В статье обоснованы технологические параметры защитной обработки ульев воском. Предварительный нагрев древесины горячим воздухом способствует ее прочной связи с воском.
Большинство пчеловодов красит ульи, увеличивая срок их службы, но при недостаточной вентиляции в них вода плохо испаряется через древесину, они сыреют изнутри, гниют, появляется грибок. Неокрашенный улей гниет и снаружи, а внутри накапливается сырость.
Некоторые американские пчеловоды решают эту проблему по-другому. Доски для изготовления ульев предварительно сушат, а потом проваривают в воске. Тогда они служат долго, оставаясь сухими и гигиеничными дождливой осенью и пасмурной весной.
Древесина — пористый материал. Объем пор у сосны — 69,3%, у ели — 72,0%. Расход воска зависит не только от породы дерева, но и от глубины пропитки, предварительной подготовки древесины, температуры воска и изменений его свойств при нагревании, добавки растворителя в воск и некоторых других факторов. Можно использовать некондиционный, темный воск, но и при этом процесс останется достаточно дорогим. Для пропитки целых ульев требуются большие емкости, специальные нагревательные устройства и очень большое количество воска.
Мы в своей практике поступаем иначе. Очищенную и вымытую наружную поверхность улья сушим, проводим термообработку горячим воздухом с помощью фена (тепловентилятора) и расплавляем на этой же поверхности воск. Он плавится и впитывается в доски. Потоком горячего воздуха направляем воск на соседнюю необработанную поверхность, добиваясь равномерного и сплошного покрытия улья.
Рассмотрим, какое влияние оказывает температура на процессы, связанные с пропиткой и подготовкой древесины. Так как она обладает низкой теплопроводностью, то при нагревании горячим воздухом, когда на поверхности досок уже появляются признаки обугливания, внутренние слои недостаточно просыхают. Под влиянием температуры начинают выделяться пары воды, которые влияют на состав продуктов термического разложения древесины, приводят к снижению температуры кипения выделяющихся жидких продуктов, например смолы.
На процессы термического разложения древесины оказывает влияние кислород, содержащийся в горячем воздухе и окисляющий выделяющиеся смолистые вещества. При температуре, недостаточной для воспламенения древесины, он способствует окислительной конденсации некоторых веществ, входящих в смолу, с образованием более высокомолекулярных и более гидрофобных (не смачивающихся водой) соединений. Они менее летучи и могут частично оставаться в поверхностном слое древесины. Влияние кислорода и, следовательно, развитие процесса конденсации ограничиваются сопротивлением встречного парогазового потока из глубинных слоев древесины.
При нагревании надо учитывать, что при температуре выше 260°С состав древесины начинает резко меняться — разрушаются целлюлоза и пентозаны, образуется смола. При 300°С идет интенсивное разложение древесины. В промежутке от 190 до 400°С выход ароматических углеводородов, являющийся показателем глубокой термической деструкции древесины, увеличивается почти в восемь раз. Основное количество смолы выделяется при температуре несколько выше 300°С. Если до 155°С еще не происходит изменений целлолигнина, то в интервале 175–250°С идет его уплотнение. В интервале от 260 до 280°С процессы деструкции и конденсации настолько развиваются, что лигнин теряет свою гидрофильность, то есть перестает смачиваться водой. С другой стороны, такая подготовка древесины позволяет ей хорошо пропускать расплавленный воск на глубину осмоления и удерживать его. Это делает ее непроницаемой для влаги и устойчивой к атмосферному воздействию. Солнечные лучи заставляют воск глубже проникать в древесину, и он уже не может отслоиться от ее поверхности механически (в отличие от краски).
Без осмоления древесины воск проникает на меньшую глубину и под солнечными лучами частично может стечь с поверхности улья. При нагревании открытым пламенем паяльной лампы наружные слои досок быстро нагреваются, так как внутренние не отводят тепло. В поверхностном слое, нагретом до 260°С, протекают процессы деструкции. Выделяющиеся газы, содержащие большое количество оксида углерода и метана, воспламеняются. Это приводит к росту температуры поверхностного слоя до 300°С и вовлечению материала в более глубокую деструкцию — древесина начинает гореть с образованием слоя древесного угля. В начальный период он не горит, так как кислород воздуха полностью расходуется на сгорание газообразных продуктов разложения древесины. За счет выделяющегося тепла продолжается прогрев на большую глубину с выделением летучих веществ. Температура поверхности древесины повышается до 700°С, но скорость выделения горючих летучих веществ снижается и кислород воздуха, ранее недоступный для древесного угля, начинает расходоваться на его горение. Описанный выше процесс с этого момента совпадает с горением газообразных продуктов и продолжается до сгорания всей древесины.
Обработка древесины открытым пламенем приводит к снижению ее прочности и увеличению пористости, что, в свою очередь, вызывает дополнительный расход воска на пропитку. Беспламенный нагрев приводит к деструкции древесины, но без интенсивного обугливания и снижения прочности поверхностных слоев. Более того, эти слои пропитываются смолистыми продуктами деструкции древесины, которые, окисляясь кислородом горячего воздуха, уплотняют материал.
На стадии пропитки ульев воском уже не может быть и речи о нагревании открытым пламенем, так как воск легко возгорается. При нагревании горячим воздухом он размягчается, при 68°С плавится и начинает впитываться в древесину. При нагревании до 105°С воск вспенивается из-за испарения содержащейся в нем воды (до 2,5%), а при 140°С из него отгоняются легкие фракции. Дальнейшее повышение температуры ведет к испарению основной части воска и его деструкции с образованием не только алифатических, но и ароматических углеводородов.
Таким образом, для защиты древесины улья воском от атмосферных воздействий требуется ее предварительно нагреть горячим воздухом до 260–265°С, не допуская воспламенения, а затем пропитать воском при температуре 130°С. Расход воска 400 г на 1 м2 поверхности.
Внимание! Необходимо соблюдать меры пожарной безопасности при проведении вышеуказанных работ.
О.Н.МАШЕНКОВ
г. Тамбов
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
