Проанализировав существующие ресурсы и объемы производства меда в различных видах хозяйств нашей страны, можно сделать вывод, о том, что большую его часть собирают на пасеках фермерских хозяйств.
Вторичным продуктом пчеловодства также является воск, который находит применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Причем только 20 % всего производимого в стране воска используется не в самом пчеловодстве.
Применяемая технология вытопки воска подразумевает срезание забруса с сот, загрузку сот в медогонку, выкачку меда, загрузку пустых сот в воскотопку, загрузку полученной восковой эмульсии в воскопресс, отжимку воска, отделение мервы.
22 % воска и от 5 до 7 % меда содержится в собранном забрусе, который также может быть переработан и разделен на фракции при помощи новой, предлагаемой нами электротехнологии, основанной на диэлектрических характеристиках составляющих.
Для выбора оптимальной частоты электромагнитных колебаний, обеспечивающей сохранность качества получаемых продуктов сельскохозяйственного производства (воска и меда) необходимо изучить электрофизические параметры получаемых компонентов, что позволит выработать рекомендации по соблюдению технологического процесса, реализуемого в эргономичной технологической конструкции сверхвысокочастотной установки [1; 3; 5; 6].
Опираясь на капиллярно-пористую структуру коллоидных тел, к которым можно отнести воск по физическим и химическим свойствам, можно сделать вывод о резонансном поглощении излучения энергии сверхвысоких частот, как сухим веществом, так и связанной водой в молекулах.
Диэлектрические параметры любого вещества изучаются в зависимости от частоты и температуры, позволяя выяснить характер изменения его структуры (вязкости и текучести), органолептических свойств, скорость нагрева, время воздействия.
На рис. 1 в пределах частот от 1 до 10 000 МГц показана зависимость изменения таких параметров воска, как тангенс угла диэлектрических потерь, фактор диэлектрических потерь, диэлектрическая проницаемость в температурном диапазоне от 25 до 55 оС.
|
а) |
|
|
б) |
|
Рисунок 1 – Зависимость диэлектрических параметров пчелиного
воска от частоты ЭМП (а) и температуры (б)
Величина диэлектрической проницаемости характеризует способность сырья накапливать энергию. Фактор диэлектрических потерь характеризует степень рассеивания энергии, затраченной на нагрев сырья, и энергии запасенной за период электромагнитных колебаний, т. е. это мера потерь энергии в сырье. Характер изменения фактора диэлектрических потерь (коэффициента поглощения) пчелиного воска в зависимости от температуры при частоте 2400 МГц можно объяснить тем, что по мере ее возрастания (свыше 40 оС) начинается интенсивное выделение воды. Диэлектрическая проницаемость пчелиного воска колеблется в пределах 1,16–4,98, а тангенс угла диэлектрических потерь – от 0,49 до 2,16 при изменении температуры с 25 до 55 оС. Эмпирические зависимости диэлектрических параметров пчелиного воска от температуры нагрева следующие:
k = 4,79∙ln(Т)-14,17; tgδ = – 0,05∙ln(Т)+2,51; ε = 2,093∙ln(Т)-6,23. (1.1)
Пчелиный воск имеет электрическую прочность 25–30 кВ/см. Удельное объемное сопротивление воска при 20 оС составляет 2·1010–2·1015 Ом·см, а удельное поверхностное сопротивление 5·1010–6·1014 Ом. Высокой электропроводностью 1,2 См/см обладает каштановый мед, а остальные сорта меда имеют электропроводность 0,1–0,4 См/см.
Помимо диэлектрических характеристик воск в соответствии с ГОСТ характеризуется цветом, запахом, температурой плавления, температурой кристаллизации, плотностью, теплоемкостью.
Так, например, при температуре 20° относительная плотность воска достигает 0,95–0,97.
Способность противостояния воска изменению формы т