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.

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.

Обогащённые пищевые продукты - традиционные пищевые продукты с добавлением одного или нескольких физиологически функциональных ингредиентов с целью предотвращения возникновения или исправления имеющего в организме человека дефицита тех или иных питательных веществ.

Обогащение пищевых продуктов витаминами, недостающими макро- и микроэлементами - это серьезное вмешательство в традиционно сложившуюся структуру питания человека. Необходимость такого вмешательства продиктована объективными экологическими факторами, связанными с изменением состава и пищевой ценности используемых нами продуктов питания, а также с трансформацией нашего образа жизни, связанного со снижением физических энергозатрат. По этим причинам указанное вмешательство может осуществляться только с учетом научно обоснованных и проверенных практикой принципов.

Выделяют следующие виды обогащенных пищевых продуктов:

Продукты, обогащенные витаминами, минералами, микроэлементами.

Продукты, обогащенные белком.

Продукты, обогащенные пищевыми волокнами.

Продукты, обогащенные пробиотическими микроорганизмами.

Пищевые продукты, обогащенные витаминами и минеральными веществами, входят в обширную группу продуктов функционального питания, т.е. продуктов, обогащенных физиологически полезными пищевыми ингредиентами, улучшающими здоровье человека. К этим ингредиентам, наряду с витаминами и минеральными веществами, относят также пищевые волокна, липиды, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты, полезные виды живых молочнокислых бактерий, в частности, бифидобактерии и необходимые для их питания олигосахариды.

Основные принципы повышения пищевой ценности продуктов питания были сформулированы зарубежными и отечественными учеными на основе многолетнего опыта по разработке, производству, использованию и оценке эффективности обогащения пищевых продуктов в нашей стране и за рубежом.

Принципы обогащения пищевых продуктов микронутриентами:

Для обогащения пищевых продуктов следует использовать те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место, достаточно широко распространен и безопасен для здоровья. В условиях России это прежде всего витамины С, Е, группы В, фолиевая кислота, каротин, а из минеральных веществ - йод, железо и кальций;

Обогащать витаминами и минеральными веществами следует прежде всего продукты массового потребления, доступные для всех групп населения, детского и взрослого, и регулярно используемые в повседневном питании. К таким продуктам в первую очередь относятся: мука и хлебобулочные изделия, молоко и кисломолочные продукты, соль, сахар, напитки, продукты детского питания;

Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами не должно ухудшать потребительские свойства этих продуктов: уменьшать содержание и усвояемость других содержащихся в них пищевых веществ, существенно изменять вкус, аромат, свежесть продуктов, сокращать срок их хранения;

При обогащении пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих добавок между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие их сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают максимальную сохранность продукта в процессе производства и хранения;

Регламентируемое или гарантируемое производителем содержание витаминов и минеральных веществ в обогащенном ими продукте питания должно быть достаточным для удовлетворения 30-50 % средней суточной потребности в этих микронутриентах при обычном уровне потребления обогащенного продукта;

Количество витаминов и минеральных веществ, дополнительно вносимых в обогащаемые ими продукты, должно быть рассчитано с учетом их возможного естественного содержания в исходном продукте или сырье, используемом для его изготовления, а также с учетом потерь в процессе производства и хранения с тем, чтобы обеспечить содержание этих витаминов и минеральных веществ на уровне не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта;

Регламентируемое содержание витаминов и минеральных веществ в обогащаемых ими продуктах должно быть указано на индивидуальной упаковке этого продукта и строго контролироваться как производителем, так и органами Государственного надзора;

Эффективность обогащенных продуктов должна быть убедительно подтверждена апробацией на животных и на репрезентативных группах людей демонстрирующей не только их полную безопасность, приемлемые вкусовые качества, но также хорошую усвояемость, способность существенно улучшать обеспеченность организме витаминами и минеральными веществами, введенными в состав обогащенных продуктов, и связанные с этими веществами показатели здоровья.

Безусловно, наиболее разумно обогащать продукты теми витаминами и минеральными веществами, дефицит которых наиболее распространен и опасен, и вносить их в обогащаемое продукты в количествах, соответствующих степени этого дефицита, т. е. З0-50 % средней суточной потребности (принцип пятый). Именно такой подход чаще всего используется при обогащении продуктов массового потребления, адресуемых самым широким слоям населения, таких, как м. хлеб, молоко, напитки и т. п.

Однако сказанное не исключает использования и более полного набора обогащающих добавок, включающего практически весь комплекс необходимых человеку витаминов, макро- и микроэлементов. Введение их в продукт в вышеупомянутых количествах надежно гарантирует поддержание оптимальной обеспеченности организма всеми витаминами и минеральными веществами практически при любых дефектах питания и в то же время не создает какого-либо избытка этих веществ.

В последние годы все чаще появляются продукты, сочетающие достаточно полный набор витаминов и минеральных веществ с одновременным введением других ценных компонентов пищевых волокон, фосфолипидов, различных биологически активных добавок природного происхождения.

Эти продукты оказывают защитное, стимулирующее или лечебное действие на те или иные физиологические системы и функции организма. Такое сочетание также представляется вполне оправданным, тем более что эффективность подобных биологически активных добавок решающим образом зависит от обеспеченности организма витаминами и минеральными веществами и не может сколько-нибудь успешно реализоваться при дефиците любого из этих жизненно необходимых участников обмена веществ.

Однако в ряде случаев сочетание в одном продукте некоторых обогащающих добавок оказывается нежелательным или невозможным по соображениям их вкусовой несовместимостимости, нестабильности или нежелательных взаимодействий друг с другом (принцип- четвертый).

Так, например, в продукты, обогащенные солями железа или другими микроэлементами, не всегда целесообразно вводить пищевые волокна, способные прочно связывать эти микроэлементы, нарушая их всасывание в желудочно-кишечном тракте.

Муку и хлеб целесообразно обогащать витаминами группы В, сравнительно хорошо переносящими воздействие высокой температуры в процессе выпечки, чего не скажешь о витамине С, отличающемся значительно меньшей термоустойчивостью. Поэтому витамин С для обогащения муки и хлеба практически не используется. Включение небольших количеств аскорбиновой кислоты в витаминные и витаминно-минеральные смеси для обогащения муки имеет иные, чисто технологические цели: известно, что аскорбиновая кислота ускоряет созревание муки и улучшает ее хлебопекарные свойства.

Довольно трудную в технологическом отношении проблему представляет сочетание в одном продукте аскорбиновой кислоты с солями железа или других металлов переменной валентности: цинка, меди и т.п., катализирующих быстрое ее окисление с утратой витаминной активности. Обогащать пищевыми добавками нужно прежде всего продукты массового и регулярного, лучше всего каждодневного потребления. К таким продуктам относятся хлеб, молоко, соль, сахар, напитки, заменители женского молока, продукты прикорма и детского питания. Сказанное, конечно, не исключает возможности и целесообразности обогащения продуктов, адресуемых не всему населению, а его отдельным группам. Это относится к некоторым кондитерским изделиям, привлекательность которых для детей делает их хорошим объектом для обогащения витаминами и минеральными веществами, в которых особо нуждается подрастающее поколение. Сюда же можно отнести продукты лечебного и диетического питания. Не вызывает сомнения и необходимость восполнять дефицит витаминов и минеральных элементов в любых продуктах, подвергающихся рафинированию и другим технологическим воздействиям, приводящим к существенным потерям этих ценных пищевых веществ.

Обогащение предполагает добавление питательных веществ к пищевым продуктам питания независимо от того, присутствовали ли в них эти питательные вещества первоначально. Питательные вещества или пищевые компоненты могут добавляться по разным причинам:

Восстановление

Питательные вещества, утраченные во время пищевой обработки, могут быть восполнены. Это особенно важно, если продукт был хорошим источником питательных веществ перед обработкой.

Замещение

Питательные вещества иногда добавляют для получения замещающего продукта с аналогичной питательной ценностью. Например, кальций добавляется к некоторым напиткам на основе сои, которые продаются в качестве заменителя коровьего молока.

Цель обогащения продуктов питания заключается в том, чтобы помочь потребителю достичь рекомендуемых количеств питательных веществ, и оно часто проводится для решения проблем с низким потреблением питательных веществ. Некоторые продукты обогащаются по закону - например, в Великобритании, белая и коричневая мука обогащена рядом витаминов. Обогащение муки (за исключением муки из некоторых самовосстанавливающихся сортов) кальцием началось в первые годы Второй мировой войны в ожидании сокращения производства молочных продуктов, и его добавление продолжается и сегодня. Другие продукты укрепляются на добровольной основе (например, сухие завтраки). Диетические исследования и другие виды исследований могут предполагать, какие группы населения могут извлечь выгоду из более высоких потреблений некоторых питательных веществ.

Добавление питательных веществ в пищу

Помимо идеи обогащения продуктов для решения проблемы низкого потребления питательных веществ, продукты питания и напитки могут иметь дополнительные питательные вещества, добавляемые к ним для того, чтобы выгодно отличить их от других продуктов и тем самым обеспечить конкурентное преимущество. Это может включать в себя добавление питательных веществ к продуктам, которые обычно не являются их естественным источником, например добавление Омега-3 жирных кислот в хлеб и клетчатку в йогурты. С течением времени к продуктам добавляли ряд различных фракций пищевых волокон (клетчатки) и питательных веществ, в том числе:

• витамины (например, витамины А, С, D и ряд витаминов группы В)
• минералы (например, железо, йод, кальций и цинк)
• белки и аминокислоты

Зачем обогащать продукты?

Добавление питательных веществ в продукты питания, особенно в основные продукты питания, может увеличить их потребление у большинства населения. В странах, где потребление определенных питательных веществ очень низкое, обогащение может помочь уменьшить дефицит питательных веществ. Одним из примеров является добавление йода к соли для снижения количества таких расстройств как йодная недостаточность.

Обогащение некоторых продуктов также можно рассматривать как предоставление маркетингового преимущества, особенно когда покупатели уже имеют некоторое представление о «преимуществах» добавляемого питательного вещества. Добавление питательного вещества также может принести некоторую техническую выгоду (например, витамин С является антиоксидантом и может снизить уровень порчи в некоторых продуктах) или прямой пользы для здоровья для некоторых групп населения (например, обогащение муки фолиевой кислотой).

Какие продукты можно обогащать?

Различный ассортимент продуктов питания может быть обогащен – выбор будет зависеть от пищевых привычек населения и технологических ограничений (например, витамин В12 неустойчив в кислых условиях). Однако важно, чтобы отобранные продукты потреблялись населением в достаточных количествах, чтобы обеспечить достаточное количество целевого питательного вещества. Многие основные продукты питания были обогащены, такие как зерновые (например, мука и хлопья для завтрака) и молочные продукты (например, обезжиренный молочный порошок, иногда обогащенные витаминами А и D). Другие повседневные продукты, такие как сахар, масло и соль, также обогащаются в некоторых странах мира, но есть и ограничения, например обогащение алкогольных напитков не везде разрешено.

Возможный вред от обогащенных продуктов

Потребление относительно большого количества некоторых питательных веществ может нанести вред здоровью. Поэтому важно, чтобы решения о добавлении питательных веществ в пищу учитывали:

• потребление питательных веществ из необогащенных продуктов
• ожидаемое потребление пищи, подлежащей обогащению
• физиологическая доступность (биодоступность) добавленных питательных веществ
• вероятное воздействие обогащения на общее потребление питательных веществ
• риск чрезмерного потребления добавленных питательных веществ «экстремальными» потребителями пищи.

Следует также учитывать потенциальные эффекты воздействия обогащения (и увеличения потребления питательных веществ) на другие показатели питательных веществ и здоровья, например, высокие дозы фолиевой кислоты из обогащенных продуктов (или добавок) могут маскировать дефицит витамина B12. Кроме того, высокие дозы некоторых микроэлементов могут мешать поглощению других, вызывая новые проблемы. Кроме того, необходимо учитывать такие аспекты, как стабильность добавленных питательных веществ и влияние на сенсорные качества пищи (вкус, цвет, текстура).

Вклад обогащенных пищевых продуктов в потреблении питательных веществ

Жировые спреды являются важными источниками витаминов А и D в диете по причине обогащения.

Зерновые и злаковые продукты играют важную роль в рационе питания и являются основным источником многих питательных веществ как для детей, так и взрослых, отчасти благодаря обогащению пшеничной муки (кроме непросеянной) железом, тиамином и ниацином, а также всех видов муки (кроме непросеянной и некоторых самовосстанавливающихся сортов) кальцием. Многие обогащенные злаки для завтрака, согласно исследованию, способствуют употреблению 20%, 29% и 23% от среднего потребления железа взрослыми, мальчиками и девочками, соответственно. Витаминизированные хлопья для завтрака также вносят 13%-й вклад от средней суточной дозы витамина D у мужчин и женщин, 20% среднесуточного потребления витамина D у девочек и 24% мальчиков.

Продукты питания из сои, которые производятся для вегетарианцев и веганов, часто обогащаются витамином В12. Поскольку продукты из растительных источников естественно не содержат этого витамина, такие обогащенные продукты являются единственным диетическим источником витамина В12 для веганов. Некоторые соевые напитки также обогащаются кальцием, что важно для тех, кто совсем не употребляет молочные продукты, основной источник кальция в диете.

Многие производимые продукты для младенцев так же обогащаются, особенно железом, а некоторые витамином D, хотя питательный состав этих продуктов строго контролируется рядом европейских правил.

Другие продукты питания, пищевые заменители, спортивные напитки, продукты для похудения и продукты питания, предназначенные для конкретных групп населения, часто обогащаются, при этом некоторые категории контролируются конкретным законодательством, в котором указывается количество и виды питательных веществ, которые могут быть добавлены. Питательные вещества, содержащиеся в этих продуктах, могут внести важный вклад в необходимый диетический рацион людей.

Что обязаны указывать производители на упаковке обогащенных продуктов

Описания на упаковке пищевых продуктов о наличии определенных питательных веществ могут использоваться потребителями в качестве краткого руководства по питательным свойствам продукта. Описания обычно используют такие термины, как «низкий», «высокий» и «источник», которые определены в законе и кодексах или в руководящих принципах. Такие описания часто используются и для обогащенных продуктов (например, пищевых продуктов с добавленной фолиевой кислотой), продуктов, в которых содержание конкретных питательных веществ естественно высоко (например, в волокне), а также для пищевых продуктов, которые были модифицированы, чтобы содержать меньше определенных питательных веществ (например, жиров). Если производитель утверждает о наличии дополнительных питательных веществ, вся информация должна быть предоставлена на этикетке с пищевыми продуктами.

В Европейском союзе маркировки на этикетках и на упаковке, касающиеся продовольствия, должны соответствовать нормам ЕС в отношении требований к питанию и здоровью, которые вступили в силу в 2016 году. В рамках этих правил определен регламент к требуемому минимуму информации в описании питательных веществ.

Требования к описанию на упаковке в отношении пользы для здоровья так же регулируются ЕС, как упомянуто выше. Производителям запрещено указывать или подразумевать, что пища может предотвращать или лечить болезнь, например, болезнь сердца. Однако они могут сказать, что еда может иметь какую-то пользу для здоровья, например, «помогает поддерживать здоровое сердце» или «кальций необходим для нормального развития костей и зубов». Если производители делают утверждения такого типа (подразумевая преимущества для здоровья), они должны иметь возможность доказать, что в пище содержится необходимое количество питательного или пищевого компонента, о котором идет речь, например, 15% рекомендуемой суточной дозы для витамина или минерала. Такие описания на упаковке продуктов питания не должны вводить в заблуждение.

Это относится только к добровольному обогащению продуктов питания, а не к продуктам, которые подлежат обязательной модификации, и указывает верхние пределы безопасности и минимальные уровни для каждого питательного вещества.

Все эти требования направлены на регулирование и гармонизацию обогащения продуктов питания в ЕС, что позволяет свободно торговать и обеспечивать меры к тому, чтобы обогащенные продукты были безопасными для потребителей. Продукты, которые не могут быть обогащены или модифицированы в соответствии с этим регулированием, - это фрукты и овощи, мясо, птица, рыба, пастеризованное молоко и алкогольные напитки, содержащие более 1,2% спирта.

Хотя обогащение продуктов питания может быть очень эффективным способом помочь населению достичь оптимального уровня потребления конкретных питательных веществ, это должно быть сбалансировано с заботой по поводу чрезмерного потребления питательного вещества, о котором идет речь, и любых проблем безопасности, которые могут возникнуть. Кроме того, некоторые потребители могут почувствовать, что обогащенные продукты приравниваются к «массовым лекарственным средствам», поскольку им не дают выбора в отношении того, употреблять дополнительные питательные вещества или нет.

(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.