Ett kryoskop är ett vetenskapligt instrument som används i forsknings- och industrilaboratorier för att bestämma fryspunkten för en vätska eller lösning. Kryoskopi, mått på fryspunkt, används ofta för att bestämma koncentrationen av en lösning, eller mängden löst ämne som har lösts i ett lösningsmedel. Eftersom fryspunkten ändras i proportion till mängden löst löst ämne i lösningen kan ett kryoskop hjälpa forskare att fastställa koncentrationen med stor precision. Denna teknik används speciellt inom mjölkindustrin, där högre eller lägre fryspunkter ofta ger viktig information om mjölkens kvalitet.
För att bestämma fryspunkten använder kryoskopet en princip som kallas underkylning. När en lösning är underkyld, sänks dess temperatur över sin fryspunkt utan att den fryser. Lösningen förblir i sin flytande fas eftersom det inte finns någon frökristall eller struktur runt vilken den kan kristallisera. När en struktur införs eller lösningen omrörs mekaniskt kommer den plötsligt att frysa fast.
Efter att en provlösning har placerats i kryoskopet, för enheten in en temperatursond och en omrörarstav i lösningen och börjar kyla ner den. Så småningom passerar lösningens temperatur sin fryspunkt när den underkylas till en specifik nivå. När lösningen är underkyld, omrör omrörningsstaven vätskan, vilket orsakar en abrupt frysning. Värmen som frigörs i kristallisationsreaktionen vid frysning, känd som fusionsvärme, får lösningens temperatur att skjuta tillbaka till sin fryspunkt, där den platårar under en tid innan den sjunker igen. Kryoskopet gör sin mätning under denna platå, när temperaturen på lösningen är precis vid sin fryspunkt.
Kryoskop används ofta inom mejeriindustrin för att bestämma mjölkens kvalitet. Även om mjölkens fryspunkt varierar beroende på typen av djur, dess diet och ras, har branschreglerande organisationer bestämt en acceptabel fryspunkt för oförorenad och outspädd komjölk. Kryoskop använder denna punkt som standard för kalibrering. Om fryspunkten för mjölkprovet bestäms vara varmare än standarden, har det sannolikt spätts ut – det vill säga vatten har tillsatts till det. Mjölkprover som har en kallare fryspunkt än normen kan vara kontaminerade eller sura.
Tillsatsen av lösta ämnen som de som finns i mjölk gör det svårare för vatten att frysa – med andra ord sänker de fryspunkten och lösningen fryser vid en kallare temperatur. Mer vatten innebär å andra sidan att lösningen fryser vid en högre temperatur – dess fryspunkt höjs eftersom den är lättare att frysa. Genom att jämföra fryspunkterna för mjölkprover kan kryoskop avgöra inte bara om vatten har tillsatts till mjölken, utan också exakt hur mycket vatten som har tillsatts. Industriella laboratorier använder dessa mätningar för att övervaka och upprätthålla mjölkkvaliteten.