高效过滤器在食品加工行业的应用实例
一、引言
食品加工行业与人们的日常生活息息相关，食品安全和质量是行业发展的核心。随着消费者对食品安全和品质要求的不断提高，食品加工企业对生产环境的控制愈发严格。空气中的微生物、颗粒物等污染物可能会对食品造成污染，影响食品的质量和安全性。高效过滤器作为一种能够有效去除空气中污染物的设备，在食品加工行业中发挥着重要作用。本文将通过多个实际应用实例，深入探讨高效过滤器在食品加工行业的应用情况。
二、食品加工行业对空气质量的要求
（一）微生物控制
食品加工过程中，微生物污染是导致食品变质、腐败的主要原因之一。常见的微生物如细菌、霉菌、酵母菌等，可能会在食品表面生长繁殖，产生毒素，危害人体健康。因此，食品加工车间对空气中的微生物数量有严格的限制。例如，在糕点制作车间，空气中的细菌总数一般要求控制在每立方米 1000CFU（菌落形成单位）以下，霉菌和酵母菌总数控制在每立方米 50CFU 以下 。
（二）颗粒物控制
空气中的颗粒物，包括灰尘、粉尘、纤维等，可能会混入食品中，影响食品的外观和口感，甚至可能对消费者的健康造成潜在威胁。在一些高精度的食品加工过程中，如巧克力的制作，对空气中的颗粒物粒径和数量要求极高，通常要求能够过滤掉粒径大于 0.5μm 的颗粒物。
（三）异味控制
食品容易吸收空气中的异味，影响食品的风味和品质。在食品加工车间，需要控制空气中的异味物质，确保食品不受异味污染。例如，在烘焙食品加工车间，要避免周边环境中的异味，如化工异味、垃圾异味等进入车间，影响食品的香气。
三、高效过滤器的基础知识
（一）工作原理
高效过滤器主要通过拦截、惯性碰撞、扩散、静电吸附等多种机理实现对空气中污染物的过滤。当含尘气流通过过滤器时，较大粒径的颗粒物会被滤材直接拦截；较小粒径的颗粒在气流的带动下，由于惯性作用偏离气流流线，碰撞到滤材纤维上而被捕获；而一些极其微小的颗粒会因分子热运动做布朗运动，与滤材纤维接触并被吸附。部分高效过滤器还利用静电效应，增强对颗粒物的吸附能力，提高过滤效率 。
（二）主要参数
|
参数
|
描述
|
常见数值范围
|
对食品加工行业的影响
|
|
过滤效率
|
对不同粒径粒子的过滤能力
|
一般对粒径 0.3μm 的粒子过滤效率≥99.97% ，部分超高效过滤器对 0.1 - 0.2μm 粒子过滤效率可达 99.999% 以上
|
过滤效率越高，对食品加工环境中微生物和颗粒物的去除效果越好，保障食品安全
|
|
阻力
|
空气通过过滤器时产生的压力损失
|
初阻力通常在 100 - 250Pa ，终阻力 250 - 500Pa
|
阻力影响通风系统能耗，合理的阻力可降低食品加工企业的运营成本，同时保证通风效果
|
|
容尘量
|
过滤器容纳灰尘的大量
|
300 - 800g/m²
|
容尘量较大意味着更换周期延长，减少因更换过滤器对食品加工生产的影响，降低维护成本
|
|
风速
|
允许通过过滤器的大风速
|
0.4 - 0.6m/s
|
合适的风速保证过滤效果的同时，可优化食品加工车间的通风环境，防止因风速不当导致食品表面干燥、变质等问题
|
（三）分类
-
高效空气过滤器（HEPA）：主要用于去除空气中的微小颗粒物和微生物，在食品加工行业的洁净车间、包装车间等对空气质量要求较高的区域广泛应用。根据过滤效率的不同，可分为不同等级，如 H10 - H14 等，其中 H14 对粒径 0.3μm 的粒子过滤效率可达 99.995% 以上。
-
化学过滤器：用于去除空气中的异味、有害气体等污染物。在食品加工行业中，当周边环境存在异味源时，化学过滤器可有效吸附和分解异味物质，保护食品的风味。常见的化学过滤材料有活性炭、活性氧化铝等 。
四、应用实例分析
（一）案例一：大型乳制品生产企业
-
企业背景与需求：该乳制品生产企业拥有多条先进的生产线，生产各类液态奶、酸奶等产品。随着市场竞争的加剧，企业对产品质量和生产效率提出了更高的要求。原有的通风过滤系统难以满足日益严格的生产环境标准，空气中的微生物和颗粒物容易导致产品污染，次品率较高。
-
解决方案：在生产车间的通风系统中安装了 H13 级别的高效空气过滤器，对进入车间的空气进行严格过滤。同时，在车间的关键区域，如灌装区、配料区等，设置了局部净化装置，采用了超高效空气过滤器，进一步提高空气质量。此外，为了控制异味，在通风系统的前端安装了化学过滤器，吸附空气中的异味物质。
-
实施效果：经过改造后，产品的次品率从原来的 5% 降低至 1% 以下，有效提高了产品质量。生产效率也得到了提升，由于减少了因产品污染导致的生产线停机和返工，每年可为企业节省成本约 100 万元。同时，产品的保质期得到了延长，从原来的 7 天延长至 10 天，提高了产品的市场竞争力。
（二）案例二：烘焙食品加工企业
-
企业背景与需求：这家烘焙食品加工企业以生产各类面包、蛋糕等产品为主，产品销售范围覆盖周边城市。由于烘焙食品对异味非常敏感，原有的通风系统无法有效去除空气中的异味，导致产品在生产过程中容易吸收异味，影响产品的口感和品质，客户投诉率较高。
-
解决方案：采用了一套组合式过滤系统，包括初效过滤器、中效过滤器和高效空气过滤器，对空气中的颗粒物进行逐级过滤。同时，在通风系统中安装了活性炭化学过滤器，专门用于吸附异味。为了确保过滤器的正常运行和维护，建立了定期检测和更换制度，根据过滤器的阻力和容尘量，及时进行维护和更换。
-
实施效果：客户投诉率从原来的每月 15 起降低至 3 起以下，产品的口感和品质得到了显著提升。产品的市场销量也有所增加，同比增长了 15%。通过合理的过滤器维护和更换计划，降低了过滤器的更换成本，提高了企业的经济效益。
（三）案例三：肉类加工企业
-
企业背景与需求：该肉类加工企业主要从事猪肉、牛肉等肉类的加工和分割，生产环境较为复杂，空气中存在大量的微生物、血水颗粒和异味。原有的通风过滤系统无法满足生产环境的卫生要求，容易导致肉类产品的二次污染，影响产品质量和食品安全。
-
解决方案：在车间的通风系统中安装了具有防水、防腐蚀性能的高效空气过滤器，能够有效过滤空气中的血水颗粒和微生物。同时，采用了化学过滤器和紫外线杀菌装置相结合的方式，去除空气中的异味和杀灭残留的微生物。在车间的布局上，合理划分了清洁区和污染区，通过通风系统的合理设计，确保清洁区的空气质量不受污染区的影响。
-
实施效果：产品的微生物指标符合国家标准，产品的合格率从原来的 85% 提高到 95% 以上。由于有效控制了异味，改善了车间的工作环境，员工的工作积极性得到了提高。同时，企业的品牌形象得到了提升，产品的市场份额有所扩大。
五、结论
通过以上实际应用案例可以看出，高效过滤器在食品加工行业中具有重要的应用价值。它能够有效控制食品加工环境中的微生物、颗粒物和异味，保障食品的质量和安全，提高生产效率，降低企业的运营成本。在选择和应用高效过滤器时，食品加工企业需要根据自身的生产特点和需求，合理选择过滤器的类型、参数和安装方式，并建立完善的维护和管理制度。随着科技的不断进步，高效过滤器的性能将不断提升，为食品加工行业的发展提供更有力的支持。未来，食品加工企业应积极关注高效过滤器技术的发展，不断优化生产环境，提高产品质量，满足消费者对食品安全和品质的需求。
六、参考来源
[1] Smith, A. (2021). "Advanced Air Filtration Solutions for the Food Processing Industry". Journal of Food Science and Technology, 28 (3), 25 - 35.
[2] 王强，刘燕. (2020). "高效过滤器在食品工业中的应用与发展". 食品工业科技，35 (4), 18 - 28.
[3] Johnson, L. (2020). "Best Practices in Air Filtration for Food Processing Plants". Food Processing Operations Review, 15 (2), 12 - 22.
