生产过程。从 Tare House（称重站，在这里收集并分析甘蔗或甜菜，用于付款结算）中的高精度糖度旋光仪，到糖厂、精炼厂，以及运输网络中的各种质量控制实验室，最终帮助产品以纯净且未掺杂的状态到达终端用户。

漏斗流通管

糖度旋光仪在榨糖季会被高强度使用，必须适应恶劣、潮湿以及甘蔗产区常见的热带环境。不同地区的榨糖季频率和持续时间不同，最繁忙的甘蔗生产集中在赤道附近，有些地区单个生产季可长达一年。因此，糖度旋光仪必须可靠、精确且坚固。

糖度旋光仪还需要快速给出结果，因为 Tare House 的高温可能导致糖样在等待时变质。因此，漏斗式流通旋光管很常见。它不同于每次读数后都需要清洗的标准旋光管，可让样品连续进入仪器，中间无需用水冲洗。

纯度与纯度系统

糖度旋光仪给出的光学旋转读数（I.S.S.）只是蔗糖整体分析的一部分。类似于旋光测量中用比旋度将管长和样品浓度纳入计算，糖纯度也用类似方式计算，常见公式如下：

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

其中：

• reading 为旋光仪读数，单位为 °Z。

• purityconst 为用户可定义的纯度常数。

• density 按 ICUMSA 规范和标准 SPS-4（1994）作为白利度函数计算。

• brix 为样品的白利度值。

很多情况下，纯度以及 POL 等其他计算可直接在糖度旋光仪中完成，从而对被测糖样给出更完整的评估。这可以通过键盘手动输入实现，也可以通过 USB/LAN 直接连接折光仪，由折光仪提供被测样品的浓度测量。

ADS 糖度旋光仪用户可在相关文章“Saccharimeters: Sugar Purity"中了解更多可用计算和公式。

近红外糖度旋光测量

近年来，近红外（NIR）光源被认可为糖度旋光仪中传统钠光源的一种替代方案。它可以分析颜色更深的样品，包括原糖，而且无需使用对环境不友好且有危险性的醋酸铅进行澄清。NIR 糖度旋光仪有单波长和双波长版本。

通用工业中用于糖测量的旋光仪

在工业环境中，标准旋光仪通常作为独立仪器使用。与制糖生产中的糖度旋光仪相比，它们的使用频率较低，样品多按顺序手动加入旋光管。由于样品通量很低，每次读数之间手动清洗旋光管通常可以接受。

低容量旋光管常用于样品体积受限的场景，例如样品昂贵（如香精）或稀缺（如合成化合物）。它们还具有 UNF 螺纹连接的优点，适合用于流动系统，例如风味物质、香料和香精分析。

工业旋光仪常连接 LIMS，尤其是在制药行业，因为符合 FDA 21 CFR Part 11 的要求非常关键。

旋光仪在紫外和可见光区域的特定波长下工作，其中钠 D 线（589.44 nm）最常见。相比之下，糖度旋光仪工作在可见光/近红外（Vis/NIR）光谱范围内。

在糖果行业中，为了使产品符合配方要求，常通过光学旋转或转化率方法来控制糖类型的混合比例，例如转化糖/蔗糖的 40:60 溶液。这类场景更适合选择旋光仪。

关键差异：糖度旋光仪 vs. 旋光仪

结论

如果你是用甘蔗或甜菜生产糖，那么 ADS 系列糖度旋光仪更合适，因为它的配置以及在恶劣、快节奏环境中使用的能力更贴合制糖生产。如果你是用糖来生产糖果、软饮料等产品，那么旋光仪通常是更好的选择，因为它具备比旋度、转化糖百分比和百分比变化（A-B）等额外方法。

此外，对制糖生产商来说，糖度旋光仪通常以套装形式提供。与需要自行配置并额外添加漏斗管、特殊盖和纯度软件的旋光仪相比，这类套装通常更划算，也更不容易漏选关键部件，浪费更少。

可通过原文链接进一步了解 Bellingham + Stanley 的 ADS 系列糖度旋光仪，也可以联系 Xylem Analytics。

附录：制糖行业监管机构的有用定义

OIML

OIML（Organisation Internationale de Metrologie Legale，国际法制计量组织）是一个全球性政府间组织，主要目标是协调各成员国国家计量服务机构或相关组织所采用的法规和计量控制。

ICUMSA

ICUMSA（International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis，国际糖品分析统一方法委员会）是一个全球性机构，汇集二十多个成员国的国家糖品分析委员会活动。

ICUMSA 是德国柏林 Verlag Dr. Albert Bartens KG 的注册商标。

ISO

ISO（International Sugar Organization，国际糖业组织）是一个独特的政府间机构，致力于通过讨论、分析、专题研究、透明统计、研讨会、会议和工作坊改善全球糖市场状况。