Пчели́ный воск, органическое многокомпонентное вещество с характерным медовым запахом, по происхождению являющееся продуктом восковыделительных желёз рабочих особей медоносной пчелы, используемое пчёлами для отстройки сотов гнезда. Представляет собой твёрдое, мелкозернистое на изломе вещество, окраска которого колеблется от почти бесцветной до тёмно-жёлтой, светло-коричневой и коричневой.

В зависимости от технологии переработки воскового сырья пчелиный воск подразделяют на пасечный, получаемый на пасеках перетапливанием сот, крышечек ячеек, восковых обрезков, и производственный, получаемый на воскозаводах при переработке пасечных вытопок.

На территории РФ качество натурального пчелиного воска и воскового сырья регламентируется стандартом ГОСТ 21179–2000 «Воск пчелиный», требования которого распространяются на пчелиный воск, полученный переработкой воскового сырья, предназначенного для изготовления вощины и для различных отраслей промышленности; качество экстракционного воска регламентируется стандартом ГОСТ 31923-2012 «Воск пчелиный экстракционный».

Состав и свойства пчелиного воска и воскового сырья

Категории воскового сырья:

• Исходное пасечное восковое сырьё включает соты, непригодные для вывода расплода или складывания мёда и перги, искривлённые, старые (в которых вывелось более 12 поколений пчёл); соты из строительных рамок; забрус; счистки воска со стенок улья и планок рамок.

• Пасечные вытопки – побочный продукт сухой переработки воскового сырья. Восковитость колеблется от 43 до 58 %, в их состав входят вода (6–8 %), растворимые и нерастворимые в воде невосковые компоненты.

• Пасечная мерва представляет собой побочный продукт влажной переработки воскового сырья нагреванием в присутствии воды с последующим прессованием. Восковитость колеблется от 18 до 40 %.

• Заводская мерва представляет собой воскосодержащий отход, получаемый при переработке пасечных вытопок влажным методом в заводских условиях. Используется в качестве сырья на воскоэкстракционных заводах.

В состав натурального пчелиного воска входят сложные эфиры, карбоновые и оксикарбоновые кислоты, высшие спирты, углеводороды и ряд других соединений.

Цвет. Воск на восковых зеркальцах рабочих пчёл бесцветный, а полученный из воскового сырья – окрашенный. Интенсивность окраски зависит от вида и содержания пигментов и невосковых примесей. Производственный воск имеет окраску от почти бесцветной через жёлто-зеленоватые тона до тёмно-жёлтой, светло-коричневой и коричневой. Оксиды железа придают воску коричневую окраску, латунь – ярко-жёлтую, медь – зеленоватую, никель – дымчато-жёлтую, цинк – тёмно-серую. Цвет экстракционного воска неоднородный, коричневый с желтоватым оттенком.

Вкус. Пчелиный воск безвкусен; производственный и экстракционный воск приобретают незначительный специфический привкус.

Запах пасечного воска – медовый, что обусловлено присутствием эфирных масел, переходящих в воск из пыльцы; производственный воск имеет специфический кисловатый запах с тонами мёда и прополиса. Экстракционный воск от производственного воска отличается своеобразным восковым запахом с наличием следов бензина, который применяется в качестве растворителя при экстрагировании.

Агрегатное состояние. Пчелиный воск при комнатной температуре представляет собой твёрдое вещество с микрокристаллическим строением.

Действие температуры. При температуре ниже 20 °С воск хрупкий, упругий и пластичный. С повышением температуры его упругость снижается, и при 35–38 °С наступает пластическое размягчение. Плавится воск в интервале температур 60–70 °С, в среднем при 63,5–63,7 °С. При нагревании, особенно в контакте с мёдом, прополисом и пергой (пыльцой), воск приобретает более интенсивную окраску. При 95–105 °С происходит удаление воды. Выше 140–150 °С начинается разложение воска.

Растворимость. Пчелиный воск нерастворим в воде и глицерине, малорастворим в этиловом и других низших одноатомных спиртах. При комнатной температуре он частично растворяется в петролейном и диэтиловом эфирах, бензине, сероуглероде, ацетоне, бензоле, толуоле, ксилоле, скипидаре, жирных и эфирных маслах, животных жирах, четырёххлористом углероде, ди- и трихлорэтилене, хлороформе и его смесях с ацетоном и муравьиной кислотой. Полное растворение в названных растворителях наблюдается только при нагревании (до 30 °С и выше).

Химические константы воска

Химический состав пчелиного воска принято характеризовать химическими константами, которые показывают суммарное содержание соединений отдельных групп. Основные химические константы воска – число омыления, кислотное число, эфирное число, отношение эфирного числа к кислотному и йодное число. Все показатели выражают одной единицей измерения – числом миллиграммов КОН, необходимым для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 г воска.

Число омыления показывает общее количество кислот, содержащихся в воске, как в свободном, так и в связанном состоянии; цифровые значения лежат в диапазоне от 89 до 97.

Эфирное число показывает количество сложных эфиров жирных кислот и одноатомных спиртов, т. е. связанных кислот в воске; цифровые значения меняются в пределах от 71 до 78.

Кислотное число характеризует количество свободных жирных кислот в воске, которые наиболее активны в химическом отношении и легко вступают в реакции с другими веществами; цифровые значения лежат в диапазоне от 18,5 до 22,0.

Йодное число воска характеризует общее содержание непредельных соединений (свободные и связанные кислоты, связанные спирты, олефины, некоторые пигменты), в результате чего воск изменяет свою окраску и часто эмульгирует с водой; цифровые значения меняются от 7,90 до 11,23.

Физико-механические свойства воска

Температура плавления пчелиного воска колеблется в пределах от 62 до 68 °С, температура застывания – от 61 до 70,5 °С. Относительная плотность воска (воск – при 20 °С, вода – при 4 °С) в среднем 0,96 г/см (от 0,95 до 0,97). С понижением температуры плотность воска увеличивается.

Пенетрация пчелиного воска – глубина проникновения калиброванной иглы в воск за 60 с при 20 °С и стандартном значении нагрузки. Пенетрацию пчелиного воска измеряют в миллиметрах или в условных единицах (1 единица равна 0,1 мм). Глубина проникновения иглы для пасечного воска должна составлять до 6,5 мм, а для производственного – 6,6–9,0 мм.

Вязкость. Расплавленный пчелиный воск характеризуется вязкостью, которая с понижением температуры увеличивается. Так, при 100 °С вязкость воска в среднем равна 0,014 Па ∙ с, а при температуре 64 °С – 0,022 Па ∙ с (в среднем).

Вода и примеси в воске

От содержания воды и механических примесей зависит качество воска – чем их меньше, тем выше его качество. Содержание воды в пасечном воске должно быть не более 0,3 %, в производственном – не более 1,5 %. Содержание механических примесей не должно превышать 0,3 %.

Стандартизация

Пасечный воск по органолептическим и физико-химическим показателям должен соответствовать следующим требованиям:

• массовая доля воды не более 0,5 %;

• массовая доля механических примесей не более 0,3 %;

• глубина проникновения иглы, определённая на пенетрометре при 20 °C, до 6,5 мм;

• наличие посторонних примесей не допускается;

• плотность при 20 °C по отношению к воде 0,95–0,97 г/см;

• показатель преломления при 75 °C 1,441–1,443;

• температура плавления 63,0–66,0 °C;

• кислотное число 16,0–20,0;

• степень омыления 85,0–101,0;

• эфирное число 67,0–84,0;

• йодное число 7,0–15,0;

• отношение эфирного числа к кислотному 3,5–4,7.

Производственный воск по органолептическим и физико-химическим показателям должен соответствовать следующим требованиям:

• цвет не темнее светло-коричневого;

• запах специфический;

• структура в изломе однородная, мелкозернистая;

• массовая доля воды не более 1,5 %;

• массовая доля механических примесей не более 0,3 %;

• глубина проникания иглы при 20 °С, определённая на пенетрометре, 6,6–9,0 мм;

• наличие фальсифицирующих примесей не допускается;

• плотность при 20 °С по отношению к воде 0,95–0,97 г/см;

• показатель преломления при 75 °С 1,441–1,444;

• температура плавления 63,0–69,0 °С;

• кислотное число 17,0–21,0;

• число омыления 85,0–101,0;

• эфирное число 71,0–83,0;

• йодное число 9,0–20,0;

• отношение эфирного числа к кислотному числу 3,3–4,5.

Пчелиный экстракционный воск по органолептическим и физико-химическим показателям должен соответствовать следующим требованиям:

• цвет в изломе неоднородный, коричневый с желтоватым оттенком;

• структура в изломе однородная, зернистая;

• запах восковой с наличием следов бензина;

• массовая доля воды не более 3,0 %;

• массовая доля механических примесей не более 0,2 %;

• глубина проникания иглы при 20 °С, определённая на пенетрометре при нагрузке 50 г, не более 5,0 мм;

• наличие фальсифицирующих примесей не допускается;

• показатель преломления при 75 °С 1,445–1,447;

• температура каплепадения (плавления) 64–76 °С;

• йодное число 21,0–33,0.

В РФ совершенствование стандартизации по продукции пчеловодства осуществляют ФГБНУ «Федеральный научный центр пчеловодства» и технический комитет по стандартизации ТК 432 «Пчеловодство».

Использование воска

Из пчелиного воска изготавливается вощина, его широко используют в радиотехнике, металлургии, лакокрасочном производстве, текстильной промышленности, в полиграфии, кораблестроении, гальванопластике, медицине и более чем в 40 отраслях промышленности.