Het kalibreren van thermometers

HET KALIBREREN VAN THERMOMETERS

Amateurbrouwers meten van alles op een brouwdag. We wegen onze mout en hop af. We meten de maischtemperatuur. We meten het pH van onze wort. We meten of we genoeg wort hebben verzameld na het koken en we meten het begin soortelijk gewicht. Als je de meetapparatuur niet hebt gekalibreerd, kunnen de resultaten fout zijn of in ieder geval met een flinke marge. Hieronder zal ik aangeven hoe je de thermometers kunt kalibreren.

Thermometers

De meeste brouwers hebben verschillende soorten thermometers. We kunnen bimetaalthermometers hebben op onze maischketel, glazen of digitale thermometers om de temperatuur in de maischketel of kookketel te meten. Er zijn thermometerstrips die je op je gistvat kunt plakken. Veel brouwers hebben er geen idee van hoe onnauwkeurig thermometers kunnen zijn. Goedkope thermometers kunnen wel 11 °C afwijken. Zelfs duurdere thermometers kunnen genoeg afwijken om een ander brouwsel te krijgen dan de bedoeling was. Elke amateurbrouwer zou moeten weten hoe hun thermometers gecontroleerd en gekalibreerd moeten worden. Elke serieuze amateurbrouwer zou een goede thermometer moeten hebben - een laboratoriumkwikthermometer of digitale thermometer - om de andere thermometers te controleren. Zelfs de meest dure thermometers moeten gecontroleerd worden op nauwkeurigheid. Om een thermometer te controleren moet je de temperatuur nemen van twee oplossingen, waarvan je de temperatuur weet. Hoe weet je nu de temperatuur van een oplossing? Die vind je door de eigenschappen van gewoon water.

Het vriespunt mete

Het beste punt om te beginnen is het vriespunt van water. Zuiver water bevriest bij 0 °C. Als je een oplossing maakt van ijs en water kun je aflezen of je thermometer daar de juiste temperatuur aangeeft. Ga als volgt te werk om een 0 °C oplossing te maken: Neem een schone piepschuim beker en vul die met ijsschilfers. Eigenlijk zou het van gedestilleerd water moeten zijn, maar kraanwater wijkt te weinig af om een verschil te maken voor je brouwproces. Voeg geen water toe aan het ijs. Zet de beker in de koelkast en wacht tot er genoeg ijs gesmolten is zodat je thermometer naar de bodem zakt. Glazen laboratoriumthermometers hebben een lijn die aangeeft hoever de thermometer moet zijn ondergedompeld in de vloeistof. Het duurt een paar uur voor het ijs zover is gesmolten. Zorg dat je de temperatuur meet van een oplossing van veel ijs en weinig water.

Denk niet dat je even een (warme) beker kunt nemen, daar wat (warm) water en ijsblokjes in kunt doen en dan denken dat de temperatuur 0 °C zal zijn. Je moet echt wachten tot het ijs is gesmolten om de juiste temperatuur te kunnen meten. Als het ijswater klaar is neem dan de temperatuur van de oplossing. Bedenk dat de thermometer warmer is dan het ijswater en het plaatselijk iets zal verwarmen, dus roer er een beetje mee door het ijswater voordat je de temperatuur afleest.

Het kookpunt meten

Het tweede punt wat gemeten moet worden is het kookpunt van water. Water kookt op 100 °C op zeeniveau bij een normale luchtdruk. Aangezien we in Nederland overal op zeeniveau zitten hoeven we hier geen correctiefactor toe te passen. Alles wat je hoeft te doen is het koken van wat water, liefst gedestilleerd, en de temperatuur meten. Als je de volgende keer je thermometer in het kokende wort houdt dan zul je zien dat het kookt op een hogere temperatuur dan water (101 °C) door de opgeloste stoffen in het wort, zoals suikers en eiwitten. Als je geluk hebt zal je thermometer op beide punten de juiste temperatuur aangeven. Als dat zo is kun je de thermometer met een gerust hart gebruiken, hoewel het altijd mogelijk is dat er een niet-lineaire afwijking is. Misschien was de afwijking op beide meetpunten hetzelfde. Bijvoorbeeld dat de afwijking steeds twee graden te laag was. In dat geval moet je bij elke meting twee graden optellen om de juiste temperatuur af te lezen. Maar wat moet je doen als de ene meting goed was en de andere niet? Of de ene meting was te hoog en de andere te laag? In dat geval zul je een kalibratiecurve moeten maken.

De kalibratiecurve

Als je het resultaat hebt van het meten bij vriezen en koken van water dan kun je een kalibratiecurve maken. De gemakkelijkste manier is een grafiek. Neem een stuk millimeterpapier en zet een horizontale x-as en een verticale y-as van 0 tot 100.

Zet nu twee punten op de grafiek die overeenkomen met je metingen. De eerste coördinaat geeft aan wat je gemeten hebt en de tweede was je had moeten meten. Als je vriespunt bijvoorbeeld op 1 °C lag zet dan een punt op 0 van de horizontale x-as en op 1 van de (verticale) y-as. Als je kookpunt op 97 °C lag zet dan een punt op 97 van de verticale y-as boven 100 van de horizontale x-as. Teken nu een rechte lijn tussen deze twee punten. Deze lijn is je kalibratiecurve. Er zijn twee manieren om deze curve te gebruiken. De eerste is te bepalen wat de werkelijke temperatuur is van wat je thermometer aangeeft. Neem je gelezen waarde en zet die op de verticale y-as. Trek een horizontale lijn tot je de curve snijdt en trek dan een lijn loodrecht naar beneden. Op de horizontale x-as lees je dan de werkelijke temperatuur.

De tweede manier om de kalibratiecurve te gebruiken is om te bepalen wat je thermometer aan moet geven bij een bepaalde temperatuur. Je wilt bijvoorbeeld een waarde van 66 °C bepalen. Om te weten wat je meter aan moet geven ga je naar de horizontale x-as en trekt bij 66 een lijn loodrecht omhoog tot de curve en via een horizontale lijn lees je op de verticale y-as welke temperatuur je thermometer dan aan moet geven.

Andere thermometers

Nu je de beste thermometer hebt gekalibreerd volgens bovenstaande methode kun je die gebruiken als referentie voor je overige thermometers. Wijzerthermometers hebben dikwijls een schroefje aan de achterkant waardoor je de naald wat kunt verplaatsen. Als je een wijzerthermometer wilt kalibreren die vastzit aan je maischvat dan wil je die waarschijnlijk kalibreren op een temperatuur tussen 63 °C en 73 °C, de temperaturen waarbij de zetmeelomzetting plaatsvindt. Stel dat je dikwijls maischt op 67 °C. Om je meter op deze temperatuur te kalibreren moet je water verhitten tot je gekalibreerde thermometer aangeeft dat de eigenlijke temperatuur 67 °C is. Meet dan de temperatuur met de wijzerthermometer en regel het schroefje tot die ook 67 °C aangeeft.

Je kunt dezelfde thermometer ook controleren op andere temperaturen. Je wilt dan zien wat de thermometer die gekalibreerd is op 67 °C aangeeft bij andere belangrijke temperaturen, zoals 53 °C (beta-glucaanrust) of 78 °C (afmaischtemperatuur). Als de waarde niet goed is geef dan met een permanent teken op de meter aan waar de afwijking zit. Onthoud dat wijzerthermometers regelmatig gecontroleerd moeten worden omdat ze in de loop van tijd af kunnen wijken.

Ook voor glasthermometers kun je de gekalibreerde thermometer gebruiken om afwijkingen op te sporen. Geef met een permanent teken (bijvoorbeeld nagellak) aan waar de thermometer op belangrijke temperaturen afwijkt.

Ook voor digitale thermometers, die niet direct kunnen worden gekalibreerd kun je een indexkaart maken met twee kolommen

In de ene kolom een lijst met vaak gebruikte temperaturen en in de tweede kolom wat je digitale thermometer aangeeft. Evenals wijzerthermometers moeten digitale meters regelmatig gecontroleerd worden.

Chris Colby

Bron: Brew Your Own, januari/februari 2006, vertaald en bewerkt door Frits Haen