Анализ установок для вытопки воска

Помимо своих питательных и смягчающих свойств, пчелиный воск также выступает в качестве хорошей вязкой, консервирующей и устойчивой основы. Пчелиный воск не растворяется в воде, в глицерине, и практически не растворим в спирте. Но при этом он хорошо растворяется в жирных и эфирных маслах.

2.1. Анализ существующих способов  извлечения воска из пчелиных  сотов.

 Вытапливание воска — процесс получения воска из суши, из восксодержащего сырья только нагреванием без прессовки. Устройства, с помощью которых добывают воск, называются воскотопками. При В. в. добывается лишь та часть воска, которая находится в свободном состоянии, не связана с невосковыми частицами сушняка. Поэтому при вытапливании получают воск высочайшего качества.

2.1.Пасечный способ

Сырьем для производства воска  служат выбракованные соты, крышечки медовых сотов и различные  восковые срезы и крошки. Все собранное  восковое сырье перерабатывают непосредственно  на пасеках. В процессе пасечной переработки  воскового сырья многие болезнетворные микроорганизмы, не образующие спор, погибают.

При нормальной сотообеспеченности из выбракованных сотов можно ежегодно получать топленного воска как минимум 500-600 г на пчелиную семью. Кроме того, можно вытопить из другого различного сырья по 200-300 г воска, а всего  его выход может составить 700- 900 г на семью пчел. На многих пасеках  сбор воска превышает 1 кг с каждого  улья.

Качество воскового сырья. Соты, вырезанные из рамок для переработки, называются сушью. Выход воска из этого сырья зависит от количества выведенных в сотах поколений  пчел. Чем старше соты, тем меньше они содержат воска от их общей  массы и тем больше в них  посторонних примесей (коконы, перга  и др.). Так, светлая сушь и крышечки ячеек, срезанные при распечатывании медовых сотов, содержат примерно 90% воска, темно-коричневая сушь с просвечивающимися  на солнце донышками - до 70, черная, сухая, непросвечивающаяся и не содержащая меда и перги - до 50% воска. Еще меньше воска в заплесневелой суши и  в суши с примесью перги и меда.

Сушь, вырезанную из рамок, хранить  длительно на пасеке нельзя, так  как она поражается восковой молью  или плесневеет, что связано с  большими потерями воска. Поэтому все  восковое сырье по мере его накопления перерабатывают. Во избежание ухудшения  качества всей партии воска заплесневевшую сушь и имеющую большое количество перги перерабатывают отдельно от остального воскового сырья.

Для улучшения качества воска и  увеличения его выхода темную сушь помещают в бочку иди другую тару и заливают холодной водой. В таком  состоянии сушь выдерживают несколько  дней, периодически перемешивая. При  чистке рамок и потолочин не допускают  смешивания воскового сырья с  прополисом, который резко ухудшает качество воска. При переработке  воскового сырья рекомендуется  использовать мягкую воду (дождевую или  снеговую), так как колодезная или  водопроводная ухудшают качество и  уменьшают выход воска.

Воск, полученный на пасеках при  переработке воскового сырья  в солнечных или паровых воскотопках  или способом прессования, называется пасечным. Высшим качеством обладает воск, вытопленный из светлого воскового  сырья (вновь отстроенные выбракованные  соты, восковые крышечки и т. п.), который  практически свободен от посторонних  загрязняющих его веществ, а потому отличается от воска, полученного из темных сотов, приятным медовым запахом  и светлой окраской.

Остатки от пасечной переработки воскового  сырья (вытопки), в которых содержится еще много воска, .сохраняют и  продают на заготовительные пункты пчеловодства. На воскозаводах из вытопок  добывают так называемый производственный воск, используемый в различных отраслях народного хозяйства.

Способы переработки воскового  сырья. В зависимости от качества воскового сырья его перерабатывают на пасеке различными способами. Неправильно  отстроенные светлые соты и восковые крышечки следует перетапливать  в солнечной воскотопке, имеющей  металлический или деревянный корпус. Предприятия выпускают воскотопки, а также отдельно комплекты внутренних металлических частей, состоящих  из лотка для размещения воскового  сырья и сосуда, в который стекает  вытопленный воск.

2.2. Сухой метод

Суть  метода состоит в том, что восковое сырьё не соприкасается с водой  или влажным паром. Нагрев сырья  происходит за счет передачи энергии лучеиспускателем (солнечная энергия, инфракрасные излучатели), а так же при контакте с горячими стенками технологического оборудования, сухим горячим воздухом или перегретым паром. Такой метод позволяет получить воск хорошего качества и эффективен при переработке воского сырья с большой восковитостью (1-2 сорта). Воск, полученный сухим методом, практически не содержит воды. Однако в таком воске могут присутсвовать растворимые в нем красящие вещества, загрязняющие примеси и растворимые смолы, частично перешедшие в воск из сырья.

2.3. Влажный метод

При этом методе восковое сырьё взаимодействует с влажным паром, горячей водой или конденсатом. В результате распаривания или разваривания воскового сырья улучшается выход из него воска. Это позволяет перерабатывать влажным методом менее богатое воском сырьё. Воск, полученный влажным методом, будет содержать  в себе больше воды. При контакте с горячей водой, периодическом перемешивании в ней сырья, возможно образование эмульсий.

Следовательно, наиболее перспективным является горячий способ переработки воскового сырья влажным методом, с использованием более дешёвой и безопасной горячей воды.

Каждому методу переработки воскового сырья  соответствует определенные способы извлечения из него воска. Эти способы рассчитаны на определенное качество воскового сырья и технологическое оборудование.

3.Анализ  средств для вытопки воска  из пчелиных сотов.

3.1.Солнечная воскотопка

Солнечная воскотопка предназначена  для перетопки воскового сырья  при помощи тепла, полученного от солнечных лучей. Воскотопка представляет собой плоский деревянный ящик квадратной или прямоугольной формы, в котором  установлен наклонный лоток (противень) из белой луженой жести или  стекла. На лотке раскладывают восковое сырье (выбракованные соты, вырезки  из воскостроительной рамки и  т. п.), предназначенное для получения воска. Солнечную воскотопку сверху закрывают откидной одинарной или двойной крышкой-рамой. Чтобы крышка-рама плотно прилегала к стенкам воскотопки, по ее периметру следует наклеить полоску сукна. Над крышкой-рамой установлена откидная крышка, покрытая сверху белой жестью или картоном. С внутренней стороны крышки закрепляют зеркальную листовую сталь (луженую или никелированную) или зеркало. Стенки воскотопки внутри и снаружи окрашивают в черный цвет. Солнечные лучи падают непосредственно на растапливаемое воскосырье. Одновременно часть солнечных лучей отражается от зеркальной поверхности на внутренней стороне крышки и проникает внутрь воскотопки; кроме того, здесь действует также тепло, поглощенное окрашенными в черный цвет стенками. В правильно сконструированных солнечных воскотопках при благоприятных условиях создается температура до 100 °С. В пустой солнечной воскотопке при идеальных условиях можно достичь температуры даже около 140 °С. Воск, растопленный под действием высокой температуры, стекает по лотку из белой жести в подставленную емкость, имеющую форму продолговатого корытца (корытце внизу уже, вверху шире). В процессе перетопки воскового сырья в корытце не следует наливать воду, потому что она испаряется, окна запотевают и в меньшей степени пропускают солнечные лучи, в результате чего температура внутри воскотопки снижается. Воск в корытце ночью застывает, после чего утром перед повторным заполнением солнечной воскотопки сырьем его из корытца удаляют.

Наклон воскотопки по направлению  к солнцу следует поддерживать в  определенном положении (под углом  примерно 36°). Если в течение дня  нет возможности постоянно регулировать установку воскотопки в нужном положении  относительно солнца, то лучше всего  установить ее по направлению на юг. При такой установке воскотопки в летние месяцы наиболее высокая  температура в солнечный день в ней достигается примерно в 13–14 часов дня.

В солнечные весенние и  летние дни, для правильной установки  солнечной воскотопки можно применить  комбинацию воскотопкис поилкой  со пчел для стеканием воды. Стекание воды следует отрегулировать так, чтобы  вода из бака поилки вытекала лишь во время  захода солнца. Принцип действия этого  устройства состоит в том, что  в бак на воду кладут тяжелый поплавок, который при помощи блоков поворачивает солнечную воскотопку вслед за ходом  солнца в зависимости от скорости вытекания воды из бака поилки. При  понижении уровня воды поплавок опускается вниз и одновременно с помощью  блока поворачивает всю солнечную  воскотопку. Если диаметр большего блока 200 мм, то интенсивность стекания воды должна быть такой, чтобы уровень  воды за один час понизилася на 26 мм. Масса груза (поплавка) должна быть такой, чтобы он мог преодолеть трение в цапфе блоков и постепенно поворачивать воскотопку на запад. Вода в баке уменьшает массу груза и обеспечивает поворачивание воскотопки исключительно при снижении уровня воды. Воскотопку каждое утро следует установить в исходное положение, а воду в баке долить.

Преимущество солнечной  воскотопки состоит в использовании  дешевой лучистой энергии солнца в летний период. Воск, полученный таким  способом, имеет высокое качество. Другим преимуществом этого способа  является то, что в летний период можно использовать все отходы воска, которые в таком случае не поражает большая восковая моль. В солнечной  воскотопке без применения отражательного зеркала получают желтый воск, в  то время как в воскотопке с  отражательным зеркалом получают более  темный воск. Такая окраска вызвана  примесью прополиса, который при  более высокой температуре расплавляется. Однако изменение цвета воска  не снижает его качества.

Недостаток солнечной  воскотопки состоит в том, что  в остающихся отходах – вытопках, особенно от старых сотов содержится еще относительно высокое количество воска (43–66 %). При перетопке нового воскового сырья в отходах содержится лишь 30–38 % воска, в то время как свежеотстроенные соты превращаются в воск почти без потерь. Остающиеся отходы – вытопки, полученные при перетопке воскового сырья в солнечной воскотопке не следует выбрасывать, из них можно получить воск в паровой воскотопке. Другим недостатком солнечной воскотопки является сезонность эксплуатации – ее можно использовать в солнечные дни с мая по сентябрь.

 

 

3.2.Солнечно-электрическая воскотопка.

На  воскотопке конструкции (рис.2) воск растапливается под действием солнечного тепла, а если небо закрыто облаками, то его можно топить с помощью электронагревателя в помещении 

Рисунок 2

1. - Стекло с рамкой, 2.- Грелка нагреватель; 3.- Сетка; 4.- Жесть; 5.- Шнур; 6. - Термоконтакт; 7.- Термоизоляция; 8.- Сосуд.  

 

Схема нагревательного элемента 

Рисунок 3.

Рис.3.1.- Нагреватель; 2.- Термоконтакт; 3.- Шнур.

3.3.Водяная воскотопка.

Это двухстенный луженый  бак. Внутренний бак имеет решетчатое дно и оснащен устройством  для отжима находящегося в нем  воска. Внутренний решетчатый бачок  заполняют размельченным восковым сырьем, которое заливают мягкой дождевой водой. После нагрева всей водяной  воскотопки, растопленный воск всплывает  на поверхность воды. Более тщательному  отделению воска от остающихся восковых отходов помогает его отжим. Так  как удельная масса воска составляет 0,956—0,965 (он легче, чем вода), он накапливается  на поверхности воды, откуда его  в горячем состоянии вычерпывают  разливной ложкой и сливают в  подходящую конусную емкость. После  вычерпывания жидкого воска с  поверхности воды ослабляют болт пресса, и из водяной воскотопки удаляют воду бурого цвета, а также остающиеся восковые отходы – перетопки, содержащие еще 28–35 % воска.

3.4.Безнапорная паровая воскотопка.

Это цилиндрический бак из белой луженой жести, в нижнюю часть которого вставлена обратной стороной большая воронка и припаяна по окружности к стенкам бака под  небольшим углом по направлению  к сливному отверстию. На воронку  надевают вынимающуюся миску с сетчатым дном. Через центр миски проходит трубка-удлинитель для входа пара; ее верхний конец – сетчатый по всей окружности. Верхнее отверстие  трубки-удлинителя закрывается шаровидным колпачком, предотвращающим попадание  воскового сырья в трубку-удлинитель.

Паровая воскотопка работает следующим образом: через трубку-удлинитель, установленную на воронке, наливают в бак нужное количество воды (в  зависимости от емкости паровой  воскотопки). Затем ставят миску, в  которую загружают выбракованные  соты (восковое сырье), приготовленные для получения пчелиного воска. Пар проходит через трубку-удлинитель над восковым сырьем, и воздействует на него своим теплом. Сырье при  воздействии пара растапливается, и  воск стекает через сетчатое дно  миски на верхнее дно воскотопки, а оттуда выходит через сливное  отверстие с краном в подставленную  емкость. Поскольку в этой воскотопке непосредственно не установлен пресс, остающиеся восковые отходы, содержащие значительное количество воска, следует  отжимать в горячем состоянии  в особых воскопрессах.