E901

E901 (пчелиный воск) — продукт жизнедеятельности пчёл, сложное органическое соединение.

Пчелиный воск выделяется специальными железами медоносных пчёл. Пчёлы из него создают соты — специальные гнёзда предназначенные для хранения запасов корма (мёда и перги) и выращивания потомства.

Представляет собой многокомпонентное твёрдое вещество от белого (с лёгким жёлтым оттенком) до жёлто-бурого цвета с характерным медовым запахом. Под действием солнечного света в тонких слоях пчелиный воск осветляется. При наличии примеси прополиса пчелиный воск может приобретать зеленоватый оттенок.

Термические свойства воска

При температуре 35 °C воск становится пластичным.

Плавится при температуре 62—68 °С.

Появление белёсой пены и вскипание при температуре порядка 100 °С связано с наличием воды, эмульгированной в воске при обычном (мокром) способе его переработки.

При температуре свыше 120 °С воск начинает парить вследствие термической деструкции отдельных его компонентов.

Гореть воск начинает при 300 °C.

Химические свойства

Нерастворим в воде, глицерине, холодном спирте;

Хорошо растворим в горячем спирте, жирах, эфирных маслах, парафине, скипидаре, бензине, хлороформе, эфире.

Удельный вес 0,959—0,967. Твёрдость воска по Моосу — менее 1.

Основная масса пчелиного воска состоит из сложных эфиров, жирных кислот и многоатомных спиртов, исключая глицерин. Так путём растворения в этиловом спирте при различных температурах пчелиный воск может быть разделен на 3 основные фракции:

• Мирицин (состоящий преимущественно из мирицилового (меллисилового) спирта и пальмитиновой кислоты) ~80 %;
• Церин (состоящий преимущественно из церотиновой кислоты) ~16 %;
• Церолеин ~4 %.

Суммарно в состав пчелиного воска входит около 50 различных химических соединений, среди них:

- Сложные эфиры - ( 70 -75%) - образованные предельными одноосновными кислотами - (пальмитиновой, неоцеротиновой и мелиссиновой) и предельными одноосновными спиртами (цериловым, меллисиловым), но преобладают сложные эфиры мирицилового (меллисилового) спирта и пальмитиновой кислоты[2] - пальмитиновомирициловые эфиры с формулой - C₁₅H₃₁COOC₃₀H₆₁,

- предельные углеводороды (10 -17 %) - гептакозан и пентакозан (придают воску большую химическую устойчивость, т.к. являются прочными связями),

- свободные жирные кислоты (12 -15 %) — неоцеротиновая, церотиновая, монтановая, мелиссовая[2], олеиновая, - находящиеся в свободном состоянии,

- свободные высокомолекулярные одноатомные спирты - неоцериловый, монтаниновый, мелиссиловый, цериловый, - находящиеся в свободном состоянии,

- вода - (до 2,5 %).

Кислоты пчелиного воска в горячей воде легко взаимодействуют с солями жесткости воды, с металлической посудой, образуя соли жирных кислот. Это уменьшает выход воска при вытопке и ухудшает качество получаемого воска вплоть до полной потери возможности использования такого воска для традиционных применений.

Пчелиный воск обладает сильными бактерицидными свойствами. Он используется для производства лекарственных препаратов (мазей и пластырей), при лечении ран, ожогов, язв, воспалительных процессов кожи и слизистых оболочек.

Классификация

Различают следующие сорта пчелиного воска:

1. Ранее в СССР отдельно выделяли воск-капанец, получаемый перетопкой светлого воскосырья в солнечных воскотопках. Такой воск практически не содержит эмульгированной воды, обладает наилучшими параметрами по чистоте, цвету, твёрдости, органолептическим показателям. В действующих ГОСТ-Р пчелиный воск-капанец как отдельный сорт воска не выделяется. Воск-капанец использовался при изготовлении косметических и лекарственных средств.
2. Воск пасечный согласно ГОСТ 21179-2000 — обычный пчелиный воск, обладающий всеми характерными свойствами пчелиного воска, получаемый первичной перетопкой воскового сырья при температурах 80—100 °C, как правило, в присутствии водяного пара или горячей воды. Пасечный воск используется для производства вощины и для других целей, в том числе медицинских и пищевых.
3. Воск производственный согласно ГОСТ 21179-2000 — обычный пчелиный воск, обладающий всеми характерными свойствами пчелиного воска, получаемый заводской переработкой вытопок (так называемой пасечной мервы) при температурах 80—100 °C, как правило, в присутствии водяного пара или горячей воды. Производственный воск используется в количестве до 10 % по весу при производстве вощины, для любых других целей.
4. Воск пчелиный экстракционный согласно ГОСТ-Р 52098-2003, получаемый экстрагированием воска из воскосырья (так называемой заводской мервы) с использованием бензина или нефраса с последующим выпариванием растворителя. Экстракционный воск используется для различных промышленных целей.

Происхождение и получение воска

Пчелиный воск является одним из массовых продуктов пчеловодства. Хотя некоторые насекомые, например шмели, также производят воск, но из-за особенностей биологии шмелей такой воск не производится в количествах имеющих какое-либо хозяйственное значение.

Наиболее интенсивно пчелиный воск производят пчёлы младших возрастов, при этом воск выделяется у них на брюшке в виде белёсых пластинок. Выделившийся воск пчёлы используют для строительства сотов, иногда для уплотнения элементов гнезда. Свежий воск, появляющийся в гнезде весной, обычно имеет белый цвет. Воск, используемый для строительства сот в более поздние периоды, имеет выраженный жёлтый цвет, иногда до коричневого. Вероятно, это связано с особенностями биологии пчелы и её питания.

По мере эксплуатации на поверхности стенок восковых ячеек сотов накапливаются окрашивающие вещества мёда, пыльцы, остатки коконов, которые формируют внутри ячеек пчелиные личинки. Из-за этого диаметр ячеек уменьшается, соты темнеют сперва до коричневого, а потом и до полностью чёрного цвета. Такие соты становятся непригодными для применения в пчелином гнезде и используются в качестве сырья для выделения воска.

Чем темнее становятся соты по мере эксплуатации в пчелиной семье, тем больше там содержится балластных веществ, тем ниже процентное содержание воска, тем меньшую долю воска можно выделить из такого воскосодержащего сырья.

Чистый пчелиный воск получают путём перетопки воскосодержащего сырья. Остатки воска для технических целей могут быть извлечены из вытопок экстрагированием органическими растворителями.

В качестве первичного воскового сырья используют:

1. обрезки воска, образующиеся при работе с пчелиными семьями на пасеке;
2. выбракованные по различным причинам соты;
3. забрус (крышечки, срезаемые с сотов перед откачкой мёда);
4. воск, остающийся после съедания мёда в сотах.

В качестве вторичного воскового сырья используют вытопки первичного воскового сырья. Такие вытопки называют пасечной мервой.

Различают четыре основных способа переработки:

1. Сухая вытопка с использованием солнечных воскотопок. Этот способ позволяет получать наиболее чистый и высококачественный воск-капанец. Отчасти это связано с воздействием солнечного света, осветляющего воск, отчасти с длительностью процесса, когда расплавленный воск медленно стекает в приёмное отделение воскотопки, где в течение длительного времени отстаивается и кристаллизуется без присутствия влаги. В вытопках после солнечной воскотопки остаётся до 70 % воска, которые невозможно извлечь на солнечной воскотопке.
2. Паровая вытопка с использованием паровых воскотопок различной конструкции, в которых горячий пар подаётся в камеру с первичным восковым сырьём. Выплавленный воск вместе с конденсатом стекает в приёмную посуду, где либо сразу кристаллизуется в слиток, либо накапливается для последующей переплавки в слиток. Паровая переработка позволяет выделить из сырья до 60 % содержащегося там воска.
3. Водная вытопка предусматривает разваривание воскосырья в объёме воды. При этом большая часть содержащегося в воскосырье воска всплывает на поверхность воды. На многих малых пасеках этот способ до сих пор остаётся основным способом получения товарного воска. В промышленных условиях пасечную мерву подвергают развариванию в воде, с тем чтобы подать разваренную мерву на воскопресс и отжать из неё оставшийся воск. Путём прессовой переработки количество недоизвлеченного воска можно понизить до 30 % от первоначального количества. Пчелиный воск водной вытопки обычно темнее воска, полученного другими способами, из-за наличия балластных веществ (пыльца растений, остатки коконов и другое), большего количества воды. Качество такого воска считается наихудшим. Такой воск, как правило, подвергают дополнительной очистке: отстаиванию и фильтрованию, а в промышленных условиях ещё и центрифугированию.
4. Экстракция бензином, нефрасом, горячим спиртом, трёх— и четырёххлористым углеродом предусматривает размачивание заводской мервы (вытопок после прессования) в одном из названных растворителей и упаривание в мягких условиях отфильтрованного экстракта.

Воск паровой и водной переработки после выделения из воскосырья обычно перекристаллизуется в широкой посуде вместе с остатком воды. При этом на дне посуды остаётся избыток воды, на поверхности которой плавает восковой слиток, дающий заметную термическую усадку при кристаллизации (до 2—5 %). На нижней части воскового слитка всегда формируется рыхлый эмульсионный слой, толщина и рыхлость которого существенно зависят от качества и количества избыточной воды, интенсивности перемешивания в процессе расплавления, скорости кристаллизации воска. В этом слое также концентрируются малорастворимые балластные вещества. Эмульсионный слой всегда должен быть удалён с нижней поверхности слитка, но может вновь использоваться при переработке совместно с первичным или вторичным воскосырьём.

Применение

• Большая часть производимого в мире воска по-прежнему используется для производства вощины для нужд пчеловодства;
• В натуральной косметике — загуститель для кремов и мазей, основной компонент помад, твёрдых духов;
• Используется для производства свечей;
• Покрытие некоторых видов сыра с целью предотвращения от высыхания;
• Изготовление выплавляемых моделей для литья;
• Компонент натуральных полировочных составов для мебели, деревянных изделий, паркетных полов и др.;
• Составная часть защитных мастик, например, для изделий из мрамора.
• Используется для смазки тетивы из синтетических нитей, её обмотки и направляющей для стрел арбалетов.