ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОСКА (РЕКОМЕНДАЦИИ) НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
Рекомендации подготовлены на основе разработок Научно-исследовательского института пчеловодства, его Опытного проектно-конструк-торского бюро, обобщения опыта передовых пчеловодов, с учетом опыта зарубежных стран. Разработчики: Лебедев В.И., доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий отделом технологии производства продуктов пчеловодства Научно-исследовательского института пчеловодства (НИИП) Кирьянов Ю.И., кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом механизации и технологии переработки продуктов пчеловодства Научно-исследовательского института пчеловодства (НИИП) Шаповалов Г.А., директор пчелокомбината "Коломенский" Репникова Л.В., старший научный сотрудник отдела механизации и технологии переработки продуктов пчеловодства Научно-исследовательского института пчеловодства (НИИП) Рекомендации рассмотрены и одобрены НТС МСХ РФ (протокол № 20а от 7 декабря 1999 г.). Рекомендации предназначены для специалистов общественных пасек, пчеловодов фермерских и подсобных хозяйств, любительских пасек.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕВоск - это продукт, вырабатываемый организмом пчел. Выделяется он на поверхности восковых зеркалец и застывает в виде тонких прозрачных восковых пластинок. Из воска пчелы строят соты, которые в дальнейшем можно перетопить и получить чистый пчелиный воск. Воск невозможно заменить другими веществами, поскольку его химический состав очень сложен. В состав воска входит более 300 химических соединений, которые можно разбить на три группы: свободные жирные кислоты (13,5 - 15 %), сложные эфиры (70 - 75 %), углеводороды (12 - 16 %). Кроме перечисленных основных соединений в воске обнаружены красящие и ароматические вещества. Свежевыделенные рабочей пчелой восковые пластинки белые. Из них пчелы строят в основном соты, запечатывают ячейки с кормом и расплодом. Со временем соты начинают темнеть, поскольку красящие вещества оставшихся кормов, экскрементов, меда, пыльцы, перги, прополиса переходят в воск. Цвет воска также зависит во многом от способа его переработки. При длительном перегреве воск темнеет. Изменяется его цвет при контакте с некоторыми металлами при перетопке, отстаивании за счет действия на металлы в основном свободных жирных кислот воска. Так, железо и его окислы придают воску бурую и коричневую окраску; цинк - темно-серую; латунь - ярко-желтую; никель - дымчато-желтую окраску. К материалам, не ухудшающим качество воска, относят нержавеющую сталь, алюминий. Из них изготавливают оборудование для переработки воскового сырья. Не реагирует воск с оловом, деревом. Из-за этого луженую листовую сталь и дерево, как более дешевые материалы, используют в конструкциях солнечных воскотопок. Характерный запах воску придают летучие ароматические вещества, которых обнаружено в нем около 110. Часть из них может поступать из меда, пыльцы, прополиса. Пчелиный воск большей частью идет на изготовление вощины. Также применяется более чем в 40 отраслях промышленности. В частности в электро- и радиотехнике воск входит в состав пропиточных масс при производстве электрокабелей, конденсаторов, хлопчатобумажной оплетки проводов, трансформаторов. В гальванопластике композиции на основе воска применяют при получении точных копий методом электролитического осаждения на оригинале или слепке. В кондитерском производстве воск входит в состав покрытия конфет, всех видов драже для придания блеска поверхности и стойкости от высыхания при хранении. С этой же целью таким же составом покрывают сыры и фрукты. Используют воск при изготовлении муляжей, полировочных паст. Древние люди хорошо знали о противовоспалительных, ранозаживляющих и смягчающих свойствах воска. Крышечки сотов (забрус) - ценный источник большого количества антибиотиков, консервирующих веществ - бактерицидны. Он входит в состав косметических средств. Из воска делают свечи, в основном для ритуальных целей. Любые примеси в нем дают при сгорании дымящиеся выделения, которые образуют на стенах помещений и убранств стойкие соединения, затрудняющие в дальнейшем их реставрацию. Воск применяется в стекольной, бумажной, текстильной промыш-ленностях, особенно в искусстве. Существуют даже музеи восковых фигур. На пасеках передовые пчеловоды получают по 1 кг и более товарного воска в среднем на пчелиную семью за сезон. Средний же выход воска пока еще очень низок. В настоящее время из-за недостаточного производства воска, экспорта этого ценного продукта ощущается его недостаток в различных отраслях промышленности, а также в пчеловодстве при выработке вощины. Увеличение выхода воска на пасеках - неотложная задача всех пчеловодов. Основным источником получения воска является выбраковка старых сотов. Из каждого сота можно получить 120 - 130 г воска. Поэтому целью настоящих рекомендаций является оказание помощи работникам пчеловодства в производстве воска, правильной переработке воскового сырья в пасечных условиях, извлечении максимального количества воска из сырья при хорошем его качестве. 1. СОТООБЕСПЕЧЕННОСТЬ ПАСЕКИЖизнь, размножение и работа пчелиной семьи проходит в гнезде, состоящем из восковых сотов. Чем сильнее семьи, тем больше сотов им требуется; при недостатке сотов неизбежно снижается выращивание расплода и медосбор. Количество сотов, приходящееся в среднем на одну семью характеризует сотообеспеченность пасеки. Для нормальной сотообеспеченности каждой пчелиной семье с двумя корпусами или магазинами необходимо иметь как минимум 24 сотов в переводе на гнездовую рамку размером 435´300 мм. При такой сотообеспеченности пчелы смогут без ограничения выращивать максимальное количество расплода и иметь достаточно сотов для размещения меда, В местностях с высокими медосборами, где в благоприятные годы пчелиные семьи собирают по 50 - 70 и более кг меда, необходимо иметь на каждую семью до 36 сотов и более. При содержании пчелиных семей в многокорпусных ульях требуется иметь до 40 сотов (4 корпуса) на семью, исходя из расчета, что два корпуса необходимы для расплода и еще два - для складирования 50 - 60 кг меда; в местностях с более высоким медосбором рекомендуется иметь по 5 - 6 корпусов (50 - 60 рамок) на семью пчел. Многие пасеки имеют низкую сотообеспеченность, что снижает их продуктивность. Весной недостаток сотов часто тормозит рост пчелиных семей. Поэтому первейшая задача пчеловодов заключается в повышении сотообеспеченности пасек. Для этого необходимо всемерно использовать пчел для строительства новых сотов, беречь соты от порчи мышами, восковой молью и другими вредителями. 2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
|
Восковитость
сотов, |
Выход воска |
100 |
100,0 |
90 |
80,5 |
80 |
60,9 |
70 |
41,6 |
60 |
22,5 |
50 |
2,8 |
Как видим, выход воска на солнечной воскотопке резко уменьшается с понижением восковитости сырья. Поэтому соты 2 и 3 сортов на такой воскотопке перетапливать нецелесообразно. На солнечной воскотопке можно перетапливать только светлые соты (без коконов), кусочки воска, счищенные с рамок, маточники и другие мелкие восковые обрезки. Воскотопку укрепляют на столбе так, чтобы ее можно было вращать на оси. После 2 - 3 закладок воскотопку очищают от вытопок. В течение дня воскотопку поворачивают несколько раз за солнцем.
Иногда солнечную воскотопку комбинируют с поилкой для пчел, что позволяет также автоматически поворачивать ее за солнцем (рис. 2). Принцип действия этого устройства состоит в том, что в бак на воду кладут поплавок, который при помощи блоков поворачивает воскотопку вслед за ходом солнца в зависимости от скорости вытекания воды из бака поилки. При понижении уровня воды поплавок опускается вниз и одновременно через блоки поворачивает всю солнечную воскотопку.
Для лучшего прогрева внутренней части солнечной воскотопки, особенно ранней весной и осенью, в некоторых конструкциях под ее противнем устанавливают электронагреватель или снаружи над стеклом монтируют откидную крышку с зеркальным отражателем.
Преимущество солнечной воскотопки состоит в использовании лучистой энергии солнца в летний период. Недостаток - в отходах содержится еще много воска (около 50 %), воскотопку можно использовать только в солнечные дни с мая по сентябрь. Поэтому исходное восковое сырье 2 и 3 сортов лучше перерабатывать в пасечных условиях влажным методом в паровых воскотопках или воскотопках-воскопрессах.
Работа паровой восотопки состоит в следующем. В емкости с водяной рубашкой закладывают восковое сырье, размещая его в сетчатой кассете или на решетке.
В качестве источника нагрева используют как открытый огонь (костер, газовую горелку, паяльник), так и электронагреватели, вмонтированные в рубашку воскотопки.
Восковое сырье постепенно нагревается от внутренних стенок воскотопки при нагреве воды в рубашке. При закипании воды пар проникает в емкость и разваривает сырье. В результате этого выделяется воск и вместе с конденсатом стекает наружу в форму. По мере вытапливания воска сырье в воскотопке перемешивают. В некоторых случаях разваренное восковое сырье подпрессовывают, накладывая на него гнет с грузом. По вышеуказанному принципу работает серийная паровая воскотопка марки "ВТП" (рис. 3).
Рис. 1. Воскотопка солнечная.
1 - рама стеклянная;
2 - противень;
3 - корытце; 4 - корпус.
Рис. 2. Схема солнечной воскотопки с поилкой для пчел.
1 - корпус
воскотопки; 2 - крышка-рама с двойным стеклом; 3 - упорная штанга;
4 - зеркало; 5 - вращающая часть подставки; 6 - большой блок; 7 - малый блок;
8 - держатель бака с водой; 9 - бак с водой; 10 - стойка; 11 - поилка;
12 - подставка; 13 - кран; 14 - вода; 15 - поплавок; 16 - трос.
Рис. 3. Воскотопка паровая с электронагревом.
1
- ручка; 2 - крышка; 3 - колпачок со щупом; 4 - заливной патрубок;
5 - крышка-кольцо; 6 - бак наружный; 7 - бак внутренний; 8 - кассета;
9 - патрубок; 10 - удлинитель; 11 - сливной патрубок; 12 - заглушка;
13 - ТЭНы; 14 - крышка ТЭНов; 15 - фланец; 16 - кожух; 17 - подставка.
После переработки воскового сырья на паровой воскотопке в вытопках остается до 40 % и более воска. Для переработки воскового сырья таким способом можно использовать одностенную емкость, деревянный ящик, а пар подавать по трубке от внешнего парообразователя.
В НИИ пчеловодства разработана цилиндрическая паровая воскотопка с электронагревом, в которой можно перетапливать восковое сырье как вырезанное из рамок, так и непосредственно в них.
Количество выбракованных сотов в рамках, загружаемых в такую вос-котопку составляет от 16 до 30 шт. в зависимости от типа рамки.
Владелец пчел может использовать для вытопки воска из воскосырья обычную соковарку, работающую по принципу вышеописанных паровых воскотопок.
Лучше перерабатывать в пасечных условиях исходное восковое сырье на воскотопках-воскопрессах.
По способу давления различают винтовые, гидравлические, клиновые воскотопки. Мощность любого пресса характеризуется давлением верхней плиты ступы на 1 см2 поверхности. Оно равно давлению, развиваемому механизмом пресса на величину поверхности.
В пасечных воскопрессах развиваемое давление не превышает 2 кг на 1 см2 площади плиты. Серийный воскопресс марки ПВ (рис. 4) имеет винтовой механизм для создания усилия прессования. Корпус его выполнен деревянным и заключен в металлический каркас. Восковое сырье предварительно разваривают в горячей воде и затем в мешковине закладывают в воскопресс, размещенный над емкостью. При вращении за рычаг происходит сжатие воскосырья. Чтобы воскопресс не остывал во время работы, его проливают горячей водой, которая вместе с воском стекает в емкость.
Рис. 4. Пасечный воскопресс.
1
- ступа; 2 - металлический каркас, 3 - откидная перекладина;
4 - винт нажимной.
В самодельных воскопрессах для создания усилия прессования используют винтовые или гидравлические домкраты, клиновые устройства.
Остаточная восковитость вытопок после переработки воскового сырья на таких примитивных воскопрессах составляет 35 - 40 %.
Намного эффективнее и удобнее в работе воскотопки- воскопрессы, разработанные НИИ пчеловодства. Они имеют различную конструкцию, вместимость и предназначены для горячей переработки воскового сырья влажным и сухим методами. Представляют собой прочные двух-стенные баки, изготовленные из нержавеющей стали с нагревом теплоносителя в рубашке от электронагревателей однофазного переменного тока напряжением 220 В.
При влажной переработке, после закипания воды пар попадает через отверстия в пресс-камеру, разогревает восковое сырье и расплавляет воск, который вместе с конденсатом стекает в воскосборник. Для более быстрого и полного выделения воска основное сырье прессуют с помощью винта и прессующей плиты.
Сухой метод переработки воскового сырья предполагает нагрев его без контакта с теплоносителем. Конструкция такой воскотопки-воскопресса представлена на рис. 5. Разогрев происходит за счет передачи тепла от внутренних стенок воскотопки восковому сырью от минерального масла, залитого в межстенное пространство (рубашку) бака. Для уменьшения теплоотдачи в окружающую среду имеется защитный кожух с прокладкой из асбеста. Такую воскотопку можно эксплуатировать в помещении, так как в отличие от паровых она не выделяет пар в окружающее пространство. Воск чистый, светлый, содержит мало механических примесей и воды.
Рис. 5. Воскотопка-воскопресс для переработки вос-косырья сухим способом.
1
- двухстенный бак с кожухом; 2 - винт с крышкой; 3 - прессующий поршень;
4 - патрубок для слива воска; 5 - терморегулятор с нагревающим элементом
и датчиком; 6 - кассета.
Принцип действия паровых воскотопок-воскопрессов с развариванием воскового сырья непосредственно в воскотопке с последующим или одновременным прессованием нашел широкое распространение за рубежом.
Технико-эксплуатационная характеристика воскотопок-воскопрессов, разработанных НИИ пчеловодства дана в табл. 1.
После влажной или сухой переработки воскового сырья на таких современных воскотопках-воскопрессах в отходах производства (вытопках) остается не более 20 - 25 % воска.
Иногда для улучшения выхода воска из сырья применяют дренаж - резаную солому или осоку.
Полученный в пасечных условиях воск для отделения от него воды и загрязняющих примесей отстаивают (до трех суток и более) в расплавленном виде над слоем воды, используя для этого двухстенную емкость по типу водяной бани. Затем через кран, расположенный выше дна емкости на 5 - 10 см, сливают воду, а жидкий воск разливают по формам вместимостью 1,5 - 2 кг. После застывания воск вынимают из форм, зачищают нижнюю поверхность слитка от рыхлой структуры и загрязнений. Вытопки после влажной пасечной переработки сушат до остаточной влажности не более 10 % во избежание порчи плесенью и сдают на заготовительные пункты.
По поводу приобретения воскотопок следует обращаться по адресу: 391110, г. Рыбное, Рязанская обл., ул. Электротяговая, ОПКБ НИИ пчеловодства.
Качество натурального пасечного воска оценивают по цвету, запаху, структуре, доле воды и механических примесей, плотности и другим показателям (табл. 2) в соответствии с требованиями ГОСТ 21179-90 "Воск пчелиный".
Конкретное содержание тех или иных химических соединений в воске принято выражать в условных единицах определенными показателями. Так, кислотное число показывает количество свободных жирных кислот в воске как наиболее активных. Выражают его в миллиграммах едкого кали, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г воска. Эфирное число дает количественную характеристику содержания в воске только связанных кислот. Выражают его в миллиграммах едкого кали для нейтрализации кислот в 1 г воска. Число омыления - показатель, характеризующий общее содержание свободных и связанных кислот в воске Он равен сумме кислотного и эфирного чисел. Йодное число показывает количество находящихся в воске непредельных жирных кислот олеинового ряда и других веществ. Йодное число выражают в граммах йода, связанного непредельными веществами, находящимися в 100 г воска.
Таблица 1. Основные показатели воскотопок-воскопрессов с электронагревом
№№ |
Показатель |
Величина показателя |
||
Воскотопка-воскопресс
|
Воскотопка-воскопресс
|
Воскотопка-воскопресс
|
||
1. |
Масса загружаемого воскового сырья, кг |
14 |
2 |
5 |
2. |
Диаметр наружного бака, мм |
510 |
300 |
400 |
3. |
Диаметр внутреннего бака, мм |
450 |
245 |
320 |
4. |
Высота внутреннего бака, мм |
570 |
400 |
550 |
5. |
Общая высота, мм |
820 |
550 |
700 |
6. |
Объем воды в водяной рубашке, л |
25 |
9,8 |
- |
7. |
Количество заливаемого масла в рубашку, л |
- |
- |
18,5 |
8. |
Мощность нагревательных элементов, кВт |
3 |
1 |
3 |
9. |
Напряжение тока в сети, В |
220 |
220 |
220 |
10. |
Производительность по восковому сырью, кг/ смену |
56 |
12 |
15 |
11. |
Собственная масса, кг |
58 |
22 |
50 |
Воск может содержать загрязняющие примеси, которые ухудшают его качество. Чем больше их в воске, тем он темнее и неоднороднее по цвету на изломе, твердость и прочность его снижается, уменьшаются температура плавления, значения чисел омыления, кислотного и эфирного. По последним трем показателям определяют примеси минеральных веществ в воске.
Воск, полученный сухим методом практически не содержит в себе влаги. Он более твердый, чем воск, полученный с применением воды и влажного пара.
Определенные требования предъявляются к качеству вытопок пасечных. Они являются воскосодержащим сырьем для последующей переработки в заводских условиях на гидропрессах, центрифугах, экстракторах. По определенным показателям вытопки пчелиные должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 3.
Проверку качества воска и воскового сырья проводят аттестационные лаборатории, которые имеют соответствующие лабораторные приборы и оборудование.
Таблица 2. Требования к воску пчелиному по ГОСТ 21179-90
Показатель |
Характеристика |
Цвет |
Белый,
светло-желтый, |
Запах |
Естественный, восковой |
Структура в изломе |
Однородная |
Массовая доля воды, % не более |
0,5 |
Массовая доля механических примесей, % не более |
0,3 |
Глубина проникания иглы при температуре 20 °С, мм, на пенетрометре |
До 6,5 |
на приборе Вика ОГЦ-1 |
До 6,5 |
Наличие фальсифицирующих примесей |
Не допускается |
Плотность при температуре воды 20 °С, г/см3 |
0,95 - 0,97 |
Показатель преломления при 75 °С |
1,441 - 1,443 |
Температура каплепадения (плавления), °С |
63,0 - 66,0 |
Кислотное число, мг гидроокиси калия в 1 г воска |
16,0 - 20,0 |
Число омыления, мг гидроокиси калия в 1 г воска |
85,0 - 101,0 |
Эфирное число, мг гидроокиси калия в 1 г воска |
67,0 - 84,0 |
Йодное число, г йода в 100 г воска |
7,0 - 15,0 |
Отношение эфирного числа к кислотному числу |
3,5/4,7 |
Примечание. Допускается в изломе неоднородность цвета в пределах установленных норм
Воск упаковывают в мешки или ящики. Мешки зашивают шпагатом таким образом, чтобы по обеим сторонам оставались "ушки", облегчающие его переноску и погрузку. Воск хранят просто в слитках или таре в крытых помещениях. Срок хранения воска не ограничен.
Потери воскового сырья при хранении происходят главным образом от восковой моли, а также от поражения плесенью, самосогревания сырья, повышенной влажности. Чтобы сохранить исходное сырье без изменения его качества и исключить его потери, надо постараться долго не держать выбракованные соты, а как можно быстрее их переработать.
Если перерабатывать соты, зараженные личинками моли, то жировые вещества из последних попадают в воск, который становится от этого менее твердым и приобретает запах, отталкивающий пчел. Соты с пергой, медом, расплодом быстро плесневеют, загнивают и их следует перерабатывать в первую очередь.
В случае крайней необходимости восковое сырье временно можно держать в плотно закрытых ящиках или бочках. Их утрамбовывают в бочки и заливают сверху расплавленным воском, чтобы прекратить доступ воздуха в основную массу.
Каждый вид сырья надо хранить отдельно. При температуре ниже 10 °С восковая моль не может развиваться. Поэтому в таких условиях соты можно хранить без применения каких-либо специальных мер борьбы с ней. Личинки и яйца восковой моли погибают при термической обработке воскового сырья. После такой обработки хорошо просушенные вытопки сохраняются длительное время.
Для перевозки вытопки пасечные упаковывают в чистые сухие мешки. Перевозят в крытых транспортных средствах.
Таблица 3. Требования к вытопкам пасечным по ТУ 10 РСФСР 395-91
Показатель |
Характеристика и норма |
Цвет |
От
светло-коричневого |
Структура |
Рассыпчатая,
комковатая с комочками, |
Наличие восковой моли |
Не допускается |
Восковитость, % к безводному веществу, не менее |
36 |
Содержание механических примесей*, % не более |
1,0 |
Примечание. Под механическими примесями подразумевают кусочки камня, дерева, обрывки веревок и т. д.
Сдача воска и вытопок на торгово-заготовительные пункты с благополучных пасек по инфекционным болезням пчел производится без ограничения с обязательным предъявлением ветеринарно-санитарного паспорта пасеки ветеринарному специалисту государственной госсети для получения ветсвидетельства формы № 2 или справки, разрешающей сдачу воска и вытопок.
Хранить воскосырье следует в сухом помещении с хорошей вентиляцией и температурой 10 °С и ниже (сухие подвалы, подземные зимовники). Тогда воскосырье можно хранить без применения каких-либо специальных мер защиты.
На пасеках, неблагополучных по американскому гнильцу, парагнильцу, аскосферозу соты, содержащие погибший расплод, удаляют из больных пчелиных семей, перетапливают на воск, а вытопки сжигают.
Воск от пчелиных семей неблагополучной пасеки направляют на технические цели.
Переработку воскового сырья, его хранение, заготовку, стерилизацию воска, дезинфекцию сотов проводят в соответствии с действующими "Ветеринарно-санитарными правилами при заготовках и переработке воскосырья" (1989 г.) и "Инструкцией о мероприятиях по предупреждению и ликвидации болезней, отравлений и основных вредителей пчел" (1998 г.).
Переработку воскового сырья следует производить с помощью оборудования, отвечающего требованиям действующей нормативно-технической документации.
Все работающие по переработке воскового сырья должны быть обеспечены дежурной спецодеждой комбинезоном, фартуками из водонепроницаемых материалов, рукавицами и резиновыми сапогами, специальными очками для защиты глаз.
Переработку воскового сырья и все другие работы с применением открытого огня следует проводить в специально отведенном месте на расстоянии не менее 50 м от сгораемых построек и материалов.
Место для переработки воскового сырья должно быть обеспечено противопожарным инвентарем, достаточным количеством воды и песка, брезентом и кошмой,
В процессе работы необходимо следить за уровнем воды в воско-топках или парообразователе, исправностью предохранительных клапанов, пароотводящих клапанов контрольно-измерительных приборов.
Особую осторожность следует соблюдать при работе на воскотоп-ках-воскопрессах, имеющих электронагрев воды. Перед работой на таких воскотопках необходимо проверить исправность выключателя, заземляющего провода и надежность изоляции питающих проводов. Ремонт и профилактическое обслуживание таких воскотопок следует производить после отключения их от электросети.
В работе по технике безопасности следует руководствоваться отраслевым стандартом ОСТ 46.3.2.193-85 "ССБХ Процессы производственные. Пчеловодство. Требования безопасности".