Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЕРГИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к пчеловодству, и может быть использовано в технологии получения гранул перги.

Известен способ извлечения перги, включающий скарификацию поверхностного слоя пергового сота, его конвективную сушку при температуре 40-42°C до влажности 14-15%, охлаждение при температуре -(3-4)°C в течение 30-40 мин и измельчение на дробилке до получения отдельных перговых комочков с их последующей пневматической сепарацией с целью повышения качества и эффективности извлечения перги из сотов, полученные после измельчения перговые комочки подвергают сжатию до величины 4,9-5,0 мм, а их пневматическую сепарацию проводят при скорости воздушного потока 5-8 м/с с разделением перговых комочков на фракции размерами 1,5-6,0 мм (а.с. СССР №1386129, МПК A01K 59/00, заявл. 09.09.1985, опубл. 07.04.1988. Бюл. №13).

Известный способ извлечения перги имеет недостатки.

В процессе сушки перговых сотов теплота тратится как на сушку гранул перги, так и на нагрев деревянной рамки и восковой основы сота, что приводит к дополнительным неоправданным затратам энергии.

Наиболее близким из известных способов по наличию сходных признаков является способ извлечения перги из сотов, включающий отделение кусков перговых сотов от рамок, их охлаждение и измельчение до образования отдельных перговых гранул и воскового вороха с последующей пневматической сепарацией измельченной массы при скорости воздушного потока 7,5-8 м/с и сушку в вакууме. Перед началом извлечения перги из сотов удаляют остатки меда, после чего проводят глубокое охлаждение отделенных от рамок кусков перговых сотов до замерзания перги при температуре от -18 до -19°C в течение 5-6 ч, охлажденные куски перговых сотов измельчают до образования отдельных перговых гранул и воскового вороха, полученные после пневматической сепарации замороженные перговые гранулы вторично измельчают до порошкообразного состояния, а затем осуществляют сушку в вакууме. Перговые гранулы вторично измельчают до среднего размера частиц 0,3-1,5 мм и сушат в вакууме слоем 12-15 мм на теплоподводящей поверхности, разогретой до температуры 48-50°C, в течение 1,8-2 часов до влажности перги 13-14% (патент РФ №2326531, МПК A01K 59/00, заявл. 19.12.2006, опубл. 20.06.2008. Бюл. №17).

Перед извлечением перги из перговых сотов удаляют остатки меда. Для этого имеющиеся в соте медовые ячейки распечатывают и откачивают мед центрифугированием. После центрифугирования соторамки помещают в улей с пчелами на 2-3 дня для удаления мелких капель меда, рассеянных по поверхности сота. От подготовленных таким образом соторамок отделяют куски сотов и помещают их в морозильную камеру с температурой от -18 до -19°C на 5-6 часов. В процессе глубокого замораживания восковая основа сотов становится хрупкой, а перговые гранулы приобретают высокую прочность, при этом поверхностный слой перговых гранул, пропитанный медом, утрачивает адгезионную (липкостную) способность. Дальнейшее извлечение перги из кусков перговых сотов можно проводить на различном оборудовании, например, используя установку для извлечения перги из перговых сотов, содержащую циклон, аспирационный канал, рабочую камеру, а также вал с рабочими органами. При извлечении перги на рекомендуемой установке охлажденные куски перговых сотов измельчают до получения целых перговых гранул и воскового вороха. Высвобожденные при измельчении кусков сотов перговые гранулы покрыты оболочкой, которая разрушается под действием рабочих органов в рабочей камере измельчителя. Отделение перги от восковых частиц происходит в аспирационном канале установки для извлечения перги из перговых сотов, куда подается воскоперговая смесь при скорости воздушного потока 7,5-8 м/с. Полученные замороженные перговые гранулы вторично измельчают в измельчителе, например, молоткового типа до среднего размера частиц 0,3-1,5 мм и сушат в вакууме величиной 0,098-0,099 МПа на теплоподводящей поверхности, разогретой до температуры 48-50°C, слоем 12-15 мм в течение 1,8-2 часов до влажности 13-14%. Вторичное измельчение стало необходимым для получения частиц размером 0,3-1,5 мм, так как в случае измельчения до указанных размеров при первичном измельчении частицы перги в 1,5 мм и менее уносятся воздушным потоком в аспирационном канале установки вместе с восковыми частицами. Высушенный полученный продукт практически не содержит восковых частиц и представляет собой порошок пригодный для таблетирования или консервации.

Однако известный способ имеет недостатки.

Охлаждение при низких температурах -18…-19°C в течение 5-6 часов, размораживание и последующая сушка при 48-50°C в течение 1,8-2 часов приводят к существенным затратам энергии. Такое выполнение технологического процесса ничем не обосновано, является энергозатратным и снижает производительность процесса извлечения перги. Кроме того, нецелесообразно гранулы перги сначала разрушать до порошкообразного состояния, а затем таблетировать. Гранулы перги сами являются естественными спрессованными препаратами.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в снижении затрат энергии и повышении производительности процесса извлечения перги из пчелиных сотов.

Техническое решение заключается в том, что снижение затрат энергии обеспечивается за счет охлаждения поверхностного слоя гранул перги до приобретения прочности, необходимой для механического разрушения пергового сота в измельчителе, а повышение производительности процесса извлечения перги - за счет уменьшения времени на процесс охлаждения и последующей сушки.

Техническое решение достигается тем, что способ извлечения перги из сотов, включающий отделение кусков перговых сотов от рамок, их охлаждение и измельчение до образования отдельных перговых гранул и воскового вороха с последующей пневматической сепарацией измельченной массы при скорости воздушного потока 7,5-8 м/с и сушку, а гранулы перги в соте охлаждаются (подмораживаются) независимо от влажности и температуры до достаточной для переработки сота прочности на сжатие 40 кПа, причем охлаждению подвергается поверхностный слой гранул перги, при этом внутренние слои сохраняют пластичные свойства и способствуют отделению восковой оболочки пергового сота, время охлаждения кусков перговых сотов определяется по формуле

t_выд=-277,4073-1,9408·T_охл+31,6739·W+0,0014·T_охл ²+0,1799·T_охл·W-0,657·W², мин,

где T_охл - температура среды, в которой охлаждаются перговые соты от 0 до -20°C;

W - влажность гранул перги в соте от 14% до 24%.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ соответствует критерию «новизна», т.к. имеет существенные отличия.

1. Охлаждение осуществляется до достаточной для переработки сота прочности гранул перги на сжатие 40 кПа.

2. Охлаждению подвергается поверхностный слой гранул перги, а внутренние слои сохраняют пластичные свойства.

3. Пластичные свойства внутренних слоев гранул перги способствуют при деформации отделению восковой оболочки пергового сота.

4. Время охлаждения перговых сотов определяется по формуле

t_выд=-277,4073-1,9408·T_охл+31,6739·W+0,0014·T_охл ²+0,1799·T_охл·W-0,657·W², мин,

где T_охл - температура среды, в которой охлаждаются перговые соты от 0 до -20°C;

W - влажность гранул перги в соте от 14% до 24%.

С целью извлечения гранул перги перговые соты охлаждают для придания восковой основе хрупких свойств, а гранулам перги - прочности на сжатие 40 кПа, которая достаточна для сопротивления внешним воздействиям при измельчении. Охлаждению подвергается только поверхностный слой гранул перги, что снижает затраты энергии на данный процесс, а благодаря сохранению пластичных свойств внутренних слоев сокращается крошимость гранул. Время выдержки при охлаждении можно определить по представленной формуле

t_выд=-277,4073-1,9408·T_охл+31,6739·W+0,0014·T_охл ²+0,1799·T_охл·W-0,657·W², мин,

где T_охл - температура среды, в которой охлаждаются перговые соты от 0 до -20°C;

W - влажность гранул перги в соте от 14% до 24%.

Способ извлечения перги из сотов осуществляется следующим образом. Перед извлечением перги из перговых сотов от соторамок отделяют куски сотов. Затем определяют влажность перги и выбирают температуру охлаждения. По предложенной формуле определяют необходимое время выдержки

t_выд=-277,4073-1,9408·T_охл+31,6739·W+0,0014·T_охл ²+0,1799·T_охл·W-0,657·W², мин,

где T_охл - температура среды, в которой охлаждаются перговые соты от 0 до -20°C;

W - влажность гранул перги в соте от 14% до 24%.

После чего куски перговых сотов отправляют на охлаждение. При рассчитанном времени выдержки поверхностный слой гранул перги достигнет прочности гранул на сжатие в 40 кПа, а внутренние слои при этом сохранят свои пластичные свойства. Дальнейшее извлечение перги из кусков перговых сотов можно проводить на различном оборудовании, например, используя агрегаты для извлечения перги из перговых сотов. При извлечении перги в агрегатах происходит измельчение перговых сотов до получения целых перговых гранул с охлажденным поверхностным слоем и воскового вороха. Разделение перговых гранул с охлажденным поверхностным слоем от измельченного воскового вороха проводят путем пневмосепарации при скорости воздушного потока 7,5-8 м/с. Пластичные свойства внутренних слоев гранул перги при их деформации способствуют отделению восковой оболочки пергового сота, что обеспечивает более полную очистку перги от восковой основы сота. Пластичные свойства внутренних слоев гранул перги, имеющих охлажденный поверхностный слой, предотвращают нарушение целостности перговых гранул. Полученные перговые гранулы с охлажденным поверхностным слоем отправляют на сушку при температуре 40-42°C до достижения влажности перги 14-15%.

Например. При температуре охлаждения -18°C и влажности перги 20% необходимая прочность в 40 кПа поверхностный слой гранул перги достигается через 63,9 минуты, что практически в 3-4 раза меньше, чем по известному способу извлечения перги из сотов, принятому за прототип (патент РФ №2326531, A01K 59/00, заявл. 19.12.2006, опубл. 20.06.2008. Бюл. №17). При дальнейшей переработке выход перги составляет не менее 98-99%, а содержание воска не превышает 4%, что соответствует требованиям ГОСТ Р 53408-2009.

Экономический эффект достигается за счет сокращения времени и энергии на процессы охлаждения, размораживания и сушки гранул перги, а также за счет повышения качества и количества выхода перговых гранул.