Воск – второй по значению продукт пчеловодства. Является продуктом восковых желез пчел, и представляет собой твердое, мелкозернистое на изломе вещество, окраска которого колеблется от бесцветной до темно – желтой, светло – коричневой или коричневой. Воск издревле служил ходовым товаром для обмена. Воск применяют в живописи и скульптуре, при обработке изделий из дерева и кожи, в радиотехнической, металлургической, лакокрасочной, текстильной промышленности, а также в полиграфии, кораблестроении, гальванопластике. Около 80% воска, получаемого у нас в стране, идет на изготовление искусственной вощины. Но потребности отраслей удовлетворяются не полностью, а другие воскообразующие вещества (парафин, церезин, стеарин) заменить воск не могут. Поэтому перед пчеловодством стоит важная задача - всемерно увеличивать производство воска не только за счет отбора его при выбраковке сотов, но также за счет сокращения потерь при хранении воскосодержащего материала и при его переработке. Традиционные способы переработки воскосырья предусматривают переработку воска в пасечных условиях и на воскозаводах. В пасечных условиях воск перерабатывают на воскотопках (солнечных и паровых), воскопрессах, воскотопках – воскопрессах. Все эти способы сопряжены с большими затратами труда и электроэнергии. Кроме того, воск нуждается в стерилизации на воскозаводах. Следовательно, перед пчеловодством встает важная задача поиска новых технологий переработки воска. Обзор существующих (традиционных) технологий по переработке воскосырья: Воскотопка Приспособление для вытапливания воска из исходного воскового сырья. На пасеках применяют в основном воскотопки солнечные и паровые. Наиболее дешевый способ получения воска – на солнечной воскотопке, однако он применим только для воскового сырья с высокой восковитостью (70% и выше), из которого получают воск-капанец. За день обрабатывают до 4 кг воскового сырья. В оставшихся вытопках содержится еще 40- 50 % воска, поэтому их подвергают вторичной переработке на пасечных или заводских воскопрессах и центрифугах. Стерилизация воска производится в автоклавах в течении 2 ч. Затраты электроэнергии при автоклавировании на воскозаводах – 27 кВт/ч.[3]. Паровая воскотопка предназначена для переработки острым паром больших партий сырья на крупных пасеках. С гнездовой рамки получают в среднем 110 г воска и 250 г мервы, восковитость которой около 43 %. Дальнейшая стерилизация в автоклавах. Затраты труда: обрезка сотов с рамок, заполнение воскотопки водой, укладка воска в воскотопку, нагрев. Воскопресс Станок для отжима воска из разваренного воскового сырья. За 1 ч перерабатывают до 11 кг суши. Выход воска 60-70 % от общей массы суши. Затраты электроэнергии на стерилизацию воска (54 кВт). Затраты труда: обрезка сотов с рамок, предварительное разваривание воска, поддержание нужной температуры воды, прессование воска Воскотопка – воскопресс Приспособление для извлечения воска из сотов (суши), предварительно вырезанных из рамок. Вместимость воскотопки – воскопресса 3 кг сырья. Время переработки суши 1 ч (без учета разогрева воды до кипения). Извлекают до 45 % воска (при этом остаточная восковитость мервы не более 30 %).Затраты электроэнергии на стерилизацию воска (54 кВт). Затраты труда: обрезка сотов с рамок, предварительное разваривание воска, поддержание нужной температуры воды, прессование воска. Стерилизация воска: Основная масса воска, производимого у нас в стране, идет на изготовление вощины, поэтому возрастает опасность заражения пчел гнильцовыми заболеваниями через вощину, в связи с чем возрастает роль стерилизации воска на воско-вощинных заводах. Все применяемые в настоящее время тепловые способы стерилизации обладают следующими недостатками:
Из-за последнего многие заводы не доводят температуру воска до летальной для гнильцов, и не полностью стерилизованный воск пускается в производство. Экономический ущерб от болезней пчел, передаваемых через вощину, огромен. Каждая пчелиная семья, больная гнильцом, недобирает от 5 до 40 кг меда и до 0,5 кг воска. В связи с отсутствием контроля по зараженности выпускаемых воско-вощинными заводами и областными конторами (цехами) вощин и отсутствием способов и устройств стерилизации, удовлетворяющих производство, наносится значительный ущерб пчеловодству. Ради сохранения товарного вида и прочности вощин производственники вынуждены выпускать вощины со скрытым браком (зараженные гнильцовыми заболеваниями). Требования к способам и устройствам стерилизации воска:
В результате обзора и анализа научно-технической литературы и патентов установлено, что традиционные способы и устройства тепловой стерилизации не удовлетворяют предъявленным требованиям Требования к способам и устройствам по вытопке воска из воскосодержащего сырья:
Существующие технологии вытопки не отвечают предъявленным требованиям. Эту проблему можно решить только разработкой принципиально новых способов и устройств вытопки воска, основанных на применении электромагнитной энергии СВЧ. Обзор существующих достижений в данной области. Бактерицидное действие СВЧ – энергии: В настоящее время в нашей стране и за рубежом ведутся исследования по стерилизации продуктов и материалов под действием поля сверхвысокой частоты. Обнаружено бактерицидное действие СВЧ-полей не только большой (тепловой), но и малой (нетепловой) мощности. В существующей на сегодняшний день научной литературе нет более или менее удовлетворительного теоретического объяснения воздействия СВЧ-энергии на биологический объект. Имеющиеся сведения экспериментального характера имеют противоречивый характер. В воздействии электромагнитного поля СВЧ на биологические объекты можно выделить два основных, тесно связанных между собой, направления: первое – исследование бактерицидных свойств электромагнитных волн или, наоборот, их стимулирующего действия на микроорганизмы; и второе – выяснение механизма взаимодействия электромагнитной энергии с клеткой как биологической моделью биоорганизма. Сейчас уже не вызывает сомнений тот факт, что электромагнитные волны оказывают влияние на жизнедеятельность клеток и биоорганизма в целом. Установки по стерилизации сельскохозяйственных продуктов при воздействии СВЧ- энергии теплового уровня находят практическое применение. Так, фирма Cober Electronics (США) разработала лабораторную установку для стерилизации молока, фруктовых соков. В Швеции хорошо работает установка пастеризации молока[6]. Проводятся исследования по высокотемпературной стерилизации спор болезнетворных микроорганизмов при температуре 120°С и выше. Филипповым Р.Л. проведен эксперимент, целью которого было определение стерилизации воска при его вытопке с помощью СВЧ-энергии. Для исследования использовался воск, инфицированный возбудителями Bacillus alvei и Streptococcus apis. Пробы были приготовлены в НИИП (г. Рыбное). В результате анализа данных по стерилизации воска, полученного от НИИП, было установлено, что на частоте 17,6 ГГц происходило уничтожение микроорганизмов как от спор Bacillus alvei, так и Streptococcus apis при мощности генератора 5,5 мВт/см С увеличением мощности, подаваемой к кювете, выше 7 мВт/см происходил незначительный нагрев исследуемой массы воска (при влажности 2,5%) даже при экспозиции 10 с. Верхний предел удельной мощности обработки зараженного воска при его стерилизации без нагрева составил 7 мВт/см По данным Филиппова Р.Л. внедрение в производство способа вытопки воска на базе применения СВЧ-энергии позволит одновременно стерилизовать воск, что значительно повысит экономическую эффективность этого способа Собственные исследование авторов в области переработки: Разработка установки по переработке воска и получению мервы. Установка состоит из: облучателя типа «скошенный волновод»; рассеивателя энергии СВЧ; камеры вытопки воска; сетки 40*40 мм; сетки 10*10 мм; сетки 5*5 мм; поддона для переработанного воска. Принцип работы: Ячейки сотов заполняются водой, и рамки устанавливаются в камеру вытопки воска. Включается облучатель СВЧ, и электромагнитная энергия с помощью рассеивателя энергии СВЧ подается в камеру вытопки. По мере вытопки воск с мервой будут стекать вниз, попадая на сетку, служащую экраном для электромагнитного поля. Мерва, попадая на сетку, будет скатываться в ящики для сбора мервы. Сетка служит для сбора мелких фракций мервы. Воск попадает в подогреваемый поддон для воска. По мере наполнения поддона воск разливается по формам Авторы: Киреев Ю.В (apis@khakasnet.ru), Киреев А.Ю., Гнатенко Г.Г. ТОО «Апис» Более полную версию можно почитать в их книге "Технология переработки воска c применением энергии электромагнитного поля СВЧ – диапазона"