к.т.н. Дунаева Т.Ю.*, Фокин А.Н.

Саратовский государственный технический университет*

Метод переработки забруса с помощью энергии

СВЧ электромагнитных колебаний

Одной из проблем, которые возникают при откачке мёда на промышленных и любительских пасеках, является значительное количество забруса, который образуется при распечатывании рамок с мёдом. Как правило, часть меда из него стекает и может быть отделена на сетчатых поддонах, но значительное количество меда также остается в смеси с воском. Это количество может составлять от 10 до 34 % от общего количества откачанного меда. Для пчеловодов-любителей, которые на настоящий момент составляют основную массу производителей меда в стране, такой способ, как правило, недоступен. Небольшое количество забруса пчеловоды реализуют в качестве народного лечебного средства , оставшийся обычно скармливают пчёлам в том или ином виде. Однако второй вариант не желателен на неблагополучных по заболеванием пасеках ввиду возможности распространения инфекции на все семьи [1]. Выделение воска из забруса без промывки от мёда также затруднительно.

Мы предлагаем в качестве одного из способов переработки забруса разделение его на воск и мед с помощью энергии СВЧ электромагнитных колебаний. Такой способ переработки позволяет получить относительно чистый воск, пригодный к дальнейшей перетопке и мед, который может быть использован, например, в кондитерском производстве без ограничений. Одним из несомненных преимуществ данного способа является его доступность, достаточно высокое качество разделения смеси на воск и мед, а также тот факт, что обычной бытовой СВЧ печи достаточно для переработки забруса с пасеки до 100 семей.

Как известно, одним из преимуществ СВЧ термообработки перед традиционными способами является высокая скорость нагрева продукта по всему объему. По данным [1], мед допускает кратковременный нагрев до температуры 71°С. При этом оксиметилфурфурол в значительных количествах в нем образоваться не успевает и, следовательно, мед не теряет товарных свойств.

СВЧ воздействие позволяет выделить мед из забруса быстро и без его перегрева и, следовательно, ухудшения потребительских качеств [2].

Как известно, процессы нагрева материалов в СВЧ электромагнитном поле при отсутствии массопереноса (а именно к таким относится процесс плавления забруса) описываются системой уравнений Максвелла и уравнением теплопроводности [3].

В практической деятельности пчеловодов, однако, интересуют не столько особенности распределения СВЧ электромагнитного поля внутри объекта, сколько температура нагрева последнего. В этом случае более удобным было бы изучать процессы, происходящие в объекте, через уравнение теплового баланса.

Была проведена серия экспериментов по разделению забруса на воск и мед в бытовой СВЧ печи. В результате экспериментов была выработана методика разделения забруса, позволяющая получить наиболее качественный воск и мед. Суть этого метода заключается в следующем. Материал массой около 1900г помещается в рабочую камеру СВЧ печи в радиопрозрачной таре, затем подвергается нагреву в течение 24 минут при мощности 320 Вт до температуры, превышающей температуру плавления воска (62-63°С).

Как известно, рабочие камеры бытовых СВЧ печей являются камерами стоячей волны, для которых характерна неравномерность обработки. Вследствие этого в процессе нагрева некоторая часть смеси расплавиться не успевает. Вращающийся поддон рабочей камеры позволяет в какой-то степени компенсировать такую неравномерность, однако в полной мере избавиться от нее не удается. Материал, попадающий в пучности СВЧ электромагнитного поля в камере, подвергается риску локального перегрева, в то время как в узлах поля материал получается недогретым. Для того чтобы снизить риск локальных перегревов продукта и его карамелизации, воздействие СВЧ энергии на смесь прекращается до ее полного расплавления. Нерасплавившаяся часть забруса плавится за счет теплопередачи от более нагретых участков к менее нагретым. Рабочая камера при этом выполняет роль термостата и не позволяет смеси слишком быстро остывать.

В результате различий в плотности мёда (1.43 г/см³) и воска (0.97 г/см³) нагретая смесь разделяется на фракции. После окончания процесса емкость с расплавившейся смесью извлекается из печи и подвергается остыванию при комнатной температуре. После остывания до температуры около 35° застывший воск легко отделяется от меда и пригоден для переработки в паровой воскотопке.

Вывод: экспериментальным путем определена методика наиболее эффективной переработки забруса в бытовой СВЧ печи, позволяющая получить воск и мед приемлемого товарного качества.

Литература

1. Рут А. И. и др. Энциклопедия пчеловодства: Пер. с англ. Е. Северцевой и Т. Губиной / А. И. Рут, Э. Р. Рут, Х. Х. Рут, М. Дж. Дейел, Дж. А. Рут — М.: Художественная литература и МП "Брат", 1993. — 368 с. (A.I. Root, E.R. Root, H.H. Root, M.J. Deyel, J.A. Root. The ABC and XYZ of bee culture, 1959)

2. Филиппов Р.Л. Применение СВЧ энергии для вытопки воска из воскосодержащего материала / Р.Л. Филиппов // Электронная обработка материалов. – 1984. - №4. – С.77-79.

3. Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия/ Ю.С. Архангельский. – Саратов: СГТУ, 1998. – 408 с.

Дунаева Татьяна Юрьевна –

к.т.н. доцент кафедры «Автоматизированные

электротехнологические установки и системы»

Саратовский государственный технический университет

Телефон (8452) 998763,

e-mail: tatyana-dunaeva@rambler.ru

Фокин Александр Николаевич –

пчеловод любитель, г. Саратов