本发明专利技术涉及一种用于强化食品营养的铁粉。该粉末由具有不规则形状的颗粒的还原铁粉构成，其中该铁粉的ＡＤ∶ＰＤ比率低于０．３，其中ＡＤ是以克／厘米↑［３］为单位的视密度，ＰＤ是以克／厘米↑［３］为单位的颗粒密度。该粉末颗粒通过ＢＥＴ法测量的比表面积高于３００平方米／千克，且平均粒度在５－４５微米之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及食品和饲料的营养强化。更具体而言，本专利技术涉及一种铁粉，其适于作为食品和饲料添加剂并且可以成本有效地制造。
技术介绍
铁是动物和人类营养中一种必不可少的微量元素。它是血色素中血红素的组分，也是肌红蛋白、细胞色素和几种酶的组分。铁的主要功能在于其参与了氧的输送、贮存和利用。平衡饮食通常可以通过富铁食物(例如蔬菜、肉类和谷类)的摄入来满足对铁的需要。一种重要的铁源是小麦面粉之类的谷类食物。但是，在制造小麦面粉的现代方法中，富含铁的小麦谷粒壳被去除。这导致现在小麦面粉的铁含量低于从前生产的小麦面粉。缺铁也是营养不良的结果，尤其在发展中国家，这是主要原因。铁含量太低的饮食导致出生体重低、损害儿童成长及认知发展，并在成年人中导致疲劳，因此需要向饮食中加入铁。将铁加入大多数人日常食用的食品中时，当然将达到铁营养强化的最大效果。最普遍的方法是小麦面粉、玉米粉、玉米片之类谷物产品的铁营养强化，但也可以对许多其它产品进行营养强化。铁能以许多不同形式添加到食品和饲料中。可以使用金属铁、以及硫酸铁之类的铁的无机盐、和葡糖酸铁或富马酸铁之类的有机盐。主要有三种不同类型的用于食品营养强化的元素铁，即还原铁或海绵铁、羰基铁和电解铁。用氢或一氧化碳在升高的温度下还原磨碎的氧化铁，随后进行该还原铁块的研磨和粉碎，由此制造还原铁。还原的铁是由铁矿石或轧制铁鳞制造的。产品的纯度由氧化铁的纯度决定。与电解铁或羰基铁粉相比，这些产品在食品级铁粉中的纯度最低。由任何还原法制得的铁粉中最常见的杂质是氧，大多数以表面氧化物薄膜的形式出现。基本杂质包括碳、镁、铝、硅、磷、硫、铬、锰、镍和铜，它们中许多以氧化物形式存在。其粒度是不规则且多孔的，并由大量小的各向等大粒子构成。羰基铁粉由比其它铁粉的粒子细得多的粒子构成。这些粉末是通过用一氧化碳在热和压力下处理还原铁而制造的。所得五羰基铁然后在受控条件下分解，从而生成铁粉和一氧化碳气体。在这种情况下，主要杂质是碳，而且必须在湿氢气中进一步还原以去除大部分碳。该粉末具有直径为0.5至10微米的粒子，并具有高纯度。粒子形状接近球形，非常密实并且很光滑。该粒子的结构的特征在于像洋葱皮那样排列的同心壳。羰基法是昂贵的。电解铁是通过机械研细的硬脆金属的电解沉积制造的。电解铁粉的颗粒形状是不规则的，像蕨类植物的树枝状，由此其具有高表面系数。对用作食品添加剂的含铁化合物而言，一个重要特征是该铁的生物利用率，即铁在多大程度上被身体吸收。在目前用于食品和饲料强化的铁粉中，羰基铁粉和电解铁粉具有最高的生物利用率，但这些铁粉的生产成本比还原铁粉的生产成本高。因此，具有高生物利用率且可以成本有效地制造的纯还原铁粉是吸引人的，并且是本专利技术的目的。可以以不同方式——例如以活体外研究、动物研究和人体研究的方式——进行生物利用率的评估。通常相对于硫酸铁来测量铁粉及其它铁化合物的生物利用率。专利技术概要根据本专利技术，现在发现，用具有不规则形状的颗粒的还原铁粉可以获得令人满意的铁的生物利用率，其中该铁粉具有低于0.3的ADPD比率，其中AD是以克/厘米3为单位的视密度，PD是以克/厘米3为单位的颗粒密度。此外，该粉末颗粒通过BET法测量的比表面积应高于300、优选高于400平方米/千克，且平均粒度应在5至45微米之间，优选在5至25微米之间。在食物或饲料中应包含营养强化量(大约1至200ppm)的此类铁粉。专利技术详述原料用作原料的氧化铁可以是天然赤铁矿(Fe2O3)。另一选择是使用作为副产品获自酸再生法的氧化铁品种。为了获得具有所需性质的产品，原料的粒度优选不超过55微米。制造方法原料的还原是用氢气或碳和氢气的混合物进行的。优选在带式炉中在最高达1100℃的温度下进行还原。重要特征在于还原以下述方式进行所得产品为粉末或轻度烧结块的形式，这种烧结块可以在不影响或仅轻微影响粒子形状和其它性质的情况下容易地被磨细。在GB专利704026中公开了用于冶金用途的海绵铁粉的制造方法。该专利指出，为了获得此类粉末，原料的粒度应低于大约150微米(100目)，并不超过最终产品的粒度。此外还公开了可以用固体或气体还原剂在形成烧结海绵铁块的温度下将原料还原。冷却后，将烧结块粉碎至所需尺寸。作为例子，该专利具体公开了用木炭在1000℃还原磁铁精矿。在美国专利5,713,982中公开了另一种还原方法。该方法优选以这样的方式进行在还原气氛下将氧化铁粉末递增地加热至大约1200(649℃)，然后至大约1400(760℃)并最终至大约1500(816℃)。优选用氢作为还原气氛。按照这种已知方法，获得一种其颗粒为圆形的铁粉。这种已知的粉末据称可用于注模法。按照本专利技术，已经发现，为了获得令人满意的溶解速率和生物利用率，还原后获得的铁颗粒应具有不规则的形状。已经发现，通过在比美国专利中所公开的略高的温度和/或略长的加热时间下进行氧化铁粉末的还原，可以获得此关键特征。作为例子，可以在大约1000℃的温度下使用碳和氢气的混合物作为还原剂。该领域技术人员可以确定用于制备具有不规则形状颗粒的铁粉的确切条件。产品表征该粉末的重要和关键特征是多孔和不规则的形状，以及由此产生的低视密度AD，已经发现其优选低于2克/厘米3。此外，该粉末的孔应当是开放的，以便胃液渗入铁颗粒，以获得足够高的铁溶解速率。颗粒密度值接近铁的真实密度值(其为大约7.86克/厘米3)表明开放型的孔较少。还发现，AD和PD之间的关系应低于0.3。如本文中所用那样，使用比重瓶测量颗粒密度PD，其在受控条件下可以使液体流入一定体积容器内的铁颗粒的开放孔中。颗粒密度是指颗粒质量除以包括内部封闭孔在内的颗粒体积。使用5％的99.5％乙醇溶液作为液态流体。测量比重瓶重量、装有铁粉样品的比重瓶重量、以及装有用渗透液体填充至一定体积的铁粉样品的比重瓶的重量。由于比重瓶的确定体积和渗透液体的密度是已知的，因而其后可以计算颗粒密度。铁粉颗粒的粒度也是影响溶解速率的参数。铁粉的粒度太粗会对溶解速率造成不利影响，而铁粉的粒度太细又会增大处理过程中粉尘爆炸的危险。当平均粒度在5至45、优选5至25微米之间时可以获得足够高的溶解速率。生物利用率我们采用包括以下步骤的方法作为评估铁粉生物利用率的方法在pH为1和37℃的盐酸中溶解50克铁粉。30分钟后测量溶解的铁的量，并作为溶解速率记录在下表2中。按照本专利技术，已经发现，该铁粉在37℃且pH1的盐酸中的溶解速率为30分钟后至少40重量％。尽管特别描述了食品用途，但显然本专利技术的铁粉也可用于其它需要快速溶解的领域。通过下列非限定性实施例进一步阐述本专利技术。实施例1该实施例公开了一种制备铁粉的方法，该铁粉具有如通过溶解速率所测量的高生物利用率，并可用于食物或饲料的营养强化。将粒度为5-20微米的赤铁矿与粒度低于1毫米的煤混合。煤的加入量为12重量％。在炉中，在大约1000℃还原所得混合物。在炉的末端加入氢气，并使其在与赤铁矿材料流相反的方向上流动。氢气的加入量为每吨还原铁613立方米氢。在标准研磨设备中轻轻地将所得海绵铁块粉碎，并在325目筛上筛分。附图说明图1是制得的铁粉的显微照片。实施例2重复实施例1的方法，不同的是仅用氢气进行还原，且所用原料是作为副产物由酸再生中获得的氧化铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
基本由具有不规则形状的颗粒的还原铁粉构成的铁粉，其中铁粉的ＡＤ∶ＰＤ比率低于０．３，其中ＡＤ是以克／厘米↑［３］为单位的视密度，ＰＤ是以克／厘米↑［３］为单位的颗粒密度，该粉末颗粒通过ＢＥＴ法测量的比表面积高于３００平方米／千克，且其中平均粒度在５－４５微米之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡玻，F埃克隆德，N荣松，F佩尔松，
申请(专利权)人：霍加纳斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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