СПОСОБ СКАРИФИКАЦИИ ПЕРГОВЫХ СОТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF SCARIFYING CERAGO CELLS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к пчеловодству, и может быть использовано преимущественно в технологии получения перги.
Перга - это свежая цветочная пыльца растений в виде обножки, собранная пчелами, переработанная, уложенная и законсервированная в ячейках сотов и залитая медом. В результате ферментативных реакций и молочно-кислого брожения, происходящих в анаэробных условиях, смесь становится легкоусвояемой для пчел, консервируется, что обеспечивает ее длительное хранение. Она является незаменимым белковым кормом для личинок и взрослых пчел. Пчелы используют ее для выкармливания расплода.
Заготовку перги осуществляют непосредственно в перговых сотах и отдельно от восковой основы сота.
Известен способ и линия для механизированной технологии извлечения перги, которая включает в себя последовательное выполнение следующих операций:
осушение пчелами перговых сотов от меда для устранения липкостных свойств перги;
при необходимости проводят скарификацию перговых сотов;
сушка естественная или искусственная перги до влажности 13-14%; отделение воскоперговой массы от рамок;
охлаждение перговых сотов до необходимой температуры с целью придания восковой основы перговых сотов хрупких свойств;
измельчение;
пневмосепарация с разделением на гранулы перги и восковое сырье.
Перговые соты готовят к сушке, скарифицируя поверхностный слой перги, пропитанный медом. После скарификации сотов осуществляется сушка перги, находящейся в них в сушильной установке до получения конечной влажности перги 13-14%.
После высушивания перги масса отделяется от рамок и помещается в камеру холодильной установки, где выдерживается при температуре около 0…1 градуса не менее 50-60 минут. После этого куски перговых сотов, восковая основа которых в результате охлаждения стала хрупкой, измельчают и освобождают полученные гранулы перги от восковых оболочек на измельчителе и через приемный бункер-дозатор подают в аспирационный канал. В аспирационном канале происходит разделение измельченной воскоперговой массы путем пневмосепарирования на пергу и восковое сырье. При этом частицы перги выпадают в емкость, восковое сырье поступает в циклон, а пылевидные частицы выносятся вентилятором в пылесборник (Некрашевич В.Ф., Кирьянов Ю.Н. Механизация пчеловодства. - Рязань, 2005. - С. 259-272).
Из всего технологического процесса на сушку перги требуется больше времени и затрат энергии. Чтобы сократить время сушки и затраты энергии перговые соты скарифицируют.
Скарификация - это повреждение поверхностного слоя какого-либо тела. То есть при скарификации перговых сотов необходимо нарушить целостность ячейки сота, в которых находятся гранулы перги. Скарификация перговых сотов перед сушкой позволяет сократить время сушки практически в 1,5-2 раза, в зависимости от влажности перги и во столько же затраты энергии на нее.
Известен способ скарификации перговых сотов срезанием поверхностного слоя гранул перги ножами. (Кирьянов Ю.В. /Пчеловодный инвентарь и пасечное оборудование. - М.: Мир, 2004.
Однако гранулы перги имеют разную длину от 3 до 12 мм. Следовательно, обеспечить срезание поверхностного слоя всех гранул невозможно. При этом происходит большая потеря перги в виде крошки при последующих операциях ее извлечения.
Известен способ скарификации перговых сотов путем прокалывания перговых гранул иголками, расположенными на игольчатой пластине, который осуществляется скарификатором, состоящим из рамы, на которой в подшипниковых опорах смонтирован вал, приводимый во вращение от мотор-редуктора, через фрикционную муфту. На каждой стороне центральной части вала скарификатора нарезана правая или левая резьбы, что дает возможность при его вращении правому и левому рычагам сближаться или удаляться друг от друга при реверсировании его вращения. К рычагам крепятся пластины с иголками, которые проходят через чистящие пластины, неподвижно прикрепленные к стойкам, в верхней части которых закреплены направляющие. Для того, чтобы вместе с валом скарификатора не проворачивались рычаги совместно с игольчатыми пластинами к ним прикрепляются направители, которые скользят по направляющим. Ход рычагов ограничивается двумя концевыми выключателями. Иголки на игольчатой пластине расположены таким образом, чтобы на перговом соте одновременно прокалывались все коконы, расположенные в сотовых ячейках. (Некрашевич В.Ф., Кирьянов Ю.Н. Механизация пчеловодства. - Рязань, 2005. - С. 266-267).
Известный способ скарификации перговых сотов осуществляется скарификатором, который работает следующим образом. При придании валу скарификатора вращения, рычаги с игольчатыми пластинами разводятся в разные стороны и между ними вставляется перговый сот. При придании валу обратного движения игольчатые пластины сходятся и прокалывают перговые коконы на заданную концевыми выключателями глубину.
При обратном ходе иглы выходят из перговых коконов и очищаются чистящими пластинами от налипших кусочков перги и воска. После остановки вращения вала концевым выключателем сот вынимается и на его место вставляется другой. Затем цикл повторяется.
Известный способ скарификации перговых сотов и скарификатор имеют недостатки.
При прокалывании нарушается целостность гранул перги, часть гранул разрушается, что приводит к ухудшению качества перги и снижаются качественные и количественные показатели питательных веществ в перге. Процесс скарификации известным способом трудоемкий, а скарификатор является сложным при эксплуатации, так как необходимо расположить иголки на пластине, а также сам перговый сот в определенном порядке для прокалывания каждой гранулы перги.
Из-за разной длины перговых гранул (от 3 до 12 мм) не все гранулы перги будут проколоты, а значительная часть перговых гранул с наибольшей длиной подвергается излишней деформации.
Кроме того, перга во всех ячейках сотов герметично закрыта восковыми стенками ячеек сота, а в некоторых, которых весь объем ячеек заполнен пергой, пчелы закрывают ячейки медово-перговой крышечкой.
При обсушке перговых сотов от меда пчелы съедают и уносят в улей не только мед, который имеется в ячейках перговых сотов, а также и медово-перговые крышечки, которыми закрыты гранулы перги.
Поэтому после обсушки пчелами перговых сотов, медово-перговых крышечек, которыми пчелы закрывали гранулы перги, не имеется.
Также известен способ скарификации перговых сотов, заключающийся в разрыве оболочек ячеек, в которых находятся гранулы перги, путем прогиба перговых сот при воздействии на них центробежной силы. (Патент на изобретение РФ №2472340, МПК А01K 59/00. Способ скарификации перговых сотов, заявл. 08.06.2011, опубл. 20.01.2013 Бюл. №2).
Известный способ скарификации перговых сотов осуществляется скарификатором, состоящим в виде вращающегося ротора с кассетами, на которых натянуто резиновое полотно. Для скарификации перговых сотов, включающий поверхностное разрушение твердых оболочек крышечек гранул перговых сотов, устанавливают перговые соты вертикально в кассеты ротора, на внешней стороне которых закреплено полотно. При вращении ротора под действием центробежных сил, полотна кассет вместе с перговыми сотами изгибаются по дуге окружности. Причем, соты деформируются с образованием трещин в крышечках гранул и кольцевых зазоров между восковыми стенками ячеек перговых сотов и боковыми стенками гранул. После скарификации одной стороны перговых сотов их вынимают из кассет, переворачивают на 180° и устанавливают в кассеты с повтором цикла скарификации с другой стороны сотов.
Вследствие деформации и изгибания перговых сотов при вращении в роторе происходит разрыв восковых стенок ячеек и создаются трещины.
Кроме того, при деформации и изгибании перговых сотов создаются кольцевые зазоры между восковыми стенками ячеек перговых сотов и поверхностями гранул перги.
За счет создания разрыва и трещин восковых стенок ячеек перговых сотов, а также кольцевых зазоров между восковыми стенками ячеек перговых сотов и поверхностями гранул перги, между гранулами перги и восковыми стенками ячеек поступает воздух, за счет которого происходит сушка гранул перги без нарушения их целостности. Гранулы перги не разрушаются, а процесс сушки перги происходит быстрее.
Однако гранулы перги в ячейках сотов герметично закрыты восковыми стенками ячеек сота, а некоторые ячейки с пергой закрыты медово-перговыми крышечками. При обсушке перговых сотов от меда пчелы съедают и уносят в улей не только мед, который имеется в ячейках перговых сотов, а также и медово - перговые крышечки, которыми закрыты гранулы перги. Поэтому при скарификации перговых сотов известным способом образование трещин в медово-перговых крышечках, которыми якобы закрыты гранулы перги, не представляется возможным, так как при обсушке перговых сот пчелы унесли не только мед, который был в ячейках перговых сот, а также и медово-перговые крышечки, которыми пчелы закрыли гранулы перги, находящихся в ячейках.
При вращении ротора, в котором установлены перговые соты за счет воздействия центробежных сил не могут изгибаться перговые соты, а разрушение перговых сотов возможно. Для предотвращения разрушения перговых сотов на внешней сторане кассет ротора закреплено полотно.
Разрушение перговых сотов объясняется тем, что гнездовые, а также магазинные рамки для удержания в них сота с расплодом, медом и пергой оснащаются проволокой диаметром 0,5 мм. Проволока натягивается между боковыми планками по их центру параллельно верхнему бруску на расстоянии 15…20 мм от него, а затем нижние ветви на расстоянии 50…55 мм друг от друга. В гнездовых рамках натягиваются 5 или 4, а в магазинной 2 ветви проволоки. (Некрашевич В.Ф., Кирьянов Ю.Н. Механизация пчеловодства. - Рязань, 2005. - С. 100-101).
Проволока, натянутая между боковыми планками гнездовой рамки, при воздействии центробежных сил вращающегося ротора, предотвращает деформацию и изгибание перговых сотов.
В перговых сотах в одних ячейках сот находятся гранулы перги, а в других ячейках мед, который унесли пчелы при обсушивании перговых сотов. Поэтому при изгибании и деформации пергового сота за счет центробежных сил, воздействующих на перговый сот целостность восковых стенок ячеек будет нарушаться в основном в которых нет гранул перги. Объясняется тем, что консистенция воска при температуре до 35°С твердая, при температуре 47°С разрушается его нормальная структура. Поэтому образованные трещинки в стенках восковых ячеек, в которых находятся гранулы перги, при повороте перговых сотов на 180° и при их изгибе резко уменьшатся и будут незначительны для прохода воздуха между стенками восковых ячеек и гранул перги.
Известные способы и устройства для скарификации не позволяют получить зазор между восковыми стенками ячеек сота и гранулами перги.
Также известна вибрационная установка для извлечения перги из ячеек сот, которая содержит расположенный на несущей раме посредством упругой подвески корпус с разгрузочной трубой и вибровозбудителем. Нижняя часть корпуса выполнена в виде несущей плиты, а внутри корпуса боковые стенки поярусно выполнены с пазами для установки в них соторамок. Под каждой соторамкой установлен выгрузной сборник, выполненный в виде плоскости, наклоненной в двух плоскостях к выгрузной трубе. Упругая подвеска выполнена из четырех цилиндрических, горизонтально расположенных пружин. (Патент РФ №2302729, МПК А01К 59/00, В07В 1/40, заявл. 14.11.2005, опубл. 20.07.2007 Бюл. №20).
Известная вибрационная установка позволяет под действием вибрации отделить перговые гранулы из восковых ячеек перговых сот.
Однако перед отделением гранул перги из восковых ячеек необходимо предварительно осушить пергу в перговых сотах до влажности 12-13%. А для того, чтобы ускорить сушку перги в перговых сотах до влажности 12-13% следует провести скарификацию перговых сотов.
Известная вибрационная установка не позволяет провести скарификацию перговых сотов.
Задачей изобретения является улучшение технологического процесса скарификации перговых сотов и создание устройства для осуществления скарификации перговых сотов.
Технический решение заключается в том, что улучшение технологического процесса скарификации перговых сотов осуществляется путем получения зазора между гранулами перги и стенками восковых ячеек, а зазор между гранулами перги и восковыми стенками ячеек осуществляется устройством, которое позволяет обеспечить вибрационные нагрузки на корпус улья, в котором вертикально установлены и закреплены перговые соты.
Техническое решение достигается тем, что способ скарификации перговых сотов включает обсушку пчелами перговых сотов от меда для устранения липкостных свойств перги, нарушение целостности восковых стенок ячеек сот, в которых размещены гранулы перги, а нарушение целостности восковых стенок ячеек и зазор между гранулами перги и восковыми ячейками осуществляется путем воздействия вибрационных нагрузок в горизонтальном и вертикальном направлении на корпус улья, в который устанавливаются и закрепляются в вертикальном положении перговые соты, вибрационные нагрузки на корпус с перговыми сотами создаются электровибратором, устанавливаемым на боковую стенку корпуса и электровибратором, устанавливаемым на несущую плиту, на которой закреплен корпус с перговыми сотами.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ скарификации перговых сотов соответствует критерию «новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. Зазор между гранулами перги и восковыми ячейками, а также нарушение целостности восковых стенок ячеек осуществляется путем воздействия вибрационных нагрузок в горизонтальном и вертикальном направлении на корпус улья.
2. В корпус улья устанавливаются и закрепляются в вертикальном положении перговые соты.
3. Вибрационные нагрузки на корпус улья создаются в горизонтальном направлении электровибратором, устанавливаемым на боковую стенку корпуса и вертикальном направлении электровибратором, устанавливаемым на несущую плиту, на которой закреплен корпус улья.
С целью образования зазоров между восковыми стенками ячеек и гранулами перги, а также с целью нарушения целостности восковых стенок ячеек, в которых находятся гранулы перги, на гранулы перги осуществляется воздействие вибрационных нагрузок в горизонтальном и вертикальном направлениях.
В результате воздействия вибрационных нагрузок на корпус улья, в котором закреплены в вертикальном положении перговые соты, гранулы перги изменяют форму и поперечное сечение в сторону уменьшения и в результате образуется зазор между гранулами перги и восковыми стенками ячеек.
В результате воздействия вибрационых нагрузок на корпус улья, в которых закреплены в вертикальном положении перговые соты, восковые стенки ячеек получают трещинки и разрывы, то есть нарушается целостность восковых стенок ячеек.
Скарификация проводится перговых сотов, в которых ячейки полностью могут быть заполнены пергой, а также перговых сотов, в которых ячейки могут быть заполнены пергой на половину или на одну третью часть ячейки.
Поэтому амплитуду и частоту вибрации, которыми воздействуют на перговые соты необходимо регулировать. Для этого перговые соты устанавливаются и закрепляются в корпусе улья, на который воздействуют вибрационными нагрузками. Для этого на боковую стенку корпуса и несущую плиту, на которой установлен корпус улья закрепляются электровибраторы.
Положением эксцентрикового механизма электровибратора имеется возможность изменять амплитуду вибрации перговых сотов, а изменением частоты вращения ротора электровибратора имеется возможность изменять частоты вибрации перговых сотов.
За счет создания зазора между восковыми стенками ячеек и гранулами перги, а также разрыва, трещин восковых стенок ячеек, между гранулами перги и восковыми стенками ячеек поступает воздух, за счет которого происходит сушка гранул перги без нарушения их целостности. Гранулы перги не разрушаются, а процесс сушки гранул происходит быстрее.
Выявленные признаки технического решения заявляемого способа скарификации перговых сотов позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Техническое решение достигается тем, что устройство для скарификации перговых сотов, содержащее нижнюю часть, выполненную в виде несущей плиты, на которой установлена вибрационная установка на упругой подвеске, выполненной из цилиндрических горизонтально расположенных пружин, вибровозбудитель, корпус, внутри которого боковые стенки поярусно выполнены с пазами для установки в них соторамок, а корпус улья установлен на несущую плиту, на которой закреплен электровибратор, причем несущая плита размещена на вертикально расположенных цилиндрических пружинах, которые установлены на направляющих, закрепленных на несущей плите и раме, внутри корпус улья снабжен вертикальными направляющими для установки в вертикальном положении перговых сотов, корпус улья оснащен крышкой, которой зафиксированы перговые соты, на боковой стенке корпуса закреплена несущая плита, на которой закреплен электровибратор, причем несущая плита на боковой стенке корпуса, размещена на горизонтально расположенных цилиндрических пружинах, которые установлены на направляющих, закрепленных на несущей плите и раме.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для скарификации перговых соответствует критерию «новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. Корпус улья установлен на несущую плиту, на которой закреплен электровибратор.
2. Несущая плита размещена на вертикально расположенных цилиндрических пружинах, которые установлены на направляющих, закрепленных на несущей плите и раме.
3. Внутри корпус улья снабжен вертикальными направляющими для установки в вертикальном положении перговых сотов.
4. Корпус улья оснащен крышкой, которой зафиксированы перговые соты.
5. На боковой стенке корпуса закреплена несущая плита, на которой закреплен электровибратор.
6. Несущая плита на боковой стенке корпуса размещена на горизонтально расположенных цилиндрических пружинах, установленных на направляющих, закрепленных на несущей плите и раме.
Для воздействия вибрационными нагрузками на перговые соты, под действием которых нарушается целостность восковых ячеек, в которых находятся гранулы перги, перговые соты помещаются в корпус улья по направляющим в вертикальном положении и фиксируются крышкой корпуса улья.
Для воздействия вибрационными нагрузками на перговые соты корпус улья установлен на четырех вертикально расположенных цилиндрических пружинах. Вертикально расположенные цилиндрические пружины закреплены на несущей плите и корпусе улья.
Для установки перговых сотов в вертикальном положении внутри корпуса на его вертикальных стенках закреплены направляющие.
Для воздействия вибрационных нагрузок на гранулы перги перговые соты должны быть хорошо закреплены в корпусе улья. Для этого на корпус улья сверху устанавливается и закрепляется крышка, которая крепится сверху корпуса улья. Крышка, установленная на корпусе, прижимает рамки с перговыми сотами к вертикальным стенкам улья. В результате перговые соты остаются зафиксированными неподвижно.
Для создания вибрационных нагрузок на перговые соты на несущей плите установлен корпус, в котором размещены перговые соты, а на нижней стороне несущей плиты закреплен электровибратор. При работе электровибратора на корпус, в котором размещены в вертикальном положении перговые соты, получают вибрационные нагрузки.
Для получения вибрационных нагрузок на перговые соты в горизонтальном направлении на боковой стенке корпуса установлена несущая плита, на которой закреплен электровибратор. Несущая плита на боковой стенке корпуса размещена на горизонтально расположенных цилиндрических пружинах, установленных на направляющих, закрепленных на несущей плите и раме.
Блоком управления электровибраторами регулируется частота колебаний корпуса улья, в котором закреплены перговые соты.
Выявленные признаки технического решения заявляемого устройства для скарификации перговых сотов позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
По результатам анализа патентно-технической литературы, не обнаружено технического решения аналогичного заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого способа скарификации перговых сотов и устройства для его осуществления.
Новизна заявленного способа скарификации перговых сотов заключается в том, что нарушение целостности восковых ячеек, в которых находятся гранулы перги, осуществлено путем получения зазора между гранулами перги и восковыми стенками ячеек и выполнено воздействием вибрационных нагрузок на корпус улья, в котором вертикально установлены и закреплены перговые соты, в ячейках которых размещены гранулы перги.
Способ скарификации и устройство для его осуществления поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 представлено устройство для скарификации перговых сотов; фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; фиг. 3 - электровибратор с эксцентриковым механизмом.
Устройство для скарификации перговых сотов состоит из рамы 1, на которой закреплена плита 2. На плите 2 закреплены направляющие 3 цилиндрических пружин 4. На пружинах 4 установлена несущая плита 5, на которой закреплен корпус 6 улья. Несущая лита 5 имеет направляющие 7 для цилиндрических пружин 4. На внутренних стенках корпуса 6 закреплены направляющие 8 для перговых сотов 9. Сверху корпуса 6 закрепляется крышка 10. На несущей плите 5 закреплен электровибратор 11 с эксцентриковым механизмом 12 (фиг. 3).
На боковой стенке корпуса 6 закреплена плита 13, на которой установлен электровибратор 14 с эксцентриковым механизмом. На плите 13 закреплены направляющие 15 с цилиндрическими пружинами 16 установленными на направляющих 17, которые закреплены на раме 1.
В корпус 6 по направляющим 8, закрепленным на внутренних стенках корпуса 6, устанавливаются в вертикальном положении перговые соты 9 (фиг. 2).. В ячейках перговых сотов 9 расположены гранулы перги. В перговых сотах 9 в одних ячейках перга полностью заполнила объем ячейки, в других на половину, а третьих на одну третью объема ячейки. Имеются перговые соты 9, в которых все ячейки заполнены пергой, но это отдельные случаи. Для того, чтобы установить перговые соты 0 в корпус 6, снимается крышка 10. Перговые соты 9 вручную по направляющим 8 устанавливаются в корпус 6 в вертикальном положении. Затем закрепляют крышку 10 на корпусе 6. Крышка 10, установленная на корпусе 6, прижимает рамки перговых сотов 9 к вертикальным стенкам корпуса 6. В результате перговые соты 9 остаются зафиксированными в корпусе 6 неподвижно.
Дл получения вибрационных нагрузок в горизонтальном направлении на боковой стенке корпуса 6 закреплена плита 13, на которой установлены направляющие 15 с цилиндрическими пружинами 16, которые установлены в направляющие 17, закрепленных к раме 1. На несущей плите 13 установлен электровибратор 14.
Способ скарификации перговых сотов осуществляется следующим образом.
Для скарификации перговых сотов с корпуса 6 улья снимается крышка 10. В корпус 6 устанавливается и закрепляется комплект предварительно обсушенных пчелами от меда перговых сотов 9. Например, в 12 рамочный корпус улья устанавливается 12 рамок сот.В корпус 6 можно установить 10 перговых сотов 9 так, как между перговыми сотами имеются направляющие 8. Перговые соты 9 подбираются с одинаковой частью ячеек заполненной пергой. Направляющие 8 закрепленные внутри корпуса 6 способствуют установки перговых сотов 9 в вертикальном положении и позволяют закрепить перговые соты в неподвижном состоянии при осуществлении технологического процесса скарификации перговых сотов 9. Устанавливается крышка 10, которая фиксирует перговые соты 9 в неподвижном состоянии. Крышка 10 фиксируется на корпусе 6 прижимами (прижимы не показаны).
Опытным путем подбирается частота и амплитуда вибрации перговых сотов 9. Для этого электровибраторы 11 и 14 работают от электродвигателя постоянного тока, которые позволяют изменить частоту вращения ротора, то есть частоту вибрации перговых сотов. Амплитуду вибрации устанавливают эксцентриковым механизмом 12. Блоком управления (на чертежном материале блок управления не показан) электровибраторами 11 и 14, изменяют амплитуду и частоту колебательного процесса скарификации перговых сотов.
Включают электровибратор 11, который создает вибрационные нагрузки на корпус 6 и перговые соты 9 в вертикальном положении. Корпус 6 с вертикально установленными перговыми сотами 9 получает вибрационные нагрузки в вертикальном направлении. Включают электровибратор 14, который создает вибрационные нагрузки в горизонтальном направлении на плиту 13, корпус 6 и перговые соты 9.
Под действием вибрации на перговые соты 9, нарушается целостность восковых стенок ячеек, появляются трещинки и разрывы восковых стенок ячеек, а гранулы перги, которые находятся в ячейках сот, изменяют форму и уменьшают поперечное сечение. В результате создается зазор между гранулами перги и восковыми стенками ячеек.
После скарификации перговых сотов 9 проводят подсушивание перговых гранул 6 при температуре окружающего воздуха 40…42° и доведят влажность гранул перги до 14…15%.
За счет образования трещин и разрывов восковых стенок ячеек, а также образованного зазора между восковыми стенками ячеек и гранулами перги, ускоряется процесс сушки перговых гранул. Перговые соты при влажности гранул перги 14... 15% можно хранить длительное время. При хранении пенрговых сотов не происходят потери полезных и биологически активных веществ в гранулах перги. Сохраняются витамины в гранулах перги, и остается приятный вкус.