O včelím vosku: co to je, bod tání, jak včely vosk vyrábějí

Včelí vosk je produkt vylučovaný voskovými žlázami včely dělnice. Jeho chemické složení je poměrně složité a je směsí více než 300 různých sloučenin a popelovitých prvků (minerálů). Na základě struktury jejich molekul a jejich vlastností jsou všechny voskové látky konvenčně klasifikovány do jedné ze čtyř skupin chemických sloučenin: estery, volné kyseliny, alkoholy a uhlovodíky.

Hlavní složkou přírodního včelího vosku jsou estery (70-75%), vznikající interakcí karboxylových (mastných) kyselin s alkoholy. Podle počtu esterových skupin v molekule se voskové estery dělí na mono-, di-, tri- a hydroxyestery. Monoestery tvořené nejčastěji mastnými kyselinami palmitovými a olejovými, nasycenými a nenasycenými jednosytnými alkoholy. Mají jednu éterovou skupinu. Při hydrolytickém štěpení molekul diestery, mající dvě etherové skupiny se kromě monokarboxylových kyselin a jednosytných alkoholů uvolňují také hydroxykyseliny a dvojsytné alkoholy (dioly). Mezi hydroxykyselinami se nachází především kyselina 15-hydroxypalmitová a v malých množstvích kyselina 14-hydroxyhexadekanová, 16-hydroxyoktadekanová, 17-hydroxyoktadekanová, 19-hydroxyeikosanová a 23-oxytetrakosanová. Mezi alkoholy převládají cetyl, melissil, myricyl, neocetyl a montan. Obsahují také steroly (hlavně beta-sitosterol). Zkoušející tvořený hydroxykyselinami a v malém množství se nachází ve vosku hydroxyestery mají ve svých molekulách jak etherové, tak volné hydroxylové skupiny.

Kromě kyselin vázaných v molekulách esterů obsahuje vosk až 15 % volných mastné kyseliny, které se mohou slučovat s kovy a některými alkáliemi.

Uhlovodíky tvoří 11 – 18 % hmoty vosku a jsou nejpočetnější ze všech jeho sloučenin (je jich více než 250 položek). Jedná se především o alkany (parafiny), isoalkany (isoparafiny), cykloalkany (isocykloparafiny) a alkeny (olefiny). Převládají mezi nimi nasycené uhlovodíky (alkany a isoalkany), mnohem méně rozšířené jsou nenasycené alkany, které mají v molekulách volné dvojné vazby.

Vosk navíc obsahuje až 0,3 % prvky popela, do 0,4 % vody, dále estery cholesterolu, terpeny, pryskyřice, propolis, určité množství pylu, betakaroten (8-1 mg/100 g), vitamin A, aromatické a barviva (tab. 7.8).

Jako homogenní komplexní směs organických látek se specifickými vlastnostmi je přírodní včelí vosk surovinou pro více než 50 odvětví lidské hospodářské činnosti, kde je velmi potřebná plasticita, tavitelnost, lesk a mnoho dalších užitných vlastností.

Kvalitní přírodní včelí vosk. Slitky roztaveného vosku na spodní části by neměly vykazovat žádné známky kontaminace; barva vosku může být bílá, světle žlutá, světle hnědá a světle šedá; vůně vosku je příjemná, medová; povrch vosku je hladký, jednotný, na dotek nemastný, tvrdý, při setření

Průměrné chemické složení vosku, % [4]

Monoestery, hydroxyestery, estery a triestery kyseliny cerové

Barviva (hlavně 1-3 dihydroxyflavony)

Volné kyseliny cerové

Prvky vody a popela

suchý, čistý hadřík – lesklý; struktura na lomu je jemnozrnná, je povolena barevná nehomogenita.

Včelí vosk, který nesplňuje tyto požadavky (houbovitý, černý, spálený nebo znečištěný atd.), je považován za nestandardní nebo nestandardní.

Pro vosk, který neobsahuje žádné nečistoty, číslo kyselosti (ml hydroxidu draselného potřebného k neutralizaci volných mastných kyselin v 1 g vosku) se pohybuje od 18 do 22.

Nezbytné číslo (počet mililitrů hydroxidu draselného potřebný k neutralizaci esterů v 1 g vosku) pro čistý včelí vosk je v rozmezí 71-78.

Poměr esenciálního a kyselého čísla ve včelím vosku je 3,5-4,2.

Číslo zmýdelnění (součet čísel kyselin a etherů) čistého vosku je 89-97.

Jodové číslo (počet miligramů jódu přidaného na 1 g vosku) pro žlutý vosk je v rozmezí 8-11.

Hustota (poměr hmotnosti vosku (g) ​​k jeho objemu (cm 3) včelího vosku při 20 °C je v průměru 0,96 (0,95-0,97).

Bod tání včelí vosk (přechod vosku z pevného do kapalného skupenství) je v rozmezí 62-68°C a tvrdnutí je 61-70,5°C.

Tvrdost (koeficient tvrdosti) při teplotě 20 °C, capanzový vosk je 8–13 a lisovací vosk je 3–6, extrakční vosk je 1 (počet sekund potřebný pro jehlu přístroje k určení tvrdosti s průřezem 1,5 mm 2 ponořených do vosku o 1 mm).

Viskozita charakterizované třením mezi vnitřními částicemi roztaveného vosku, může ukazovat na čistotu (přítomnost nečistot) a konzistenci vosku. K jeho určení se roztavený vosk vede malými otvory při přesné teplotě. Čím vyšší je teplota vosku, tím rychleji teče. Poměr výsledného indexu vosku k indexu vody za stejných podmínek je koeficient jeho viskozity (tab. 7.9).

Vosk se ve vodě nerozpouští. Je rozpustný v terpentýnu, benzínu, chloroformu, trichlorethylenu a částečně (20 %) v etheru a vroucím lihu.

Vosk tvoří s vodou emulzi. Určité množství vody může být rozptýleno v rozdrcené formě mezi částice tekutého vosku, čímž se vytvoří emulze vody ve vosku. Tato forma emulze se nazývá vlhkost vosku, dosahuje 0,1-2,5%. Obsah velkého množství vody výrazně snižuje kvalitu vosku.

Volné mastné kyseliny vosku se spojují s kovy a tvoří soli různých barev (vosková sůl se železem má hnědohnědou barvu a s mědí zelenou). Vosk a voskové suroviny by se proto neměly tavit v železných nebo měděných nádobách.

Falšování vosku (přidání parafínu, ceresinu, stearinu, technického vosku z ropy) není těžké založit. Faktem je, že všechny minerální vosky vůbec neobsahují volné mastné kyseliny a estery, proto je číslo kyselosti a etherové číslo minerálních vosků nulové.

Pokud se do včelího vosku přidá minerální vosk, sníží se jeho kyselost a číslo esteru. A naopak, když se do včelího vosku přidá stearin a kalafuna, jeho kyselost se prudce zvýší, ale jeho podstatná hodnota zůstane téměř nezměněna.

Včelí vosk má výrazně vyšší hustotu než vosky minerální, a to umožňuje určit jeho falšování. Pokud připravíte směs alkoholu a vody o hustotě 0,95, pak při 20 ° C přírodní včelí vosk v této směsi klesne a falešný

Stanovení koeficientu viskozity vosku [4]

Fyzikální a chemické vlastnosti vosku. Barva vosku. Aby si včely postavily hnízdo, které se skládá z plástů, produkují vosk ve voskových žlázách. Vylučuje se z těla včely v tekuté formě, tuhne na voskových zrcadlech v podobě destiček. Vosk právě vylučovaný včelami je bílý, později získává žlutou barvu, kterou mu dávají různé látky podobné propolisu.

Při zpracování voskových surovin závisí barva výsledného vosku na kvalitě a způsobu jeho zpracování. Pokud se roztaví čerstvě postavené plásty, získá se světle žlutý vosk tmavě žlutý a hnědý vosk se roztaví z tmavých plástů. V důsledku silného přehřátí nebo kontaktu s kovy (nádobím) při tavení vosk ztmavne. Barva vosku se také mění vlivem nečistot z pylu, propolisu atd.

Složení vosku. Ve složení vosku je zahrnuto asi 50 různých chemických sloučenin, mezi nimi estery (až 75%), které prakticky nevstupují do chemických reakcí s jinými látkami, s výjimkou alkalických, nasycených uhlovodíků (12-15%) – nejjednodušší organické látky, volné mastné kyseliny (13-15%), které reagují s kovy a některými alkáliemi, čímž dochází ke zhoršení kvality vosku a jeho barvy. Vosk obsahuje také barviva a aromatické látky.

Vlastnosti vosku. Hlavními ukazateli charakterizujícími vlastnosti vosku jsou jeho hustota, body tání a tuhnutí, tvrdost, viskozita, rozpustnost a vztah ke kovům.

Hustota vosku při teplotě 15°C—0,956—0,970. Klesá současně se zvýšením okolní teploty. Podle hodnoty hustoty můžete určit různé padělání přírodního vosku. Bod tání (61-65°C), tedy přechod z pevné látky na kapalinu, a bod tuhnutí pomáhají určit falšování vosku. Čím vyšší je bod tání, tím je vosk kvalitnější.

Tvrdost vosku (ne více než 6,5) má velký význam při výrobě základu, který se vyrábí pouze z vosku se zvýšenou tvrdostí. Pro stanovení tvrdosti vosku se používá koeficient tvrdosti – doba, za kterou projde jehla o průřezu 1,5 mm 2 pod vlivem zátěže o hmotnosti 1 kg do hloubky 1 mm. Koeficient tvrdosti je nejvyšší pro odkapávací vosk, nižší pro lisovaný vosk a nejnižší pro extrakční vosk.

Rozpustnost vosku. Vosk se rozpouští pouze v mastných a éterických olejích, benzínu, terpentýnu a sirouhlíku. Lze jej snadno smíchat s parafínem, různými tuky atd. Vosk je téměř nerozpustný v alkoholu a zcela nerozpustný v glycerinu a vodě.

Vosk může tvořit emulzi (stav vosku, kdy je jemně rozdrcen a distribuován v kapalné látce, např. vodě) Pro vytvoření emulze je nutná přítomnost třetí látky, která její tvorbu podporuje a nazývá se emulgátor. Mohou to být kovy, mýdlo, chléb, soli tvrdé vody. Ve včelařské praxi jsou známy dvě formy emulze. Emulze první formy neboli „voda ve vosku“. Vosk v tomto případě obsahuje až 2,5 % vody. Vosk je vzhledově téměř k nerozeznání od neemulgovaného vosku. Tato forma emulze vzniká, když se vosk roztaví vlivem páry v misce s vroucí vodou. Současně se zvyšuje hmotnost vosku a barva se stává světlejší. To se děje proto, že se mezi částice vosku vmísí trocha vody. Obsah vlhkosti vosku charakterizuje jeho tvrdost a kvalitu. Čím nižší je vlhkost vosku a čím méně vody obsahuje, tím vyšší je jeho tvrdost a lepší kvalita.

Když dojde k emulzi první formy, struktura vosku se nemění, základ vyrobený z takového vosku je zakalený a jeho pevnost je zanedbatelná. Když se emulgovaný vosk roztaví, na jeho povrchu se objeví pěna. Emulze se eliminuje zahřátím vosku (bez přístupu vody). Při teplotě ohřevu 85-95°C se vosk udržuje 6-10 hodin při teplotě 120°C po dobu 30 minut, při teplotě 140°C po dobu 4-5 minut.

Emulze druhé formy neboli „vosk ve vodě“ vzniká při zpracovávání voskové suroviny v železné misce nebo v tvrdé vodě a také tehdy, když vosk obsahuje velké množství včelího chleba. Vosk se v tomto případě uvolní, porézní, má vzhled hmoty podobné včelímu chlebu a ztrácí homogenitu své struktury. Po ztuhnutí roztaveného vosku se na dně vytvoří uvolněná šedá vrstva.

Pro zamezení vzniku emulze druhé formy je nutné voskové suroviny zpracovávat v měkké (dešťové nebo říční) vodě a vosk nerozpouštět ve studniční vodě, která má vysokou tvrdost.

Interakce vosku s kovy. Když se voskové suroviny taví v kovové nádobě, volné mastné kyseliny obsažené ve vosku reagují s určitými typy kovů a tvoří soli. Zlepší se kvalita výsledného vosku a změní se barva. Při roztavení v litinové nebo železné nádobě vosk zhnědne, v měděné nádobě zezelená. Nádobí z pocínovaného plechu a pocínovaného železa nezpůsobuje výrazné zhoršení kvality vosku. Pro zachování vysoké kvality při zpracování voskových surovin se používá nádobí z potravinářského hliníku, nerezové oceli, pocínovaného železa, pocínovaného plechu, ale i smaltované (bez poškození smaltu) a dřevo. Tavení surovin v měděném, litinovém a železném nádobí by nemělo být povoleno.

Čištění a bělení voskem. Různé látky obsažené ve voskových surovinách (pyl apod.) přispívají k tvorbě emulze a znečištění vosku. Při tuhnutí roztaveného vosku v něm tyto látky zůstávají a kazí jeho kvalitu, odstraňují se přetavením vosku s následným jeho pomalým tuhnutím. Aby vosk pomalu tvrdnul, je nádrž s roztaveným voskem izolována. Látky, které kontaminují vosk, se usazují na dně nádrže nebo se nacházejí na spodní straně voskového ingotu, odkud jsou následně odstraněny.

Velmi znečištěný vosk lze vyčistit a zesvětlit koncentrovanou kyselinou sírovou, která se přidává v množství 5 až 30 ml na každých 10 kg vosku. Kyselinu nalijte do roztaveného vosku, který má teplotu alespoň 70°G Pod voskem by měla být voda, jejíž objem je 3-4násobek objemu vosku. Po přidání kyseliny se vosk důkladně promíchá a poté se nechá stát alespoň 5 hodin Tmavý vosk zežloutne.

Při čištění a bělení vosku kyselinou sírovou si vezměte dřevěné náčiní a snažte se zabránit tomu, aby se kyselina dostala na oblečení a tělo. Nevylévejte roztavený vosk nebo nádobí obsahující kyselinu sírovou. Roztavený vosk z vosku okamžitě vystříkne, což může způsobit nehodu. Při bělení kyselinou sírovou se kvalita vosku zhoršuje, křehne a základ z něj vyrobený ztrácí pevnost. Dobré výsledky se dosahují bělením vosku na slunci, k čemuž se nejprve rozdrtí a poté roztaví v solárním tavicím zařízení na vosk.

Během dlouhodobého skladování se na vosku a základu objeví šedý povlak. Plak nesnižuje jejich kvalitu. Šedý plak se odstraní zahřátím vosku nebo základu na teplotu 36-47°C.

Klasifikace včelího vosku. Včelí vosk získaný z tavení plástů, voskových odřezků a uzávěrů se nazývá včelí vosk. Vosk získaný továrním zpracováním včelích hromad, mrtvého dřeva a dalších surovin je klasifikován jako průmyslový vosk. Barva včelího vosku se může pohybovat od bílé po světle žlutou a šedou. Průmyslový vosk by neměl být tmavší než světle hnědý. Na rozdíl od včelího vosku má specifický zápach.

Včelí vosk se dělí na odrůdový a nestandardní. Ušlechtilý vosk má světle žlutou, bílou, žlutou, tmavě žlutou a šedou barvu, přirozenou voskovou vůni, jednotnou strukturu, je povolena heterogenita barvy a obsah mechanických nečistot v ingotu.

STANOVENÍ KVALITY A PŘIROZENOSTI VOSKŮ

Organoleptické hodnocení. Kvalita vosku, když se k němu přidávají různé voskovité látky, se zhoršuje, zakládání z něj se stává obtížnějším a často se stává nevhodným pro včely jeho budování. Organoleptická metoda hodnocení kvality vosku nám umožňuje určit obsah různých nečistot podle vzhledu slitku, struktury, charakteru lomu a řezu, vůně, barvy, chuti, křehkosti a dalších ukazatelů. Každý ingot včelího vosku podléhá kontrole kvality včelího vosku podle organoleptických ukazatelů. Všechny ingoty podléhající kontrole jsou rozděleny na polovinu.

Vůně. Včelí vosk má medovou nebo medovo-propolisovou vůni. Kalafuna, stearin, ceresin a parafín přidané do něj mu dodávají specifický zápach charakteristický pro tyto látky.

Tvar voskového ingotu. Přírodní voskový ingot má plochý nebo mírně konkávní povrch a při úderu kladivem se snadno rozštípne. Pokud je do vosku přidán parafín, je povrch ingotu konkávní. Úder kladivem jej nerozštípne, ale vytvoří promáčklinu, kolem které slitek mírně zesvětlí.

Povaha zlomeniny a řezu. Na rozbitém ingotu přírodního včelího vosku je dobře patrná jemná krystalická struktura. Pokud se do vosku přidá parafín, pak budou v rozbitém ingotu jasně viditelné jednotlivé krystaly. Přírodní vosk má matný řez, ale pokud se do vosku přidá parafín, ceresin nebo kalafuna, pak bude tento řez hladký a lesklý.

Křehkost vosku. Když se do vosku přidá parafín nebo stearin, stane se křehčí než přírodní vosk.

Charakter čipů. Pokud se do vosku přidá parafín, pak se jeho hobliny drolí, a když se přidá ceresin, zkřehne.

Pokud hněte vosk, do kterého byl přidán parafín, cítíte mastný pocit a kousek přírodního vosku se stane plastickým.

Pro zjištění kvality můžete žvýkat kousek vosku Pokud se vosk lepí na zuby, znamená to, že obsahuje příměs stearinu, kalafuny nebo sádla. Přírodní vosk neulpívá na zubech.

Laboratorní chemické hodnocení. Pro kontrolu kvality včelího vosku se odebírá vzorek ingotů z balených sáčků nebo krabic. Počet ingotů vybraných pro analýzu je uveden v tabulce 50.

50. Počet ingotů vybraných pro analýzu

Stanovení přirozenosti vosku podle hustoty. Tato metoda je založena na rozdílu v hustotě přírodního a falšovaného vosku. Příměs parafínu nebo ceresinu snižuje hustotu oproti přírodnímu vosku.

Nečistota ve vosku se zjistí ponořením dvou kusů do silného vinného alkoholu: falšovaného a přírodního. Alkohol se pak ředí vodou, dokud falšovaný kousek nevyplave na povrch. V tomto případě zůstane na dně přírodní vosk.

Do tohoto roztoku alkoholu o síle asi 44° se ponoří kousek testovaného vosku. Klesne-li ke dnu, pak je vosk přirozený, a vyplave-li nahoru, je falšovaný; Alkoholový roztok se nedoporučuje skladovat po dlouhou dobu, protože se odpařuje a mění se jeho hustota. Tabulka 51 ukazuje vlastnosti různých látek nejčastěji přidávaných do vosku.

51. Charakteristika látek smíchaných s voskem

Stanovení nečistot stearinu a parafinu pomocí Buchnerova testu. 500 cm 100 lihu se nalije do kádinky o objemu 3 ml, poté se kádinka umístí do horké vodní lázně. Potom se k alkoholu opatrně přidá žíravý draslík v množství 28 g a důkladně se promíchá, dokud se úplně nerozpustí. Nasycený roztok se umístí na tmavé místo a po usazení a vychladnutí se roztok nalije do žluté skleněné nádoby, poté se do zkumavky umístí dva kusy vosku o hmotnosti 0,5-1,0 g, přidá se 5 ml alkoholového alkalického roztoku přidáme, přivedeme k varu nad lihovou lampou a vaříme 2-3 min. Pokud se v roztoku tvoří malé tukové kuličky, které se po vychladnutí shromažďují na povrchu ve formě tukového prstence, pak testovaný vosk obsahuje příměs parafínu nebo ceresinu. Pokud se vosk rozpustí a roztok zůstane čirý, pak v něm nejsou žádné nečistoty. Při provádění analýzy je třeba věnovat velkou pozornost tomu, aby se kapky alkálie nedostaly do kontaktu s pokožkou vašich rukou nebo oděvem. Když se roztok vaří, může být vyhozen ze zkumavky, takže při varu ho držíte otvorem směrem od vás.

Stanovení příměsi stearinu pomocí vápenné vody. Do skleněné zkumavky se nalije vápenná voda a umístí se voskové hobliny. Roztok se zahřeje na teplotu tání vosku a obsah zkumavky se mírně protřepe.

Zakalení roztoku ukazuje na přítomnost stearinového vosku ve vzorku.

Stanovení nečistot z kalafuny pomocí acetanhydridu. Do skleněné zkumavky nebo baňky se nalije malé množství anhydridu kyseliny octové a zde se umístí 1 g vosku. Baňka nebo zkumavka se zahřívá, dokud se vosk nerozpustí, odstaví se z ohně a po ochlazení roztoku se do ní přidá jedna kapka 63% kyseliny sírové. Červená nebo modrofialová barva roztoku přecházející do žlutočervené barvy ukazuje na příměs kalafuny ve vosku.

Stanovení nečistot stearinu a sádla pomocí boraxu. Do baňky se nalije 6-8 ml nasyceného roztoku boraxu a zde se umístí 2 g vosku. Roztok se vaří 1 minutu, ochladí se. Když vosk obsahuje příměs stearinu nebo sádla, má tekutina vzhled mléčného zákalu. Pokud se roztok mírně zakalí a vosk vyplave na jeho povrch, pak je testovaný vzorek vosku přirozený.