潘其忠，林金龍，吳小波，周林斌，張 飛，顏偉玉，曾志將*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 蜜蜂研究所，江西 南昌 330045;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，江西 南昌 330045)

蜂王漿(royal jelly)是5～15日齡青年工蜂頭部的咽下腺和上顎腺分泌的漿狀物，由于是蜂王的主要食物而得名為“蜂王漿”，同時(shí)也是蜜蜂小幼蟲的食物也稱之為“蜂乳”。蜂王漿呈乳白色或淡黃色，半透明，微黏稠，有特殊香味，味酸、澀、辛、微甜。蜂王漿被譽(yù)為“生命長壽因子”，具有多種生物學(xué)功能[1－6]。

我國是世界第一養(yǎng)蜂大國，蜂王漿產(chǎn)量和出口量穩(wěn)居世界首位。經(jīng)過廣大養(yǎng)蜂科技和生產(chǎn)者50多年研究和實(shí)踐，我國已形成一套成熟的蜂王漿生產(chǎn)方法。蜂王漿生產(chǎn)過程主要包括人工找小幼蟲、人工移蟲、人工割臺、人工夾蟲和人工取漿等步驟[7]。項(xiàng)目組在國家現(xiàn)代蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系連續(xù)資助下，研究成功的免移蟲技術(shù)解決了人工找小幼蟲和人工移蟲技術(shù)問題，為機(jī)械化生產(chǎn)蜂王漿技術(shù)奠定基礎(chǔ)[8－10]。但人工割臺、人工夾蟲和人工取漿仍然是影響蜂王漿生產(chǎn)效率的一個(gè)主要因素。

為了解決人工割臺、人工夾蟲、人工取漿問題，楊多福[11]用搖漿機(jī)分離幼蟲和蜂王漿;陳盛祿等[12]設(shè)計(jì)了RT一1型取漿機(jī);吳本熙等[13]設(shè)計(jì)了FJX－1型蜂王漿抽吸器;方文富等[14]設(shè)計(jì)了FWF型電動(dòng)蜂王漿分離機(jī);何世鈞[15]通過離心原理，利用搖蜜機(jī)進(jìn)行取漿和移蟲;王俞興等[16]設(shè)計(jì)了QJJ－新型挖漿機(jī)和臺基條割臺機(jī)。

項(xiàng)目組在總結(jié)前人工作基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮簡便和實(shí)用的原則，設(shè)計(jì)了一套與免移蟲生產(chǎn)蜂王漿技術(shù)相配套的機(jī)械化取漿器，申請了1項(xiàng)國家發(fā)明專利:蜂王漿割蠟取漿一體化裝置(申請?zhí)?201310026122.3，已公示);獲2項(xiàng)國家實(shí)用新型專利授權(quán):蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器(ZL.201320028555.8)、蜂王漿噴霧取漿機(jī)(ZL.201320028526.1)。同時(shí)對機(jī)械化取漿器進(jìn)行了取漿應(yīng)用研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

試驗(yàn)蜂群為飼養(yǎng)在江西農(nóng)業(yè)大學(xué)蜜蜂研究所的意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)。DA5001型超靜音無油空壓機(jī)(上海岱洛工貿(mào)有限公司)和常規(guī)蜂王漿生產(chǎn)工具等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 機(jī)械化取漿器設(shè)計(jì)思路 針對人工割臺、人工夾蟲和人工取漿3個(gè)問題，同時(shí)考慮簡便和實(shí)用的原則，設(shè)計(jì)蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器和蜂王漿噴霧取漿機(jī)。

1.2.2 免移蟲生產(chǎn)蜂王漿 免移蟲生產(chǎn)蜂王漿方法參照參考文獻(xiàn)[9]和[10]。

1.2.3 機(jī)械化取漿噴頭角度和噴頭氣壓選擇 機(jī)械化取漿器取漿原理是:利用噴頭在產(chǎn)漿條背面槽內(nèi)往復(fù)連續(xù)移動(dòng)噴氣，清潔氣流將半凝態(tài)的蜂王漿吹出(圖1)。由于噴頭角度和噴頭氣壓影響取漿效果，因此首先使用同一噴頭(孔徑為1.6 mm，空腔型噴頭)，研究噴頭角度(噴頭與產(chǎn)漿條成45°和90°夾角)和噴頭氣壓(6 KPa、7 KPa和8 KPa)2個(gè)因素對取漿效果影響。

圖1 噴霧運(yùn)動(dòng)Fig.1 Spraying mode

圖2 噴頭結(jié)構(gòu)Fig.2 The structure of the nozzle

1.2.4 機(jī)械化取漿器的噴頭選擇 在選擇出最佳噴頭角度和噴頭氣壓條件下，應(yīng)用單因素分析依次對3種不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的噴頭(圖2)與4種不同孔徑大小的噴頭(分別為 1.4 mm，1.6 mm，1.8 mm和2.0 mm)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，視取漿效果來選擇機(jī)械化取漿器的噴頭類型。

1.2.5 機(jī)械化取漿的濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)與位置選擇 在確定最佳噴頭角度、噴頭氣壓和不同類型噴頭條件下，研究不同濾網(wǎng)(18目不銹鋼網(wǎng)、18目尼龍網(wǎng)和16目不銹鋼網(wǎng))和不同濾網(wǎng)位置(距產(chǎn)漿條臺口7 cm、10 cm和15 cm)2個(gè)因素對取漿效果影響。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用StatView軟件“ANOVA and t－test”中的“ANOVA or ANCOVA”進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 機(jī)械化取漿器結(jié)構(gòu)和組成 機(jī)械化取漿器主要包括蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器和蜂王漿噴霧取漿機(jī)二部分。

(1)蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器結(jié)構(gòu)和組成如圖3所示。蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器主要包括機(jī)架、割刀組件、導(dǎo)軌和滑塊、集漿盤和集蠟盆等主要部件。機(jī)架工作平臺水平布置，產(chǎn)漿條卡在工作平臺上，割刀組件(圖4)通過機(jī)架上導(dǎo)軌與滑塊連接。調(diào)整安裝割刀，使之沿產(chǎn)漿條表面切割運(yùn)動(dòng)。為克服產(chǎn)漿條割蠟過程中變形，保證割蠟效果，割刀組件中產(chǎn)漿條上方刀刃前后各裝有1根保持桿，產(chǎn)漿條下方刀刃后面裝有彈性復(fù)位片。在2根保持桿和彈性復(fù)位片的共同作用下，有效矯正產(chǎn)漿條變形，保證割蠟效果。

(2)蜂王漿噴霧取漿機(jī)結(jié)構(gòu)和組成如圖5所示。蜂王漿噴霧取漿機(jī)主要包括無油空壓機(jī)、氣壓表、油氣過濾器、水蒸氣過濾器、噴槍、噴頭、集漿盤和濾網(wǎng)等構(gòu)成。

圖3 割蠟器結(jié)構(gòu)示意Fig.3 Structure schematic of the beeswax－cutting device

圖4 割刀架組件結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure drawing of cutting－off tools

圖5 蜂王漿噴霧取漿機(jī)Fig.5 Spray royal－jelly－gathering device

2.1.2 機(jī)械化取漿器的使用 (1)蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器的使用:使用蜂王漿產(chǎn)漿割蠟器時(shí)，先把割刀組推至圖3左(側(cè)面)的右邊位置，將多條拔去托蟲器的產(chǎn)漿條卡入工作平臺內(nèi)(一次最多可放置7根產(chǎn)漿條)，集漿盆推至圖3左(側(cè)面)的左邊突出支架位置。雙手拉動(dòng)保持桿兩端手柄，割刀組的一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)即可完成多條產(chǎn)漿條割蠟動(dòng)作(割去的王臺掉在集蠟盆中進(jìn)行收集)，實(shí)現(xiàn)精確高效割蠟。

(2)蜂王漿噴霧取漿機(jī)的使用:使用噴霧取漿機(jī)前產(chǎn)漿條完成割蠟備用，并將集漿盆推至產(chǎn)漿條正下方，如圖5所示。啟動(dòng)空壓機(jī)，當(dāng)氣壓達(dá)到定值后空壓機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行，手持噴槍，噴頭對準(zhǔn)產(chǎn)漿條后槽，按下手柄開關(guān)，噴頭在槽內(nèi)往復(fù)連續(xù)移動(dòng)噴氣，清潔氣流將半凝態(tài)的蜂王漿吹出，并在氣流作用下利用濾網(wǎng)分離蜂王漿和幼蟲，實(shí)現(xiàn)快速高效取漿。

2.1.3 不同噴頭角度和噴頭氣壓的取漿效果 取漿效果可以依據(jù)王臺剩漿量來評價(jià)，王臺剩漿量越少，取漿效果則越好。從表1可知，當(dāng)噴頭與產(chǎn)漿條成45°時(shí)都優(yōu)于90°;噴頭角度45°和噴頭氣壓8 KPa組合與噴頭角度45°和噴頭氣壓7 KPa組合取漿效果最好。

表1 噴頭角度和噴頭氣壓的取漿效果Tab.1 The effect of the angle and air pressure of the nozzles on gathering royal jelly

2.1.4 不同類型噴頭的取漿效果 在噴頭角度45°和噴頭氣壓8 KPa組合條件下(表2)，C型噴頭的取漿效果最佳，單個(gè)王臺剩漿量顯著低于A型和B型噴頭。

在選定C型(空腔型)噴頭條件下(表3)，孔徑1.6 mm和1.8 mm噴頭的取漿效果最佳，單個(gè)王臺剩漿量顯著低于孔徑1.4 mm和2.0 mm噴頭。

表2 不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)類型噴頭的取漿效果Tab.2 The effect of nozzles with different type of internal structure on gathering royal jelly

表3 不同孔徑大小的噴頭(C型)的取漿效果Tab.3 The effect of nozzles(model C)with different aperture size on gathering royal jelly

2.1.5 不同濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)與位置的取漿效果 不同濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)與位置的取漿效果可以依據(jù)幼蟲破碎率來評價(jià)，幼蟲破碎率越小，取漿效果則越好。

在噴頭角度45°、噴頭氣壓8 KPa和孔徑1.6 mm C型噴頭組合條件下(表4)，18目不銹鋼網(wǎng)配合10 cm和15 cm距離，以及18目尼龍網(wǎng)配合10 cm和15 cm距離4組幼蟲破碎率最低，且組間差異不顯著。

表4 不同濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)與位置的取漿效果Tab.4 The effect of the strainers with different structure and location on gathering royal jelly

2.2 討 論

(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):雖然對幼蟲破碎率來說，18目尼龍網(wǎng)和18目不銹鋼網(wǎng)具有相同效果，但蜂王漿不容易通過18目尼龍網(wǎng)，易通過18目不銹鋼網(wǎng)，加上不銹鋼網(wǎng)與機(jī)架配合使用簡單，因此濾網(wǎng)建議選擇不銹鋼網(wǎng)。

(2)與利用離心原理設(shè)計(jì)的搖漿機(jī)[11－12，14，15]，利用虹吸原理設(shè)計(jì)的吸漿機(jī)[13]，以及利用機(jī)械原理設(shè)計(jì)挖漿機(jī)相比[16]，本研究設(shè)計(jì)的機(jī)械化取漿器是以高速風(fēng)力為動(dòng)力進(jìn)行噴霧取漿，另外可以一次性解決人工割臺、人工夾蟲和人工取蜂王漿問題，大大地提高了取漿效率。

(3)在免移蟲生產(chǎn)蜂王漿技術(shù)的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組成功研發(fā)了相配套的機(jī)械化取漿器。機(jī)械化取漿器操作簡便，能降低蜂農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)我國蜂王漿機(jī)械化生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

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