Пчеловодство выходного дня

СОСТАВ ВОСКА РАЗНЫХ ПОРОД ПЧЕЛ

Константы (показатели), характеризующие состав (кислотное, эфирное, йодное числа и др.) восков евро­пейских стран, изменяются лишь в небольших пре­делах.

Только воска индийских и китайских пчел, а также средне- и южноамериканских безжальных пчел по сво­ему химическому составу значительно отличаются от европейских (табл. 8).

Таким образом, воск из азиатских и американских стран отличается от европейского пониженным содер­жанием свободных жирных кислот и повышенным со­держанием сложных эфиров, а воск безжальных пчел — повышенным содержанием непредельных со­единений, которые характеризуются йодным числом.

Европейские воска отличаются один от другого лишь по своим физическим свойствам (окраска, запах, твердость), которые зависят от состава пищи, места про­исхождения, способа добывания, обработки. Воск из степных районов, как известно, имеет большую твер­дость по сравнению с воском из лесных мест. А. Кирил­лов указывает, что, по отзывам старых воскопромышленников, в районах, где разводится гречиха, получает­ся превосходный воск.

Воск с Украины бывает, как правило, очень хоро­шим, светло-желтым, со слабым ароматичным запахом. Кавказский воск отличается своей ароматичностью, сибирский — твердостью и чистотой. Воск из Крыма бывает среднего качества и различного цвета. Районы хвойных лесов чаще всего дают воск низкого качества.

Темный воск добывается главным образом из со­тов, в которых пчелы выводят свое потомство и скла­дывают запасной мед. Эти соты в зависимости от воз­раста или, точнее, срока службы в улье могут содер­жать воска от 45 до 97,5%. При строительстве сотов пчелы добавляют к воску какое-то вещество, которое пока еще не изучено. Стареющие соты чернеют, внутри ячеек скапливаются оставшиеся коконы и экскременты после личинок, к воску прибавляется прополис.

Из какого материала строят свои жилища другие перепончатокрылые насекомые, похожие на пчел?

Осы и шершни — из бумагообразной массы, кото­рую они вырабатывают из частиц коры и дерева, сме­шанных со слюной.

Шмели для постройки своих жилищ выделяют, по­добно пчелам, воск. Однако они его смешивают с боль­шим количеством перги. Этот воск, извлеченный эфиром или хлороформом из воско-перговой массы, буро-желтого цвета, с приятным медовым запахом и температурой плавления 35—40°. После 6—7-крат­ной перекристаллизации из спирта температура плав­ления поднимается до 69—70°.

Интересно заметить, что воск от пчел, не имеющих жала, содержит 40% смолы, 5,8% воды и 0,975% золы. В воске тригоны золы еще больше — 2,21 %, смолы — 36,8%, воды—7,86%. Натуральный пчелиный воск имеет зольность около 0,03%.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОСКА

Цвет и запах воска обусловливаются содержанием в нем незначительных количеств красящих и аромати­ческих веществ, которые до сих пор еще мало изучены.

Воск обычно окрашен в желтый цвет: от светло-желтого и даже белого до темно-желтого, коричневого. Изредка встречается воск оранжевого цвета (из горной Осетии), зеленоватого (из Крыма). Цвет воска зависит от ряда причин. Во-первых, есть основания считать, что белый воск, выделяемый организмом пчелы, окра­шивается в желтый цвет от растворения с нем пропо­лисной смолы, которой пчелы очень тонким слоем по­крывают соты в улье. Красящее вещество представляет собой хризин или 1,3-диоксифлавон. Чистый хризин обладает запахом прополиса и имеет желтый цвет. С другой стороны, желтое красящее вещество экстра­гируется из некоторых видов перги, с которой воск со­прикасается и приобретает желтую или оранжевую окраску.

Несомненно, цвет обычного продажного воска в большой степени зависит также от способа перера­ботки, перегрева и соприкосновения с некоторыми ме­таллами. Так, после длительного и сильного нагревания воск из желтого становится темным или даже оранжевым. Оранжевый оттенок говорит о понижении твердости воска и механической прочности искусствен­ной вощины.

Нормальный пчелиный воск должен иметь прият­ный медовый запах, который обусловлен присутствием эфирных масел, переходящих в воск из пыльцы (баль­зам). По запаху разные сорта воска несколько отличаются один от другого. Восковая понова и отбеленный воск обычно не пахнут. Воск иногда имеет запах хвои, тмина. Воск, добытый сильным прессованием из завод­ской мервы, имеет запах перги или жмыха. В экстрак­ционном воске к запаху перги примешивается еще за­пах остатков бензина. Жидкий расплавленный воск имеет более сильный аромат, чем твердый.

Иногда светлый воск имеет запах прополиса, что указывает на неправильную организацию переработки воскового сырья, в которое попал прополис, содержа­щий около 30% воска.

При длительном отстаивании больших количеств расплавленного воска на его поверхности собирается немного вещества, похожего на мазь; специалисты во­щинного производства назвали его жировой фракцией воска. Нашими исследованиями установлено, что эта фракция никаких жиров не содержит, она состоит из непредельных соединений с низким удельным весом (0,944) и низкой температурой плавления (53,6°). Каче­ство воска, а иногда и признаки его фальсификации определяются температурой плавления, застывания, удельным весом, коэффициентом твердости, вязкостью.

Кроме того, качество воска характеризуется кис­лотным, эфирным и другими числами, о которых гово­рилось выше.

Воск состоит из веществ, имеющих разную темпера­туру плавления, поэтому он не имеет резко выражен­ной общей температуры плавления и в ее определение вносится много условностей. Реальнее и точнее харак­теризовать качество воска температурой застывания, при которой он из жидкого состояния переходит в твер­дое. При этом выделяется скрытая теплота плавления, которая, компенсируя тепловые потери воска во внеш­нюю атмосферу, приостанавливает падение температу­ры, наблюдаемой на опущенном в воск термометре.

Этот момент, когда температура в течение некоторого времени не падает, и фиксируется как температура застывания воска.

Иногда температура воска, упав до определенной точки, не останавливается, а поднимается вновь. Мак­симальная температура, до которой поднимается сна­чала переохлажден­ный воск, и является температурой застыва­ния.

По РТУ РСФСР 8023—64 температура застывания воска 61— 63°, плавления 61—65°. По нашим данным, температура плавле­ния воска (58—65°) меньше температуры застывания на 0,1—2°.

Удельный вес нату­рального воска при температуре 15° по РТУ РСФСР 8023—64 колеблется от 0,956 до 0,970. С повышением температуры на каж­дый градус он умень­шается на 0,0008. В ли­тературе часто указы­вают удельный вес вос­ка при температуре 20°. Для того чтобы его пе­ревести в удельный вес при 15°, необходимо прибавить число 0,004.

Куски твердого воска тяжелее жидкого, расплав­ленного, в нем они тонут, но в то же время легче воды и плавают на ее поверхности.

Нередко удельный вес является одним из главных показателей при распознавании фальсификации пчели­ного воска минеральными.

Коэффициент твердости воска характеризует его свойство противостоять изменению формы тела под действием деформирующих усилий. Пластичность, наоборот, характеризует свойство тела сохранять фор­му, приданную ему деформирующими усилиями, упру­гость — возвращаться в исходную форму после снятия усилий. Твердость воска наряду с упругостью и плас­тичностью имеет большое практическое значение.

Пластич­ность — это разность между твердостью и упругостью.

Для различных сортов воска и других воскообраз­ных веществ на аппарате МИВСК при 20° получены следующие показатели (табл. 9).

Таким образом, пчелиный воск представляет собой вещество преимущественно пластическое.

Из приведенной таблицы следует, что упругость и пластичность находятся в прямой и обратной пропор­циональной зависимости от твердости воска, то есть величины, обратной мягкости. Поэтому для характери­стики механических свойств воска можно ограничить­ся определением одной его твердости.

Коэффициент твердости лучше определять на более простом аппарате, называемом иглой Вика. Чем больше твердость воска, тем на меньшую глубину погрузится в воск игла поперечным сечением 1,5 мм² под действием гири в 1 кг и веса стерженька с платформочкой, на которую ставят гирю.

Коэффициентом твердости называется количество секунд, необходимое для того, чтобы игла поперечным сечением 1,5 мм² погрузилась в воск на глубину 1 мм. Для различных восков этот коэффициент, определен­ный при 20°, выражается в следующих цифрах:

воск-капанец (I сорт) …. 8—13

прессовый………3—6

экстракционный…..меньше 1

Из этих данных видно, что коэффициент твердости наиболее резко, отчетливее характеризует качественные различия разных сортов воска, чем другие показатели.

Вязкость воска, то есть внутреннее трение или сопротивление его вытеканию через какое-либо отвер­стие, характеризует густоту и консистенцию расплав­ленного воска. Чем меньше вязкость воска, тем он лег­че отделяется вытапливанием или отжиманием из воскосырья, быстрее профильтровывается, лучше отстаи­вается, полнее и быстрее очищается от посторонних примесей.

Вязкость воска в сильной степени зависит от его температуры; так, одинаковое количество воска про­фильтровывается при 70° за 90 минут, при 120° — за 20. Поэтому при всех процессах переработки воскового сырья, а также очистке, отстаивании воска необходимо нагревать его до более высокой температуры. От этого выход воска из воскосырья увеличивается и качество его при отстаивании повышается.

РАСТВОРИМОСТЬ ВОСКА В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

Большинство веществ в природе можно разделить на две группы, прямо противоположные по своим фи­зико-химическим свойствам. Первую группу составля­ют вещества гидрофильные, то есть такие, которые лег­ко соединяются с водой (спирт, сахар). В другую входят вещества, не соединяющиеся с водой (бензин, парафин), они называются гидрофобными.

Издавна известна закономерность: подобное раство­ряется в подобном, то есть гидрофильное — в гидро­фильном, гидрофобное — в гидрофобном. Сахар, легко растворяющийся в воде, не растворяется в гидрофобных жидкостях, например в бензине. Воск представляет ве­щество гидрофобное, не растворяется в воде, практиче­ски не растворяется и в спирте (на холоду растворяется лишь около 4%), но прекрасно растворяется в бензине, петролейном эфире. Он легко смешивается с маслами, жирами, парафинами и не смешивается с глицерином.

Для смазывания форм при разливе воска, а также вальцев при выработке искусственной вощины приме­няются гидрофильные вещества: вода, мыло, крах­мальный клейстер, мед, предохраняющие воск от при­липания. Во многих случаях наилучшим смазываю­щим материалом является глицерин, отличающийся большой вязкостью.

ЭМУЛЬСИЯ ВОСКА С ВОДОЙ

Воск в воде совершенно не растворяется. Однако он способен образовывать с ней эмульсии.

Эмульсией называется такое состояние вещества, когда оно мелко раздроблено и равномерно распределе­но в другом веществе. Примерами эмульсии могут слу­жить молоко, сметана (жир мелко раздроблен и рас­пределен в воде), сливочное масло (мельчайшие частицы воды распределены в масле).

Если взять жидкое растительное масло, налить в него воды, они не смешиваются и эмульсии не обра­зуется. Но стоит только прибавить раствор щелочи, как при взбалтывании легко образуется довольно стой­кая эмульсия, напоминающая молочную жидкость.

Также можно кипятить пчелиный воск в дождевой воде, и он будет казаться жидким жиром, не смеши­вающимся с водой. Но если добавить раствор каустика, то вода с воском соединится и образуется «молоко». Добавленная щелочь образует со свободными жирными кислотами восковое мыло, соединяющее воду с частич­ками воска. Это третье вещество, соединяющее гидро­фильное тело с гидрофобным, называется эмульгато­ром. Для образования стойкой эмульсии воска с водой наличие этого третьего вещества — эмульгатора — обязательно.

Пчелиный воск образует с водой две формы эмуль­сии.

Эмульсия первой формы — воск не изменя­ет своей структуры, и эмульсию по внешнему виду нельзя или трудно отличить от обыкновенного воска.

При расплавлении воска острым паром (пар впус­кается непосредственно в воск) или в баке, на дне ко­торого находится кипящая вода, вес воска иногда уве­личивается. С внешней стороны качество воска при этом не ухудшается; более того, он приобретает более светлую окраску, и поэтому качество его как бы улуч­шается. Некоторое количество воды эмульгировалось в воске: мелко раздробилось и распределилось среди его частичек. На практике эта форма эмульсии нередко называется влажностью воска.

Разные сорта, воска имеют различную влажность: от 0,1 до 2,5% и выше. Чем выше качество воска, тем меньше его влажность, так как он содержит меньше примесей, которые могут быть и эмульгаторами. В этом случае мы будем иметь дело не просто с влажностью, то есть механическим удержанием влаги порами твер­дого тела, а с физико-химическим явлением — эмульги­рованием воды в воске.

«Влажность» воска можно легко увеличить, прибав­ляя к смеси воска с водой эмульгатор — щелочь, мыло и т. д.

Первая форма эмульсии практически встречается в производстве искусственной вощины, где она созда­ет «угар» и влияет на качество продукции. Вощина, изготовленная из такого воска, получается мутной, менее прочной по сравнению с прозрачной. При отстройке пчелами мутной вощины ячейки вытяги­ваются и становятся непригодными для выведения расплода.

Если воск кипятить в воде со стиральной содой или другой какой-либо щелочью, то образуется эмульсия первой формы, из которой после добавления краски и скипидара получают полотерную мастику.

При расплавливании воска, содержащего влагу, на поверхности появляется пена. Чем больше влаги, тем сильнее пена, и воск при дальнейшем нагревании, по­добно молоку, может «убежать» за борта бака, что иногда служит причиной пожара.

Эмульсия второй формы—воск приобрета­ет неоднородную структуру, превращаясь в крупитча­тую или пергообразную массу. Если кипятить воск в двух химических (стеклянных) стаканах: в одном — с мягкой, лучше дистиллированной водой, в другом — с жесткой, колодезной водой, то легко заметить резкую разницу в поведении воска. В дистиллированной воде воск останется на поверхности в виде тонкого слоя жидкого жира. Прорывающийся водяной пар лишь в некоторых местах сместит воск в сторону и будет вырываться наружу (рис. 5). Совсем иная картина в жесткой воде. Воск превращается в весьма подвиж­ную, пористую, рыхлую массу серого цвета и занимает почти весь стакан. Вся эта масса постоянно перемеши­вается. Под действием солей жесткой воды образуется известковое восковое мыло, которое и служит эмульга­тором.

Если из-под стакана с эмульсией воска убрать огонь, она разлагается и воск собирается на поверхности, принимая постепенно нормальную структуру. Однако часть воска снизу образует кашицеобразную, крупитчатую сероватую массу, которую иногда неверно называют пергой. В действительности это не перга, а оставшаяся неразложенной эмульсия типа «вода в воске».

Эмульсия воска в кипящей жесткой воде, будучи весьма объемистой и подвижной, при переработке вос­кового сырья может легко уноситься с загрязненными водами в канализацию.

Жесткость воды зависит от количества растворен­ных в ней солей и измеряется градусами. Один градус соответствует содержанию 10 мг извести или эквива­лентного ему количества магнезии в 1 л воды. Вода считается мягкой, если она имеет жесткость меньше 10°, средней — около 10—20, жесткой — выше 20°; Практически жесткую воду нетрудно отличить от мяг­кой: она плохо мылится или, как говорят, быстро «съедает» мыльную пену, при кипячении ее на стенках образуется большая накипь, состоящая из осевших солей.

Наиболее мягкую воду дает дождь, снег и некото­рые реки. Она будет наилучшей для переработки воско­вого сырья. Жесткость речной воды бывает различной; некоторые реки, питающиеся родниками из недр зем­ли, имеют очень жесткую воду. Речки, питаемые снега­ми с гор, обычно несут достаточно мягкую воду, если они не проходят по руслам, богатым солями, раство­римыми в воде.

Вода в колодцах также имеет различную жесткость, которая зависит от состава грунта и глубины. Артези­анские скважины, обычно глубокие, дают жесткую воду. В невысоких колодцах вода довольно мягкая.

Жесткость воды зависит от времени года, в реках она может колебаться от 10 до 90°.

При образовании эмульсии второй формы («воск в воде») эмульгаторами могут быть белки и полисаха­риды. При переработке старой суши, забитой пергой, медом, особенно падевым, и экскрементами личинок (после неблагополучной зимовки), эмульсия может об­разоваться даже при разваривании ее в мягкой дожде­вой воде. Такую сушь перед развариванием надо замо­чить в теплой воде и, насколько это возможно, удалить пергу, экскременты и мед вместе с промывной водой.

Чтобы яснее понять значение эмульсии второй фор­мы «воск в воде», приведем несколько примеров из практики.

Из Москвы в Тулу зимой везли на автомашине пар­тию совершенно прозрачной искусственной вощины выработанной в механизированной мастерской. По до­роге автомашина опрокинулась и вощина, которая на морозе делается хрупкой, частично поломалась. Эту поломанную вощину пришлось в Туле в кустарной мас­терской перерабатывать заново. При перетопке в баке с жесткой водой часть воска превратилась в серую ноздреватую массу (эмульсию). Кусок этой примеси по внешнему виду похожей на пергу, был взят в Инсти­тут пчеловодства и после разложения эмульсии превра­щен в воск с нормальной структурой кристаллизации.

В Институт пчеловодства из Сибири был прислан по подозрению на грубый фальсификат образец белого пористого, крупитчатого, легкого по весу воска, напоминающего мыло. При анализе он оказался также эмульсией «воск в воде». Аналогичные образцы пори­стого воска или «перги» присылали из разных обла­стей нашей страны, и всегда при перетопке, они оказы­вались восками нормальной структуры, только более темного цвета. Эмульсия всегда, имеет более светлую окраску, чем воск, который получается из нее при раз­ложении.

На воскозаводах были залежи этой «перги», кото­рую по незнанию выбрасывали или в лучшем случае перерабатывали на воскопрессах вместе с сушью или мервой; фактически вместе с загрязненными отрабо­танными водами она попадала в канализацию. Такую эмульсию можно разложить, отстаивая ее в расплав­ленном состоянии, но это довольно длительный, труд­ный процесс. Гораздо проще и экономичнее не допус­кать образования эмульсии. Для этого надо брать мяг­кую, лучше всего дождевую воду.

Жесткую воду можно смягчать, но в условиях пере­работки воскового сырья на пасеке это не оправды­вается.

Для разваривания воскового сырья на пасеках нель­зя брать жесткую воду не только потому, что она служит причиной эмульгирования воска, но и потому, что восковое сырье разваривается в ней значительно хуже, чем в мягкой.