Основы технологии переработки воскосырья на пасеке
Лекция. Химический состав и свойства воска.
1. Химический состав воска пчелиного.
2. Биологические и физические свойства пчелиного воска.
3. Оценка качества пчелиного воска. Качество воска производимого в РБ.
4. Основы технологии переработки воскосырья на пасеке. Эмульсия воска. Применение воска.
Пчелиный воск – продукт, производственный пчелами для постройки сотов и запечатывания ячеек сотов
Пасечный пчелиный воск – пчелиный воск, производственный из воскосырья на пасеке.
Пчелиный воск – воск-капанец – пчелиный воск, извлеченный из воскосырья на солнечной воскотопке.
Пасечные вытопки – воскосодержащий остаток, полученный после извлечения пасечного пчелиного воска и пчелиного воска – капанца из воскосырья на пасеке.
Заводская мерва – воскосодержащий остаток, полученный на воскозаводе при переработке пасечной вытопки.
Производственный воск – пчелиный воск, произведенный на воскозаводе при переработке пасечных вытопок.
Экстракционный пчелиный воск – пчелиный воск, произведенный экстрагированием из заводской меры.
Технический пчелиный воск – продукт, произведенный из пчелиного воска и парафина.
Общемировое производство воска – около 60 тысяч тонн
Лидер – Индия (20 тысяч тонн)
РФ – около 2 тысяч тонн
Пчелиный воск выделяется восковыми железами пчел.
Восковые железы являются видоизмененными гиподермальными клетками хитинового покрова пчел и расположены попарно на последних полукольцах (стернитах).
С внешней стороны эти клетки покрыты гладкой прозрачной кутикулой, так называемыми восковыми зеркальцами, или пластинками.
Развитие восковых желез у пчел начинается в возрасте 3-5 дней, но наибольшего развития они достигают к 12-18 дню.
Установлено, что для производства 1 кг воска пчелы расходуют 3,6 кг меда.
Максимальное количество воска, которое теоретически может произвести сильная пчелиная семья за год, примерно равно 7 кг.
В зависимости от технологии получения различают два главных вида воска — вытопленный и экстракционный.
Вытопленный воск получают путем солнечной воскотопки воскового сырья или же плавлением с последующим прессованием. Такой натуральный воск используют, главным образом, для изготовления вощины. Экстракционный воск экстрагируется из мервы органическими растворителями (бензин, петролейный эфир и т. д.).
Качество экстракционного воска ниже и поэтому он находит применение в различных отраслях промышленности.
Отбеленный воск получают путем перегонки его различными способами.
Состав и физико-химические свойства воска
В момент выделения воска его цвет белый. Воск, вытопленный из новоотстроенных сотов, тоже белый или светло-желтый.
Желтый оттенок воска получается при его смешивании с прополисом. Со временем соты темнеют вследствие наслоения невосковых компонентов (экскременты и коконы личинок, прополис, цветочная пыльца и др.).
Цвет вытопленного воска зависит от воскосырья и от технологии его получения и переработки.
При нагревании и при соприкосновении воска с металлической поверхностью цвет его темнеет.
Путем химической отбелки темный воск можно сделать белым.
Натуральный пчелиный воск обладает приятным медовым запахом.
По элементарному составу воск содержит – углерод ~ 80%
водород ~ 13%
кислород ~ 7%
4 группы веществ в воске:
1. Сложные эфиры — ~ 75%
2. Свободные жирные кислоты — ~ 15%
3. Предельные углеводородов — ~12%
4. Спирты свободные – минимальное количество (1%)
Воск является многокомпонентным продуктом.
Из всех компонентов воска всего лишь 21 содержится в количестве, превышающим 1%.
Пчелиный воск содержит небольшое количество воды (от 0,1 до 2,5%), каротиноидов (12,8 мг в 100 г воска), красящих, ароматических и минеральных веществ, а так же посторенние примеси – цветочную пыльцу, прополис, оболочки личинок, остатки мертвых пчел и т. д.
Количество посторенних примесей зависит от воскосырья и способа его получения.
Существуют известные различия в составе воска, выделенного обыкновенной медоносной пчелой, африканской пчелой и индийскими пчелами.
В качественном отношении все виды воска содержат одни и те же компоненты, но количество их различно.
Всего в воске содержится около 300 различных веществ.
Детальное определение его состава весьма сложно и трудоемко.
В практике принято характеризовать количественный состав воска с помощью химических констант.
Каждая из них показывает в условных единицах суммарное содержание веществ одного класса.
Основные химические константы воска:
1) число омыления
2) кислотное число
3) эфирное число
4) отношение эфирного числа к кислотному
5) йодное число
Число омыления характеризует общее содержание свободных и связанных кислот воска, кислотное – содержание только свободных, а эфирное – только связанных кислот.
По эфирному числу судят и о содержании сложных эфиров.
Все три показателя выражают одной единицей измерения – числом миллиграммов КОН, необходимым для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 г воска.
Йодное число характеризует общее содержание непредельных соединений (свободные и связанные кислоты, связанные спирты, олефины, некоторые пигменты).
Выражают йодное число количеством граммов йода, связанного непредельными веществами, содержащимися в 100 г воска.
Воск имеет кристаллическую, зернистую структуру, которая особенно хорошо заметна у светлых и долго хранившихся образцов.
Кристаллизация воска зависит от температурного режима.
Консистенция воска характеризуется твердой и плотной структурой, которая на холоде становится хрупкой.
Отбеленный воск более мягок.
При нагревании в пчелином воске происходит ряд физико-химических изменений. При 30-35°С наступает пластическое размягчение . при 46-47°С нарушается его структура твердого тела . при 60-67°С начинается процесс плавления . при 95-105°С начинается вспенивание . при 140°С наступает отгонка маслянистых летучих фракций . при 340-355°С наступает перегонка.
Натуральный воск нерастворим в воде и глицерине, а на холоде — в этаноле и других спиртах. При комнатной температуре воск полностью нерастворим ни в одном органическом растворителе.
Воск, полученный из свежих сотов и забруса солнечной воскотопкой, превосходит остальные виды воска в отношении температуры плавления, твердости и эластичности.
Пчелиный воск содержит около 70-75% сложных эфиров, 11-17% углеводородов, свободные жирные кислоты 12-15%.
В воске имеется минимальное количество свободных спиртов, сходных по своему составу со спиртами сложных эфиров.
Число отдельных групп соединений и число обособленных компонентов в каждой группе, превышающих 1% и недостигающих 1% соответствующей фракции, указаны в таблице 1.
| Компоненты во фракции | |||
| Фракция | Содержание, % | Основания выше 1% | Микрокомпоненты ниже 1% |
| Углеводороды | |||
| Моносложные эфиры | |||
| Дисложные эфиры | |||
| Трисложные эфиры | |||
 Гидроксимоносложные эфиры |
|||
| Гидроксиполисложные эфиры | |||
| Кислые сложные эфиры | |||
| Кислые полисложные эфиры | |||
| Свободные кислоты | |||
| Свободные спирты | — | ||
| Неидентифицированные | — |
