Продукты и показатели обогащения. Что такое обогащенные продукты? Способы обогащения продуктов питания белковыми веществами
Зачем? Тем, кто следит за весом, часто приходится ограничивать себя в еде и страдать от дефицита витаминов. Тем, кто худеет на белковых диетах, не хватает витаминов С и группы В. Вегетарианцам — витаминов А, Д, Е и К. Тяжелее всего приходится поклонникам низкокалорийных меню. Попробуйте уместить суточную норму элементов в 1200 ккал! Ведь только для того, чтобы набрать дневную норму витамина В2, придется съесть кирпич черного хлеба!
Кроме того, в овощах-фруктах, выращенных по современным технологиям, меньше биологически активных веществ. Например, тепличные томаты содержат в 10 раз меньше каротина и витамина С, чем грунтовые.Кстати, «перебрать» витаминов из обогащенных продуктов невозможно. Многие витамины и минералы действительно могут быть токсичными, но, если вы не пьете витаминные препараты в ударных количествах, «передоза» можно не опасаться. Из обогащенных продуктов витамины усваиваются хуже, чем из натуральных. Но лучше, чем из синтетических таблеток, потому что поступают в организм привычным физиологичным путем (вместе с едой) и усваиваются постепенно.
Куда добавляют. Чаще всего обогащают самые ходовые продукты — хлеб, муку (витамины группы В и РР, йод и железо), масло и спреды (жирорастворимые витамины А, Д, К и Е), молоко, творог и йогурты (кальций, витамины, йод, железо), соль (йод), соки (витамины А и С), «быстрые» каши (витамины группы В).
По правилам порция обогащенного продукта должна покрывать 30-50% суточной нормы конкретного элемента. Остальное мы получим вместе с обычными продуктами.
Кстати. Повышенные нагрузки в фитнес-зале «вымывают» витамины из организма — не помешает восполнить потерю после тренировки. А дополнительный прием продуктов с витаминами С и Е уменьшает боль в мышцах после интенсивных занятий.
С пробиотиками
Зачем? Ни минералы, ни витамины не могут нормально усваиваться в организме, если нарушена кишечная микрофлора. Полезные микроорганизмы делают нужную работу, в том числе борются с болезнетворными бактериями, повышают иммунитет и нормализуют углеводный обмен. Ученые из Имперского колледжа (Лондон) наглядно продемонстрировали пользу пробиотиков на колонии мышей. У тех из них, что ели «живые йогурты», ускорилось всасывание желч ных кислот, нормализовалось расщепление жиров и вес уменьшился.
Куда добавляют. В кефир, йогурты, творожки — из этих продуктов пробиотики прекрасно усваиваются.Кстати. В самые прогрессивные продукты наряду с пробиотиками добавляют и пребиотики — инулин и лактулозу. В качестве подкормки для полезных бактерий.
С клетчаткой
Зачем? Суточная норма — 30 г растительных волокон в сутки. А мы обычно довольствуемся жалкими 10-15 г. И тем самым добровольно отказываемся от возможности избавить себя от многих потенциальных проблем со здоровьем: от атеросклероза до рака прямой кишки. Худеющим от клетчатки тоже сплошная польза. Растительные волокна стимулируют работу кишечника, выводят токсины из организма, замедляют всасывание жиров и углеводов, снижают выработку инсулина и, соответственно, не позволяют набирать лишний вес. Кроме того, клетчатка создает ощущение заполненного желудка, притупляя чувство голода.
Куда добавляют. В каши, йогурты, кефир, мюсли, хлеб, низкоуглеводные десерты, хлебцы и диетические напитки в порошках (их надо разводить водой).Кстати. У избыточного поедания клетчатки есть свои минусы — метеоризм и непроходимость кишечника. Поэтому чем больше клетчатки вы едите, тем больше воды надо выпивать за день — до 2,5 литра.
Личное мнение
Сергей Белоголовцев:
— Чтобы не толстеть, я стараюсь питаться пищей с минимальным количеством мучных изделий. В последнее время стараюсь заменять мясо морепродуктами, насколько мне это позволяют мои финансы.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ
Факультет: "Пищевых биотехнологий и инженерии"
Кафедра: "Прикладной биотехнологии "
Принципы обогащения пищевых продуктов витаминами
По дисциплине: "Биотехнология пищевых продуктов функционального назначения"
Выполнила: магистранта 2-го курса гр. Т4228
Зайнидинова М.Р.
Приняло: доцент; кандидат технических наук
Евстигнеева Т.Н.
Санкт-Петербург - 2015 г.
питание витаминизация пищевой
Введение
1. Функциональное питание
1.1 Требования, предъявляемые к функциональным продуктам
2. Функциональные ингредиенты и их роль в питании человека
2.1 Витамины
3. Обогащение пищевых продуктов
4. Виды обогащение продуктов
5. Технология витаминизации
Заключение
Список литературы
Введение
В настоящее время вопросы питания вновь приобрели актуальность характер. Установлено, что недостаточное потребление витаминов предрасполагает к алкоголизму, усиливает разрушающее действие алкоголя на здоровье и психику человека. Низкое содержание организме аскорбиновой кислоты является фактором риска, возникновения и развития гиперхолестеринемии, ишемического гипертонической болезни сердца. Дефицит витамина А, витаминов группы В может привести к злокачественным новообразованиям. Особую опасность гиповитаминоз представляет для беременных и кормящих женщин, потребность в витаминах у которых существенно повышена Среднеевропейский житель живет 78 лет, в России - 69 лет (32 место в мире).
Наиболее действенным мероприятием по профилактике витаминной недостаточности является обогащение продуктов массового потребления витаминами (муки, хлебобулочных и макаронных изделий, сахара, молочных продуктов, маргарина, безалкогольных напитков и т. д.). По этому пути идет большинство экономически развитых стран, столкнувшихся с этой проблемой. Количество витаминов, добавляемых к пищевым продуктам, регламентируется органами здравоохранения, маркируется на индивидуальной упаковке, контролируется как фирмами-изготовителями, так и органами государственного надзора.
В настоящее время на предприятиях общественного питания стати использовать метод искусственного витаминизирования пищи. Особое внимание витаминизации пищи уделяется в детских и дошкольных учреждениях, в школах-интернатах, профтехучилищах, больницах, санаториях. Готовые блюда обогащают строго по разработанным и утвержденным органами санэпиднадзора нормам аскорбиновой кислотой. Аскорбиновую кислоту вводят в виде порошка или таблеток, предварительно разведенных в небольшом количестве пищи. Витаминами С, группы В, РР обогащают пищу в столовых некоторых химических предприятий с целью профилактики заболеваний, связанных с вредностями производства. Водный раствор этих витаминов вводят ежедневно в готовую пищу.
Кроме того, в розничную торговлю поступают молоко и кефир, обогащенные витамином С; маргарин и детская мука, обогащенные витаминами А и Д; сливочное масло, обогащенное каротином; хлеб из высших сортов муки, обогащенный витаминами В, В, РР.
1. Функциональное питание
В последние годы во всем мире получило широкое развитие так называемое функциональное питание, под которым подразумевается систематическое употребление пищевых продуктов, оказывающее регулирующее действие на организм в целом или на его отдельные системы и органы.
Все продукты можно разделить на две большие группы:
· общего назначения;
· функционального питания.
К продуктам функционального питания относят продукты с заданными свойствами в зависимости от цели их применения. Функциональными являются пищевые продукты, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми группами здорового населения, сохраняющие и улучшающие здоровье и снижающие риск развития связанных с питанием заболеваний, благодаря наличию в их составе пищевых функциональных ингредиентов, обладающих способностью оказывать благоприятные эффекты на одну или несколько физиологических функций и метаболических реакций организма человека.
Концепция позитивного (функционального, здорового) питания впервые возникла в Японии в 80-х годах XX века. Японские исследователи определили три основных составляющих функциональных продуктов:
Пищевая ценность;
Приятный вкус;
Положительное физиологическое воздействие.
Функциональный продукт, помимо влияния традиционных питательных веществ, которые он содержит, должен:
Оказывать благотворное влияние на здоровье человека;
Регулировать определенные процессы в организме;
Предотвращать развитие определенных заболеваний.
Отношение продукта к разряду функциональных продуктов питания определяется содержанием в их составе одного или нескольких компонентов из 12 общепринятых классов:
Пищевые волокна;
Олигосахариды;
Аминокислоты, пептиды и белки;
Глюкозиды;
Изопрены и витамины;
Молочнокислые бактерии;
Ненасыщенные жирные кислоты;
Минеральные вещества;
Прочие (например, антиоксиданты).
1.1 Требования, предъявляемые к функциональным продуктам
Основное внимание при разработке и создании функциональных продуктов питания уделяется медико-биологическим требованиям к разрабатываемым продуктам и добавкам. Требования, предъявляемые к функциональным продуктам питания, имеют свою специфику. Так, например, диетические продукты питания и продукты питания для детей (общего назначения) отличаются содержанием предельно допустимых значений жира, белка, аминокислотного состава, витаминов, микроорганизмов и т. д.
Учитывая, что функциональную направленность продуктам придают в основном вводимые в рецептуры биологически активные добавки, в первую очередь рассматриваются требования, предъявляемые к ним.
К основным медико-биологическим требованиям относятся:
Безвредность - отсутствие прямого вредного влияния, побочного вредного влияния (алиментарной недостаточности, изменения кишечной микрофлоры), аллергического действия; потенцированное действие компонентов друг на друга; непревышение допустимых концентраций;
Органолептические (неухудшение органолептических свойств продукта);
Общегигиенические (отсутствие негативного влияния на пищевую ценность продукта);
Технологические (непревышение требований по технологическим условиям).
Помимо медико-биологических требований к функциональным продуктам питания, обязательным условием их создания является разработка рекомендаций к их применению или клиническая апробация. Так, например, для диетических продуктов питания не требуется проведения клинических испытаний, а для лечебных продуктов клиническая апробация обязательна.
2. Функциональные ингредиенты и их роль в питании человека
К физиологически функциональным пищевым ингредиентам относят биологически активные и физиологически ценные элементы питания, которые обладают полезными свойствами для сохранения и улучшения состояния здоровья при их потреблении в рамках научно обоснованных норм, установленных на основе изучения их физико-химических характеристик.
К таким пищевым ингредиентам относят различные:
Витамины;
Минеральные вещества;
Пищевые волокна;
Полиненасыщенные жирные кислоты;
Пробиотики;
Пребиотики;
Синобиотики и другие соединения.
2.1 Витамины
Витамины, как функциональные ингредиенты играют важную роль в питании человека. Они участвуют в обмене веществ, входят в состав ферментов, укрепляют иммунную систему организма и, как следствие, помогают предупредить тяжелые заболевания, связанные с авитаминозом (цинга, бери-бери и др.).
Витамины необходимы:
Для нормальной работы пищеварительного тракта;
Кроветворения;
Функционирования органов;
Защиты от радиационного, химического, токсического воздействия на организм.
Недостаточное потребление витаминов крайне отрицательно сказывается на здоровье человека:
Ухудшается самочувствие;
Снижается физическая и умственная работоспособность;
Снижается иммунитет;
Усиливается отрицательное воздействие на организм вредных условий труда и внешней среды;
|
Витамины |
Суточная потребность |
|
|
Витамин C (аскорбиновая кислота) |
||
|
Витамин B 1 (тиамин) |
||
|
Витамин B 2 (рибофлавин) |
||
|
Витамин PP (никотиновая кислота) |
||
|
Витамин B 3 (пантотеновая кислота) |
||
|
Витамин B 6 (пиридоксин) |
||
|
Витамин B 9 (фолиевая кислота) |
||
|
Витамин B 12 (кобаламин) |
||
|
Витамин P (рутин) |
||
|
Витамин A (ретинола эквивалент) |
||
|
Витамин E (токоферола эквивалент) |
||
|
Витамин K 1 (филлохинон) |
||
|
Витамин D (кальциферолы) |
Витамин C (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании, обмене аминокислот, углеводов, жиров и холестерина; необходим для образования белка коллагена, связывающего клетки сосудов, костной ткани, кожи; для заживления ран.
Он стимулирует рост; благотворно действует на функцию центральной нервной системы, деятельность эндокринных желез, особенно надпочечников; улучшает функцию печени; способствует усвоению железа и нормальному кроветворению; влияет на обмен многих витаминов; повышает сопротивляемость организма в случае негативного воздействия (инфекции, интоксикации химическими веществами, перегревание, охлаждение, кислородное голодание). Витамин С нейтрализует воздействие свободных радикалов, образующихся при переваривании пищи; предотвращает преобразование нитратов в нитрозамины, являющимися сильными канцерогенами.
Недостаток витамина C повышает рис возникновения частой утомляемости, нервных и физиологических расстройств (выпадение зубов, хрупкость костей) и заболеваний (цинга и т. д.).
Витамин B 1 (тиамин) регулирует углеводный обмен в организме; влияет на усвоение жиров; участвует в обмене аминокислот, в переходе углеводов в жиры. Необходим для нормальной деятельности центральной и периферической нервной, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной и эндокринной систем; повышает сопротивляемость организма к инфекциям и другим неблагоприятным факторам внешней среды. При его недостатке в тканях накапливаются продукты неполного обмена углеводов, снижается сопротивляемость организма к инфекциям.
Витамин В 1 используется для обогащения муки, риса, продуктов детского питания, макаронных изделий, молока и молочных продуктов, напитков и их концентратов, зерновых завтраков, сахаристых изделий, для имитации аромата мясных продуктов.
Витамин B 2 (рибофлавин) участвует в окислительно-восстановительных процессах, в синтезе аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ); защищает сетчатку от избыточного воздействия УФ-лучей; вместе с витамином A обеспечивает нормальное зрение; положительно влияет на состояние нервной системы, слизистых оболочек кожи, на функцию почек; стимулирует кроветворение; входит в состав дыхательных ферментов.
Его недостаток вызывает снижение аппетита, остановку роста, заболевания глаз, слизистых оболочек, нарушение функции кроветворения.
Рибофлавин используется для обогащения продуктов питания - круп, муки, макаронных изделий, зерновых, молока и молочных продуктов, продуктов детского питания и диетических.
Витамин B 5 (пантотеновая кислота) участвует в обмене веществ, образовании и распаде жиров, аминокислот, холестерина, гормонов коры надпочечников, передатчика нервного возбуждения - ацетилхолина, так как входит в состав многих ферментов. Витамин B 3 влияет на функции нервной системы и двигательные функции кишечника.
Витамин В 5 добавляют в зерновые завтраки, напитки, диетические продукты, детское питание.
Витамин B 6 (пиридоксин) участвует в обмене веществ, особенно в азотистом, осуществляя перенос аминогрупп; регулирует обмен холестерина, образование гемоглобина и липидный обмен. Его недостаточность сопровождается повреждением кожных покровов и слизистых оболочек, нарушениями деятельности центральной нервной системы.
Этот витамин используется для компенсации потерь в ходе технологической обработки для обогащения муки, хлебобулочных и зерновых изделий. Также применяется в производстве молочных, диетических продуктов, детского и лечебно-профилактического питания, питания для беременных, кормящих женщин и спортсменов.
Витамин B 9 (фолиевая кислота) участвует в биосинтезе нуклеиновых кислот, реакциях метаболизма аминокислот. Необходим для деления клеток, роста и развития всех органов и тканей, нормального развития зародыша и плода, а также для образования и оптимального функционирования нервной системы и костного мозга.
Фолиевую кислоту добавляют в виде многокомпонентных смесей к различным пищевым продуктам, в частности, к зерновым завтракам, безалкогольным напиткам, детскому питанию, диетическим и специальным продуктам для беременных женщин.
Витамин В 12 (кобаламин) необходим для формирования кровяных телец, оболочки нервных клеток и различных белков. Он участвует в метаболизме жиров и углеводов, важен для нормального роста.
Находит применение для обогащения зерновых продуктов, некоторых напитков, кондитерских изделий, молочных, диетических и продуктов детского питания. Употребление продуктов, обогащенных витамином В 12 , особенно рекомендуется строгим вегетарианцам.
Витамин PP (никотиновая кислота или никотинамид) участвует в реакциях, высвобождающих энергию в тканях в результате биологических преобразований углеводов, жиров и белков. Важен для нервной, мышечной системы, состояния кожных покровов, желудочно-кишечного тракта, роста организма. Участвует в синтезе гормонов.
Этот витамин используется для обогащения зерновых продуктов (кукурузные и овсяные хлопья), пшеничной и ржаной муки. Ниацином обогащают диетические и сухие продуты питания, мясные и рыбные консервы.
Витамин P (рутин) способствует укреплению стенок капилляров. Его недостаток приводит к повышению проницаемости стенок капилляров и появлению точечных кровоизлияний на коже.
Биотин входит в состав ферментов; участвует в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. Недостаток биотина сопровождается депигментацией и дерматитом кожи, нервными расстройствами. Этот витамин добавляют в продуты детского питания (в молочные смеси), в диетические продуты. Рост хлебопекарных дрожжей зависит от наличия биотина.
Витамин А (ретинол) необходим для восприятия света в процессе зрения, поддержания и развития в здоровом состоянии слизистых оболочек органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, выделительных, репродуктивных и половых органов, а также иммунной системы.
Витамин А добавляют в растительные масла, маргарин, бутербродное масло, йогурты, молоко и молочные продукты, в диетические и детские продукты питания.
Витамин D (кальциферол) регулирует обмен кальция, фосфора, способствуя их усвоению и отложению в костях; необходим для нормального образования костей; влияет на проницаемость мембран для ионов кальция и других катионов.
Витамин Е (токоферол) необходим для тканевого дыхания, обмена белков, жиров и углеводов, улучшает усвоение жиров, витаминов А и D. Токоферол способствует поддержанию стабильности мембран клетки и субклеточных структур. Является мощным антиоксидантом, поэтому необходим для профилактики онкологических заболеваний, при радиационном и химическом воздействии на организм. Стимулирует деятельность мышц, способствуя накоплению в них гликогена; повышает устойчивость эритроцитов; замедляет старение.
Витамин К (фоллохинон) участвует в процессах свертывания крови. При его недостатке происходят подкожные и внутримышечные кровоизлияния.
3. Обогащение пищевых продуктов
Обогащение пищевых продуктов - это добавление к продуктам любых недостающих эссенциальных пищевых веществ и минорных компонентов: витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, ПНЖК, фосфолипидов и других биологически активных веществ с целью сохранения или улучшения пищевой ценности отдельных продуктов или рационов питания населения. Необходимость обогащения пищевых продуктов продиктована следующими объективными факторами:
· изменением образа жизни человека;
· набором и пищевой ценностью используемых продуктов питания;
· обеднением почв;
· снижением энергозатрат и уменьшением общего количества потребляемой пищи;
· увеличением потребления рафинированных и консервированных продуктов;
· восстановлением свойств, утерянных в процессе хранения и технологической обработки пищевых продуктов;
· ростом числа алиментарных заболеваний и др.
В некоторых, случаях обогащение продуктов питания может дополнять другие меры воздействия на состояние питания. В системе обогащения вносимые добавки называются обогатителями, а сам продукт - носителем. Основные принципы обогащения пищевых продуктов: 1. Для обогащения пищевых продуктов следует использовать те микронутриенты, дефицит которых реально существует, достаточно широко распространен и опасен для здоровья. В условиях России это витамины С, группы В, фолиевая кислота, каротин, йод, железо, цинк и кальций. 2. Обогащать необходимо прежде всего продукты массового потребления, доступные для всех групп детского и взрослого населения и регулярно используемые в повседневном питании (мука и хлебобулочные изделия, молоко и кисломолочные продукты, соль, сахар, напитки, продукты детского питания). 3. Обогащение пищевых продуктов не должно изменять органолептические показатели продуктов и сокращать срок их хранения. 4. При обогащении пищевых продуктов необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогатителей между собой и с компонентами обогащаемого продукта. Следует выбирать такие сочетания, формы, их сохранность в процессе производства и хранения. 5. Регламентируемое (гарантируемое производителем) содержание витаминов и минеральных веществ в обогащенном ими продукте питания должно обеспечивать 30-50% средней суточной потребности при обычном уровне потребления этого продукта. 6. Количество дополнительно вносимых в продукты микронутриентов должно быть рассчитано с учетом их возможного естественного содержания в исходном продукте или сырье, используемом для его изготовления, а также потерь в процессе производства и хранения с тем, чтобы обеспечить их содержание на уровне не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта. 7. Количество обогатителя должно быть на уровне, который не станет превышенным при добавлении небольших количеств данного обогатителя в другие источники. 8. Дополнительная стоимость обогащенного продукта должна быть приемлема для потребителя. 9. Вносимые вещества должны быть биологически доступны в продукте. 10. Регламентируемое содержание ингредиентов в обогащаемых ими продуктах должно быть указано на индивидуальной упаковке этого продукта и строго контролироваться. 11. Эффективность обогащенных продуктов и их безвредность должна быть убедительно подтверждена апробацией на репрезентативных группах людей. Процесс обогащения продуктов достаточно сложен, т.к. при этом следует учитывать ряд факторов:
· -совместимость вносимых обогатителей между собой. Например, аскорбиновая кислота способствует лучшему усвоению железа, присутствие в продукте витамина Е увеличивает активность витамина А, кальций оказывает блокирующее действие на усвояемость железа. Аскорбиновая кислота дестабилизирует фолиевую кислоту и цианкобаламин;
· -совместимость обогатителей и носителя. Например, в продукты, содержащие большое количество пищевых волокон, нецелесообразно вводить соли железа или другие микроэлементы, т.к. пищевые волокна способны прочно связывать их, нарушая всасывание в желудочно-кишечном тракте;
· -влияние технологической, в т.ч. термической обработки продуктов на эффективность обогащения. Например, муку и хлеб целесообразно обогащать витаминами группы В, т.к. они сравнительно хорошо переносят воздействие высокой температуры в процессе выпечки, тогда как аскорбиновая кислота отличается значительно меньшей устойчивостью. Включение небольших количеств аскорбиновой кислоты в витаминные и витаминно-минеральные смеси для обогащения муки имеет чисто технологические цели: она ускоряет созревание муки и улучшает ее хлебопекарные свойства.
4. Виды обогащенных пищевых продуктов
К категории обогащенных продуктов относят: Специализированные продукты для детей, беременных и кормящих женщин, спортсменов, пожилых, людей экстремальных профессий: подводников, альпинистов, космонавтов и др. Специализированные продукты питания разрабатываются для здоровых людей, имеющих определенные особенности физиологических потребностей, связанные с функциональным состоянием организма или образа жизни. К специализированным продуктам детского питания относятся продукты для искусственного питания и прикорма, которые необходимы для обеспечения полноценного физического и умственного развития ребенка, особенно при недостаточности грудного вскармливания. Продукты для беременных женщин, кормящих матерей, пожилых людей предназначены для обеспечения соответствующей корректировки их физиологического статуса. Специализированные продукты также являются необходимым элементом рационального питания для спортсменов, экстремальных видов деятельности, сопровождающихся большим расходом энергии, гипоксией, физическим и психо-эмоциональным напряжением. При этом наблюдается повышенная потребность организма в энергетических, пищевых, эссенциальных и минорных веществах, которые обычными традиционными продуктами компенсировать проблематично. Лечебно-профилактические и профилактические продукты - продукты для лиц, работающих на вредных производствах, проживающих в экологически неблагоприятных условиях, имеющих определенные заболевания или предрасположенных к ним (диабет, ожирение, атеросклероз и др.). Пищевые продукты, предназначенные для лечебного и профилактического питания, относятся к продуктам диетического питания (СанПин 2.3.2.1078-01). Диетические продукты могут быть использованы здоровыми людьми для профилактики алиментарно-зависимых заболеваний и др. Функциональные продукты - продукты питания, содержащие ингредиенты, которые приносят пользу здоровью человека, за счет улучшения многих физиологических процессов в организме. Предназначаются для здоровых людей и групп риска. В определенном смысле термин «функциональные продукты питания» может ввести в заблуждение, потому что почти все продукты питания - неважно, содержат они добавочные ингредиенты или нет, - влияют на здоровье, обеспечивая организм калориями, эссенциальными и минорными веществами, и могут быть отнесены к этой категории. Дополнительные (функциональные) ингредиенты, придающие продуктам функциональные свойства, должны быть: полезными для здоровья; безопасными, натуральными, не снижать пищевую ценность, употребляться перорально. Размер и уровень приема функциональных ингреиентов должны иметь медицинское согласование В настоящее время в государствах ЕС и США существует положение, что функциональные пищевые продукты, обладая способностью улучшать состояние здоровья, не должны отвечать полным медицинским требованиям. Общей особенностью обогащенных продуктов является то, что в качестве носителя (основы) используются традиционные продукты питания. Обогащаемые продукты многочисленны, наиболее часто обогащаются следующие продукты: Хлеб и крупы. -каротина. Сухие завтраки, хрустящие кукурузные хлопья, каши моментального приготовления обогащают макро- и микронутриентами растительного, животного, минерального и синтетического происхождения. Рис и другие крупы пропитывают витаминами (тиамином, рибофлавином, никотинамидом). Функциональные злаковые продукты способствуют снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний, уменьшают уровень холестерина, оказывают благоприятное воздействие на желудочно-кишечный тракт.-каротином. Налажено производство необходимых для этих целей витаминно-минеральных премиксов, йодсодержащих добавок, водо- и жирорастворимых препаратов.
В России разработаны рецептуры и технологии производства хлеба, хлебобулочных и крупяных изделий, обогащенных витаминами группы В, железом, кальцием, йодом, Молоко и кисломолочные продукты
Молоко - источник полноценного белка, богато кальцием, содержит достаточно полный набор витаминов, однакоих содержание нестабильно и несбалансировано. Оно богато витаминами А, В 2 , и РР, а содержание дефицитных в рационе россиян витаминов С, В 1 и фолиевой кислоты в нем гораздо ниже. Суточную дозу витамина. С и фолиевой кислоты можно получить лишь с 3-5 литрами молока, а для полного обеспечения организма витамином В 1 необходимо потреблять молока от 4 до 12 литров (Шатнюк Л.Н., 2000).
Функциональные свойства молочных продуктов могут быть повышены добавлением витаминов (А, Д, Е, бета-каротина), минеральных веществ (магний, железо, йод, фтор), а также пищевых волокон (пектина), микроорганизмов. Молочные продукты с приставкой «био» содержат живые клетки бифидобактерий или бифидогенные факторы. Йогурты, творог, десерты, кисломолочные продукты насыщают ягодами, фруктами, овощами, витаминами, микроорганизмами и др. Обогащенные молочные продукты могут быть эффективны для предупреждения сердечно-сосудистых, желудочное кишечных заболеваний, остеопороза и других болезней. Кондитерские изделия - печенье, конфеты, шоколад, зефир и др., обогащаются витаминами, микроэлементами, пищевыми волокнами, и др. Безалкогольные напитки . Этот вид продуктов составляет более 7% от общего объема ежедневно потребляемой пищи. Напитки являются самым технологичным продуктом для создания новых видов обогащенных продуктов, поскольку введение в них новых ингредиентов не представляет большой сложности. Обогащенные витаминами, микроэлементатами, пищевыми волокнами, растительными компонентами напитки могут использоваться для предупреждения сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных заболеваний, интоксикаций и др.
К обогащенным напиткам относятся: ^ Здоровые напитки. На рынке эти напитки наиболее популярны и предназначены для широкого круга населения. Они обогащаются витаминами, минералами, ненасыщенными жирными кислотами и пищевыми волокнами. Основу здоровых напитков, как правило, составляют вода, фруктовый и овощной соки, а такжеих смеси. Напитки-нутрицевтики характеризуются повышенной пищевой ценностью или обладают выраженной биологической активностью. Они необходимы для обогащения рациона питания человека дополнительными пищевыми веществами, в том числе эссенциальными. Они улучшают процессы пищеварения, усиливают защитные свойства организма, способствуют укреплению костей и мышц, улучшают рост детей, снижают уровень холестерина, способствуют выведению тяжелых металлов и токсинов. ^ Спортивные и энергетические напитки - они снабжают энергией работающие мышцы, поддерживают или улучшают работоспособность организма, компенсируют потери жидкости при физических нагрузках. Эта группа напитков включает как специальные напитки для профессионалов, так и освежающие легкие напитки с минеральными веществами, рассчитанные на широкий круг потребителей.
Масло-жировые продукты . Эта группа обогащенных продуктов представлена комбинированными (облегченными) маслами и низкожирными маргаринами, майонезами с функциональными ингредиентами, низкожирными маслопродуктами (масляные и сливочные пасты, масла с комбинированной жировой фазой). Маргарин и растительные масла - основные источники ненасыщенных жирных кислот - способствуют предупреждению сердечно-сосудистых заболеваний. Для усиления функционального действия в них могут быть добавлены такие ингредиенты, как витамины A, D, Е, некоторые триглицериды, структурированные липиды. Эти продукты с пониженной энергетической ценностью эффективны для предупреждения ожирения и при других заболеваниях. Рыбопродукты и нерыбные объекты промысла являются одним из перспективных источников белка и целого ряда незаменимых пищевых веществ: витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, йода и т.д. Для придания им дополнительных полезных свойств разработаны технологии включения в их состав витаминно-минеральных премиксов и других компонентов.
Мясные продукты всегда бедны микронутриентами, что особенно усугубляется в последние годы. Обогащение витаминами, микроэлементами, фитокомплексами и другими биологически активными веществами значительно повышаетих биологическую ценность.
Приправы . Обогащение приправ является перспективным направлением, т.к. они постоянно использутются разными группами населения и позволяют обогащать продукты как в процессе, так и после кулинарной обработки. Причем это касается таких продуктов, в которые другими способами невозможно внести дополнительные ингредиенты - салаты, гарниры, цельное мясо и рыба и др. Соусы, майонезы, соль, солезаменители, набор пряностей и специй позволяют обогащать продукты йодом и другими микроэлементами, витаминами, фитокомплексами, ПНЖК и многими минорными компонентами.
5. Технология витаминизации
Технология витаминизации осуществляется по специальной инструкции, согласованной с Минздравом. Витаминизация муки высшего и первого сортов осуществляется путем ввода синтетических витаминов Вг, В2 и РР в следующих массовых долях (в соответствии с 3.50), Технология ввода витаминов в муку представлена на рисунке 3.39. По технологии вначале готовят витаминный концентрат. Для этого в смеситель-растиратель витаминоз вводят одновременно расчетное количество витаминов Вх, В2 и РР и муки (можно вводить дунсты для обеспечения более эффективного смешивания) и производят смешивание в течение заданного времени. Затем подготовленный концентрат витаминов смешивают с мукой. Это так называемая предварительная смесь. На третьем этапе предварительная смесь витаминов и муки дозируется объемным или весовым способом в определенном соотношении и смешивается вместе с потоком муки в порционном смесителе. Правила рекомендуют, чтобы производительность дозирования предварительной смеси витаминов составляла 0,1-2,0 % от производительности дозирования муки.
Заключение
технологический промышленный пищевой витаминизация
Сегодня как никогда в пищевой промышленности и общественном питании остро стоит проблема создания продуктов, обладающих лечебно-профилактическим эффектом. Эту проблему можно решить, если разрабатывать технологии комбинированных продуктов питания с использованием функциональных ингредиентов.
Разработка технологий производства функциональных продуктов питания, их внедрение в производство, а также подготовка специалистов требует немедленного решения, что будет способствовать профилактике заболеваний и укрепления здоровья.
Список литературы
1. Доценко В.А., Литвинова Е.В., Зубцов Ю.Н. Диетическое питание. Справочник. СПб, Издательский дом «Нева»; М., «Олма-Пресс», 2002.-352с.
2. Кочеткова А.А., Тужилкин В.И. Функциональные пищевые продукты: некоторые технологические подробности в общем вопросе. / Пищевая промышленность. 2003. № 5. - с. 8-10.
3. Резниченко И.Ю., Багаева А.В., Позняковский В.М. Сахаристые кондитерские изделия функционального назначения: состояние рынка, методологические аспекты. / Кондитерское производство. 2004. № 2.- с. 14
4. Табак Т.А. Диетическое питание. - Челябинск, издательство «Аркаим»,2003.- 384с.
5. Типсина Н.Н. Диетическое питание. Учебное пособие. - Красноярск, Изд. Краснояр.гос.аграр.ун-та, 2000.- 70с.
6. Тихомирова Н.А. Технология продуктов функционального питания.- М., 000 «Франтэра», 2002.- 213с.
7. Тужилкин В.И., Благов М.М. Приоритетные научные направления МГУПП в области технологий и продуктов здорового питания./ Пищевая промышленность. 2003. № 5.- с. 11-13.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Состояние проблемы по созданию функциональных продуктов питания с применением пробиотических культур и пищевых добавок. Исследование и обоснование технологии рубленых полуфабрикатов на основе мяса индейки с использованием пробиотических культур.
дипломная работа , добавлен 01.10.2015
Использование радиационной обработки с помощью ускорителей электронов для обработки продуктов питания как перспективная область. Негативные эффекты от использования радиационной обработки пищевых продуктов. Проблемы создания нормативно-правовой базы.
дипломная работа , добавлен 19.09.2016
Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции, принципы системы НАССР. Биологические, химические, микробиологические и физические опасные факторы, их оценка и анализ при производстве пищевых продуктов. Технология производства кефира.
курсовая работа , добавлен 07.06.2011
Качественно-количественные операции флотации железной руды. Расчет процесса дробления-грохочения, крупности и выхода продуктов. Показатели обогащения: выход концентратов, хвостов; содержание компонентов. Технологическая эффективность процессов обогащения.
курсовая работа , добавлен 20.12.2014
Основы теории резания пищевых продуктов. Оборудование для очистки овощей и фруктов, машины для нарезания и измельчения мясных полуфабрикатов, схемы дисковых овощерезок. Машины для нарезки хлебобулочных изделий, для дробления твердых пищевых продуктов.
контрольная работа , добавлен 05.04.2010
Обработка результатов ситового и фракционного анализа углей шахт. Выбор машинных классов и шкалы грохочения. Фракционный состав шихты. Результаты дробной флотации угля. Фракционный состав машинных классов. Теоретический баланс продуктов обогащения.
контрольная работа , добавлен 13.05.2011
Обоснование реконструкции действующего предприятия. Тенденции в развитии мясной промышленности, выбор способа производства. Обоснование состава композиции с добавлением сои. Способы устранения дефектов изделия. Автоматизация технологических процессов.
дипломная работа , добавлен 18.06.2016
Замедление процесса окисления путем взаимодействия антиокислителей с кислородом воздуха (не допуская его реакции с продуктом). Использование антиокислителей (пищевых добавок) в производстве пищевых продуктов: основные композиционные преимущества.
реферат , добавлен 15.09.2011
Геологическая характеристика Учалинского месторождения. Нормы и параметры процессов дробления и грохочения. Технологический процесс обогащения руд на Учалинской обогатительной фабрике. Теоретические основы процесса измельчения и классификации руды.
курсовая работа , добавлен 13.11.2011
Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции в России, биологические, химические и физические факторы, угрожающие ее безопасности. Оценка и анализ факторов риска при производстве пищевых продуктов. Технология производства кефира.
(конспект лекций)
В.Б.Кусков
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
ВЕДЕНИЕ 2
1. подготовительные процессы 8
1.1. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ 8
1.2 ДРОБЛЕНИЕ 10
1.3. грохочение 14
1.4. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ 17
1.5. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ 20
2. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБОГАЩЕНИЯ 23
2.1. ГРАВИТАЦИОННЫЙ МЕТОД ОБОГАЩЕНИЯ 23
2.3. МАГНИТНЫЙ МЕТОД ОБОГАЩЕНИЯ 35
2.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОБОГАЩЕНИЕ 39
2.5. специальные МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ 43
2.6. КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ 48
3 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОБОГАЩЕНИЯ 49
3.1. ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ 49
3.2. ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ 53
3.3. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД 54
3.3 ОПРОБОВАНИЕ, КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ 55
4. ОБОГАТИТЕЛЬНЫЕ ФАБРИКИ 55
Ведение
Полезные ископаемые - природные минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства. Месторождение полезного ископаемого – скопление минерального вещества в недрах или на поверхности Земли, по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования. (При больших площадях распространения месторождения образуют районы, провинции и бассейны). Различают твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.
Твердые полезные ископаемые (руды), в свою очередь, подразделяются на горючие (торф, сланец, уголь) и негорючие, которые бывают: агрономические (апатитовые и фосфоритовые и др.), неметаллические (кварцевые, баритовые и др.) и металлические (руды черных и цветных металлов). Эффективность использования того или иного полезного ископаемого зависит, прежде всего, от содержания в нем ценного компонента и наличия вредных примесей. Непосредственная металлургическая или химическая переработка полезного ископаемого целесообразна (технически и экономически выгодна) только в том случае, если содержание в нем полезного компонента не ниже некоторого предела, определяемого уровнем развития техники и технологии (и потребности в данном сырье) в настоящее время. В большинстве случаев непосредственное использование добытой горной массы или её переработка (металлургическая, химическая и др.) экономически нецелесообразны, а иногда и технически невозможны, т.к. годные к непосредственной переработке полезные ископаемые в природе встречаются редко в большинстве случаев их подвергают специальной обработке – обогащению.
Обогащение полезных ископаемых совокупность процессов механической переработки минерального сырья с целью извлечения полезных (ценных) компонентов и удаления пустой породы и вредных примесей. В результате обогащения из руды получают концентрат (концентраты) и хвосты.
Концентрат – это продукт, куда выделяется (концентрируется) большая часть полезных минералов (и незначительное количество минералов пустой породы). Качество концентрата в основном характеризуется содержанием ценного компонента (оно всегда выше, чем в руде , концентрат богаче по цененному компоненту отсюда и название - обогащение), а также содержанием полезных и вредных примесей, влажностью и гранулометрической характеристикой.
Хвосты – продукт, в который выделится большая часть минералов пустой породы, вредных примесей и незначительное количество полезного компонента (содержание ценного компонентов в хвостах ниже, чем в концентратах и руде)..
Кроме концентрата и хвостов возможно получение промпродуктов , т.е. продуктов, характеризующихся более низким по сравнению с концентратами и более высоким по сравнению с хвостами содержанием полезных компонентов.
Полезными (ценными) компонентами называются химические элементы или природные соединения, для получения которого добывается и перерабатывается данное полезное ископаемое. Как правило, ценный компонент в руде находится в виде минерала (самородных элементов в природе мало: медь, золото, серебро, платина, сера, графит).
Полезными примесями называют химические элементы или природные соединения, которые входят в состав полезного ископаемого в небольших количествах и улучшают качество готовой продукции (либо выделяются в ходе дальнейшей переработки). Например, полезными примесями в железных рудах являются такие легирующие добавки как хром, вольфрам, ванадий, марганец и др.
Вредными примесями называют отдельные элементы и природные химические соединения, содержащиеся в полезных ископаемых в небольших количествах и оказывающие отрицательное влияние на качество готовой продукции. Например, в железных рудах вредными примесями являются сера, мышьяк, фосфор, в коксующихся углях – сера, фосфор, в энергетических углях – сера и т.д.
Обогащение полезных ископаемых позволяет повысить экономическую эффективность их дальнейшей переработки , также, в некоторых случаях, без стадии обогащения дальнейшая переработка становится вообще невозможной. Например, медные руды (содержащие, как правило, весьма мало меди) нельзя непосредственно переплавить в металлическую медь, так как медь при плавке переходит в шлак. Кроме того, обогащение полезных ископаемых позволяет:
увеличить промышленные запасы сырья за счет использования месторождений бедных полезных ископаемых с низким содержанием ценных компонентов;
повысить производительность труда на горных предприятиях и снизить стоимость добываемой руды за счет механизации горных работ и сплошной выемки полезного ископаемого вместо выборочной;
комплексно использовать полезные ископаемые, так как предварительное обогащение позволяет извлечь не только основные полезные компоненты, но и сопутствующие, содержащиеся в малых количествах;
снизить расходы на транспортирование к потребителям более богатых продуктов, а не всего объема добываемого полезного ископаемого;
выделить из минерального сырья те вредные примеси, которые при дальнейшей его переработке могут загрязнять окружающую среду и тем самым угрожать здоровью людей и ухудшать качество конечной продукции.
Обогатительные методы также можно использовать при переработке твердых бытовых отходов (их образуется 350 – 400 кг/год на человека).
Полезные ископаемые на обогатительных фабриках проходят целый ряд последовательных операций, в результате которых полезные компоненты отделяются от примесей. Процессы обогащения полезных ископаемых по своему назначению делятся на подготовительные, вспомогательные и основные.
К подготовительным относят процессы дробления, измельчения, грохочения и классификации. Их задача разъединить полезный минерал и пустую породу («раскрыть» сростки) и создать нужную гранулометрическую характеристику перерабатываемого сырья.
Задача основных процессов обогащения разделить полезный минерал и пустую породу. Для разделения минералов используются различия в физических свойствах разделяемых минералов. Сюда относят:
|
Наименование метода обогащения |
Физические свойства, используемые для разделения |
Основные виды полезных ископаемых, обогащаемые данным методом |
|
Гравитационный метод обогащения |
Плотность (с учетом крупности и формы) |
Угли (+1 мм), сланцы, золотосодержащие, оловянные руды… |
|
Флотационный метод обогащения |
Смачиваемость поверхности |
Руды цветных металлов, апатитовые, фосфоритовые, флюоритовые руды... |
|
Магнитный метод обогащения |
Удельная магнитная восприимчивость |
Железные руды… |
|
Электрический метод обогащения |
Электрические свойства (электропроводность, трибозаряд, диэлектрическая проницаемость, пирозаряд) |
Доводка алмазных руд, редкометальных: титан-циркониевых, тантало-ниобиевых, оловянно-вольфрамовых, редкоземельных (монацит-ксенотимовых). Стекольные пески, электронный лом… |
|
Рудосортировка: Рудоразборка Радиометрическое обогащение |
Внешние признаки: цвет, блеск, форма Способность частиц испускать, отражать поглощать различные виды энергии |
Драгоценные камни, листовая слюда, длинноволокнистый асбест Руды черных и цветных металлов, алмазосодержащие, флюоритовые и др. руды |
|
Избирательное дробление |
Различие по прочности |
Фосфоритовые руды, угли и сланцы |
|
Обогащение по форме | ||
|
Комбинированные методы |
В схему помимо традиционных процессов обогащения (не затрагивающих химического состава сырья) включены пиро- или гидрометаллургические операции, изменяющие химический состав сырья. |
Урановые, золотосодержащие (коренные) руды, медно-никелевые руды… |
Кроме перечисленных есть и другие методы обогащения. Также, иногда к обогатительным относят процессы окускования (увеличения крупности материалов).
К вспомогательным относят обезвоживание, пылеулавливание, очистку сточных вод, опробование, контроль и автоматизацию. Задача этих процессов обеспечить оптимальное протекание основных процессов, довести продуты разделения до необходимых кондиций.
Совокупность последовательных технологических операций обработки, которым подвергают полезные ископаемые на обогатительных фабриках, называется схемой обогащения . В зависимости от характера сведений, которые содержатся в схеме обогащения, ее называют технологической, качественной, количественной, качественно-количественной, водно-шламовой и схемой цепи аппаратов.
Обогащение, как и любой другой технологический процесс, характеризуется показателями. Основные технологические показатели обогащения следующие:
Q масса продукта (производительность); P – масса (производительность) расчетного компонента в продукте. Выражаются обычно в тоннах в час, тоннах в сутки и т.д.;
содержание расчетного компонента в продукте – , это отношение массы расчетного компонента в продукте к массе продукта; содержание различных компонентов в полезном ископаемом и в полученных продуктах принято вычислять в процентах (иногда содержание в исходном материале обозначают , в концентрате – , в хвостах – ). Содержание полезных компонентов в добываемом сырье (руде) может составлять от долей процента (медь, никель, кобальт и др.) до нескольких процентов (свинец, цинк и др.) и нескольких десятков процентов (железо, марганец, ископаемый уголь и некоторые другие неметаллические полезные ископаемые);
выход продукта – и, к, хв это отношение массы продукта к массе исходной руды; выход любого продукта обогащения выражают в процентах, реже в долях единицы;
извлечение ценного компонента – и, к, хв это отношение массы расчетного компонента в продукте к массе этого же компонента в исходной руде; извлечение выражается в процентах, реже в долях единицы.
Выход i – го продукта вычисляется по формуле:
i = (Q i /Q исх)100,%
Также, для случая разделения на два продукта – концентрат и хвосты их выход можно определить через содержания по следующим формулам:
к
=
100,%; хв
=
100,%;
Сумма выходов концентрата и хвостов равна:
к + хв = 100 %.
Очевидно, что
Q кон + Q хв = Q исх.;
Р кон + Р хв = Р исх.
В большинстве случаев получаемые продукты обогащения содержат значительное количество воды и не пригодны для транспортирования и металлургической обработки. Для удаления воды (влаги) из продуктов обогащения применяют ряд операций, называемых в общем случае обезвоживанием. В более широком смысле под обезвоживанием понимают процесс отделения жидкой фазы от твердой.
Влажность материалаопределяется отношением массы воды в продукте к общей массе влажного материала и обычно выражается в процентах:
W = (Q 1 - Q 2)100/Q 1 ,
где Q 1 - масса влажного материала; Q 2 - масса сухого материала.
Для характеристики продуктов обогащения часто используют разжижение R , определяющее отношение массы жидкости в продукте к массе твердого. Влажность продукта в процентах определяется через разжижение выражением
W = R × 100/(R + 1).
Получаемые на фабриках при обогащении руд продукты, как правило, представлены жидкими пульпами. Присутствующую в продуктах влагу подразделяют на внутреннюю и внешнюю.
Внутренней влагой называют влагу, содержащуюся в кристаллической решетке минерала. Ее именуют кристаллизационной, если она присутствует в виде молекул Н 2 О (например CuSO 4 · 5H 2 O), или конституционной, если присутствует в виде ионов ОН - , Н + , Н 3 О + (например, Cu(OH) 2). Удалить ее можно при обжиге или прокаливании материала.
Внешнюю влагу делят на гравитационную, капиллярную, пленочную и гигроскопическую:
· свободная (гравитационная) удаляется под действием сил тяжести; продукты обогащения представляют собой суспензии;
· капиллярная удерживается силами капиллярного давления и удаляется с помощью внешних сил; продукты называются влажными (мокрыми);
· пленочная удерживается на поверхности частиц силами молекулярного притяжения между молекулами воды и частиц; продукты называют воздушно-сухими;
· гигроскопическая содержится в сухих продуктах и удерживается на поверхности частиц адсорбционными силами в виде мономолекулярных пленок.
В зависимости от содержания влаги продукты подразделяют на жидкие (обводненные), мокрые, влажные, воздушно-сухие, сухие и прокаленные.
Жидкие продукты характеризуются большим разжижением и текучестью. Влаги в них содержится не менее 40 %.Такие продукты хорошо транспортируются.
Мокрые продукты содержат меньше воды (от 15-20 до 40 %), чем жидкие. Если такие продукты представлены мелким материалом, они растекаются, часть воды из них выделяется при транспортировании, перегрузках и непродолжительном хранении. Для жидких и мокрых продуктов характерно присутствие всех видов влаги.
Влажные продукты являются промежуточными между мокрыми и воздушно-сухими. Содержание влаги в них составляет от 5-6 до 15-20 %. Они нетекучи. Во влажных продуктах содержится гигроскопическая, пленочная, часть капиллярной и внутренняя влага.
Воздушно-сухие продукты представляют собой сыпучие материалы, поверхность которых вследствие гигроскопичности незначительно увлажнена находящимися в воздухе парами воды. Иногда воздушно-сухими называют продукты с влажностью в несколько процентов. Они содержат внутреннюю и гигроскопичную влагу.
Сухие продукты не содержат внешней влаги.
Прокаленные – это продукты, из которых термически удалена химически связанная вода.
Процесс удаления влаги из продуктов обогащения называется обезвоживанием. В зависимости от крупности материала и его влажности используют различные методы обезвоживания.
В зависимости от крупности материала и его влажности используют различные методы обезвоживания: для сравнительно крупных частиц - дренирование, иногда центрифугирование; для мелких частиц - сгущение и фильтрование. Часто последовательно применяют несколько способов обезвоживания. Последней операцией обезвоживания является сушка. Чем мельче материал и больше его влажность, тем сложнее (и дороже) эту влагу удалить. Например, для удаления влаги из крупных классов углей (-150 + 13 мм) используют только дренирование, из средних классов (-13 + 1 мм) дренирование и центрифугирование, из мелких классов (- 1 мм) – сгущение, фильтрование и сушку.
Простейшим способом обезвоживания является дренирование. Дренирование – процесс обезвоживания, основанный на естественной фильтрации жидкости через промежутки между твердыми частицами (кусками) под действием силы тяжести. Иногда для ускорения фильтрации жидкости на фильтрующий слой воздействуют механическими колебаниями. Дренирование производится в неподвижном состоянии и в движении. Процесс обычно используется для крупных и средних частиц. Для дренирования используют разные приемы и аппараты. Обезвоживание в штабелях. Продукт загружают в емкость или на ровную поверхность, имеющую дренажную систему. Вода под действием силы тяжести просачивается между отдельными зернами и собирается в специальные приямки, откуда ее периодически откачивают. Такой способ обезвоживания требует длительного времени. В качестве обезвоживающих дренированием аппаратов в движении применяют классификаторы, грохоты, элеваторы. На этих аппаратах отделяют, как правило, гравитационную влагу.
Центрифугированием называются операции обезвоживания мелких мокрых продуктов обогащения и разделения суспензии на жидкую и твердую фазы под действием центробежных сил. Процесс применяется обычно для обезвоживания средних классов углей и для минеральных солей. Центрифугирование осуществляется в центробежных машинах – центрифугах, представляющих собой вращающиеся вокруг своей оси с большой скоростью роторы цилиндрической или конической формы с перфорированными или сплошными стенками. Различают фильтрующее и осадительное центрифугирование. В первом случаеобезвоживаемый материал загружается в перфорированный ротор центрифуги и совершает вместе с ним вращательное движение. Под действием центробежной силы происходит принудительная фильтрация воды, находящейся в продукте, через осадок твердых частиц, отлагающийся на стенках ротора, и дырчатую его поверхность. Прошедшая через дырчатую поверхность ротора жидкая фаза называется фугатом, а движущаяся по ротору твердая фаза – осадком (готовым обезвоженным продуктом). Центрифуги с перфорированным ротором называются фильтрующими.
Осадительное центрифугирование осуществляется в центрифугах со сплошным ротором. Под действием центробежных сил твердые частицы оседают на стенки ротора и уплотняются, вода выжимается из промежутков между частицами и удаляется в виде фугата через сливные окна ротора. Осадок на стенках ротора шнеком перемещается в конец ротора и удаляется из него через отверстия. При перемещении осадка шнеком из него выжимается вода, стекающая к сливным окнам.
Сгущение – процесс осаждения твердой фазы и выделения жидкой фазы из пульпы, происходящий в результате оседания в ней твердых частиц под действием силы тяжести или центробежных сил (гравитационное или центробежное). При этом под термином «сгущение» подразумевается, получение уплотненного конечного (сгущенного) продукта (пески). Процесс сгущения сопровождается процессом осветления, т. е. получением свободной от твердой фазы жидкости – слива. Сгущение обычно применяется для пульп, содержащих твердую фазу в виде мелких частиц размером < 0,5 мм. Основным аппаратом, применяемым для сгущения, является радиальный сгуститель, представляющий собой цилиндр диаметром 2,5 – 100 м и более и высотой 1,5 – 10 м (высота увеличивается с увеличением диаметра) с коническим днищем, образующая которого наклонена под небольшим углом к горизонтальной плоскости. Загрузка пульпы происходит через центральный патрубок, разгрузка продуктов – через отверстие в центре дна сгустителя (сгущенный продукт) и желоб у края цилиндра (слив). Для улучшения разгрузки сгущенного продукта около дна сгустителя установлены грабли, вращающиеся с периферической скоростью 3-12 м/мин. Для улучшения показателей сгущения в пульпу добавляют коагулянты и флокулянты.
Фильтрование представляет собой процесс разделения жидкой и твердой фаз пульпы с помощью пористой перегородки под действием разности давлений по обе стороны перегородки, создаваемой разрежением воздуха (вакуум – фильтры), или избыточным давлением (пресс – фильтры). Фильтровальной перегородкой в промышленных фильтрах может быть: фильтроткань (хлопчатобумажная, металлическая, из синтетических материалов) или пористая керамика.
Фильтры, работающие под вакуумом делятся на барабанные с внешней и внутренней фильтрующей поверхностью, дисковые, и ленточные. Барабанные и дисковые фильтры хорошо работают при фильтровании относительно мелких продуктов, ленточные – при более крупном материале. Влажность отфильтрованных продуктов обычно бывает в пределах 20 – 40 %.
Дисковый фильтр (рис.3.1) состоит из полого вала на котором закреплены диски, состоящие из отдельных пустотелых секторов. Секторы имеют ребристую поверхность с отверстиями, на которой натянута фильтровальная ткань. Питание подается по трубе через патрубки в ванну, заполненную до переливного окна. Диски по окружности так же, разделены на зоны: фильтрования; подсушки; перехода от вакуума к отдувке, называемая «мертвой» отдувки; «мертвая» - переход от давления к вакууму. Для снятия оставшегося после отдувки осадка установлены ножи. Подача воздуха и создание вакуума в секторах осуществляются через каналы, имеющиеся во вращающемся валу, при помощи распределительной головки.
В барабанный фильтр с наружной фильтрующей поверхностью (рис.3.2) исходный продукт загружается через трубу в ванну и поддерживается во взвешенном состоянии мешалкой. Полый барабан имеет несколько секторов, разделяющих его на зоны: набора осадка, подсушки, отдувки и продувки ткани. Вся цилиндрическая поверхность барабана покрыта фильтровальной тканью или сеткой. Для съема осадка смонтирован специальный нож. Центральный вал барабана, имеющий специальные отверстия, соединяет зоны набора осадка и подсушки с вакуум системой, а отдувки и продувки с системой воздуходувок. По сравнению с дисковыми – барабанные вакуум-фильтры позволяют получить несколько более сухой кек (на 1 – 2 %) но имееют меньшую удельную производительность.
Ленточные фильтры (рис.3.3) выпускаются со сходящим полотном и полотном, закрепленным на ленте. Принцип работы их одинаков. Отличаются они только тем, что у фильтров со сходящим полотном фильтровальная ткань на холостой ветви отделяется от ленты и лучше промывается. Фильтруемый материал через питающий лоток загружается на поверхность фильтровальной ткани, которая лежит на рифленой ленте, имеющей в средине отверстия. Лента вместе с фильтровальной тканью и продуктом на ней движется благодаря вращению приводного барабана. Отверстия на ленте совмещены с отверстиями на вакуум-камере. Вакуум-камера создает разрежение, в результате чего через фильтровальную ткань отсасывает фильтрат, который отводится по трубопроводу; осадок с помощью ножа разгружается в конце фильтра. Борта фильтра предотвращают рассыпание осадка по сторонам. Брызгала служат для промывки ткани.
Пресс – фильтры позволяют получить более сухой продукт, чем вакуум – фильтры (в отдельных случаях с кондиционной влажностью, позволяющей избежать дальнейшей сушки), но они имеют более низкую производительность и дороже.
Сушкой называют операции обезвоживания влажных продуктов обогащения, основанные на испарении содержащейся в них влаги в окружающую их газовую (воздушную) среду при нагревании сушимого продукта.
Аппараты, применяемые для сушки, называются сушилками. В зависимости конструкций различают барабанные, подовые, конвейерные, трубы-сушилки и сушилки кипящего слоя. В практике обогащения полезных ископаемых наиболее широко применяют барабанные, трубы – сушилки и сушилки кипящего слоя. Барабанные сушилки (рис 3.4) представляют собой вращающийся наклонный барабан, с одной стороны которого загружается материал и от топки подаются горячие газы. За счет специальных насадок внутри барабана материал постоянно поднимается на некоторую высоту и сбрасывается. Горячие газы проходят сквозь этот падающий материал за счет разрежения, создаваемого дымососами. Барабанные сушилки изготовляются диаметром 1000 – 3500 мм и длиной 4000 – 27000 мм. Время пребывания материала в барабане зависит от характеристики продукта, подвергаемого сушке, его начальной и конечной влажности и составляет 29 – 40 мин. Влажность высушенного материала составляет 4 – 6 %, а в некоторых случаях 0,5 – 1,5%.
В трубе – сушилке материал сушат во взвешенном состоянии. Установка для сушки материала в трубе-сушилке (рис. 3.5) состоит из топки со смесительной камерой и вертикально установленной трубой. Материал из бункера с помощью конвейера подается к питателю – забрасывателю. Забрасыватель подает материал в трубу, по которой он горячими газами транспортируется вверх. Движение горячего газа от топки вверх обеспечивается разрежением, создаваемым вентилятором – дымососом. Верхний конец трубы входит в циклонообразную емкость. За счет увеличенного по сравнению с трубой объема емкости разрежение в ней падает, и материал оседает вниз, откуда он периодически выгружается с помощью затвора – мигалки. Двигаясь в потоке горячего газа, частицы материала высушиваются.
Установки для сушки материала в кипящем слое работают на принципе псевдосжижения сыпучего материала потоком горячего газа, который получается от сжигания топлива в топке.
ОБОГАЩЕНИЕ УГЛЯ
Комбинированные системы.
Основные параметры системы:
Высота уступа: по породе; 10-15 м и более, по углю - 3 м
Ширина заходки (уступа) - равна радиусу черпания экскаватора или зависит от угла поворота стрелы драглайна -15-20 м, А = 1,5Rr.
Длина блока - это часть заходки 300-600м. В каждом блоке свои механизмы - буровые, экскаваторы.
Ширина рабочей площадки - 40-45 м - в скальных породах при автотранспортном и конвейерном, а в слабых породах и при железнодорожном транспорте - 60-80-100м.
Углы откосов: 30-70° - уступов, 7-55° - бортов карьера.
Общие сведения
Большая часть добываемых каменных и бурых углей, а также антрацитов не может быть эффективно использована в народном хозяйстве без предварительного их обогащения. Обогащение углей имеет большое народнохозяйственное значение.
Под обогащением понимают совокупность процессов первичной обработки углей или других полезных ископаемых, имеющих целью отделение всех полезных минералов от породы, т.е. от всех входящих в состав полезного ископаемого минералов, которые в настоящее время не представляют непосредственной практической ценности. При обогащении углей не происходит изменения состава минералов, а только механическое их разделение.
Обогащение угля осуществляется, как правило, на обогатительных фабриках, которые делятся на индивидуальные (ОФ), групповые (ГОФ) и центральные (ЦОФ).
Индивидуальные фабрики размещают на промплощадке шахты, на них обогащают уголь только этой шахты. Групповые обогатительные фабрики обогащают уголь нескольких шахт. По производительности они обычно больше индивидуальных и имеют специальные устройства для приемки привозных углей.
В результате обогащения чаще всего получают два конечных продукта: концентрат, который состоит в основном из полезных компонентов, и хвосты - отходы обогащения, в которые переходит большая часть породы и вредных примесей. В хвостах иногда содержится значительное количество полезных компонентов. В таких случаях хвосты подвергают дополнительному обогащению.
Количество полученного концентрата характеризуется его выходом, т. е. отношением массы концентрата к массе исходной продукции, выраженным в процентах. В связи с тем, что влажность продуктов, в особенности при мокром обогащении, может быть различной и существенно отличаться от влажности исходного материала, выход относят обычно к абсолютно сухому углю.
Вся товарная продукция угольной промышленности, отгружаемая различным потребителям, должна удовлетворять определенным требованиям, которые устанавливают для каждой шахты или углеобогатительной фабрики.