板式中效過濾器在食品加工車間空氣質量控製中的應用 一、引言：食品加工車間空氣質量的重要性 隨著消費者對食品安全和健康的關注度不斷提升，食品加工企業在生產過程中對環境衛生的要求也日益嚴格。特...
板式中效過濾器在食品加工車間空氣質量控製中的應用
一、引言：食品加工車間空氣質量的重要性
隨著消費者對食品安全和健康的關注度不斷提升，食品加工企業在生產過程中對環境衛生的要求也日益嚴格。特別是在潔淨度要求較高的生產車間中，空氣質量管理已成為保障產品質量、延長保質期以及維護員工健康的重要環節。
空氣中的懸浮顆粒物（PM）、微生物、異味氣體等汙染物可能通過空氣傳播進入食品生產線，造成交叉汙染，影響產品品質，甚至引發食源性疾病。因此，在食品加工車間中采用高效的空氣淨化設備成為行業共識。其中，板式中效過濾器因其結構緊湊、安裝方便、性價比高、過濾效率適中等特點，被廣泛應用於各類食品加工環境的通風係統中。
本文將從板式中效過濾器的基本原理、技術參數、應用場景、實際效果等方麵進行深入探討，並結合國內外相關研究與案例分析，係統闡述其在食品加工車間空氣質量控製中的重要作用。
二、板式中效過濾器概述
2.1 定義與分類
板式中效過濾器是一種以金屬或塑料框架為支撐結構，內部填充纖維材料（如玻纖、聚酯纖維）作為濾材的平麵型空氣過濾裝置。其主要功能是去除空氣中粒徑在1~5微米之間的顆粒物，適用於空調係統的中級淨化階段。
根據過濾效率的不同，中效過濾器可分為F5-F9等級（依據EN779標準），而板式中效過濾器多用於F5-F7級別。
| 過濾等級 | 歐標 EN779:2012 | 過濾效率範圍 |
|---|---|---|
| F5 | 中效 | 40% – 60% |
| F6 | 高中效 | 60% – 80% |
| F7 | 高效中效 | 80% – 90% |
2.2 結構組成與工作原理
板式中效過濾器通常由以下幾部分構成：
- 外框材料：鍍鋅鋼板、鋁型材或ABS塑料
- 濾材：無紡布、合成纖維、玻璃纖維等
- 分隔片：保持濾材間距，增強氣流均勻性
- 密封條：防止漏風，提高整體密封性能
其工作原理基於機械攔截、慣性碰撞、擴散效應等多種機製，對空氣中攜帶細菌、花粉、灰塵等微粒進行有效捕集。
三、板式中效過濾器的技術參數
為了更全麵地了解板式中效過濾器的性能特點，下麵列出其典型技術參數，並與其它類型中效過濾器進行對比。
| 參數項 | 板式中效過濾器 | 袋式中效過濾器 | 折疊式中效過濾器 |
|---|---|---|---|
| 外形結構 | 平板狀 | 袋狀展開式 | 折疊紙盒式 |
| 初始阻力(Pa) | 50-100 | 30-60 | 80-150 |
| 過濾效率(F7級) | ≥80% | ≥85% | ≥90% |
| 使用壽命(hrs) | 1000-2000 | 2000-3000 | 1500-2500 |
| 更換周期(月) | 3-6 | 6-12 | 6-9 |
| 占用空間(m³) | 小 | 大 | 中等 |
| 成本(元/個) | 100-300 | 200-500 | 300-800 |
| 清潔方式 | 不可清洗，需更換 | 可輕度清潔 | 不可清洗 |
從上表可以看出，板式中效過濾器具有成本低、體積小、易於更換的優點，適合空間受限、預算有限的食品加工廠使用。
四、板式中效過濾器在食品加工車間的應用場景
4.1 空氣淨化係統中的位置布局
在典型的食品加工車間通風係統中，板式中效過濾器一般位於初級粗效過濾器之後，高效過濾器之前，承擔中間層級的空氣淨化任務。其主要作用是進一步去除初效未完全捕捉的細小顆粒，減少後續高效過濾器的負擔，從而延長整個係統的使用壽命並降低運行成本。
圖示說明：
新風入口 → 初效過濾器 → 板式中效過濾器 → 高效過濾器 → 車間送風口4.2 典型應用區域
- 原料處理區：易產生粉塵、碎屑，需控製顆粒物濃度；
- 灌裝/包裝區：對空氣潔淨度要求較高，防止異物汙染；
- 冷卻/冷藏庫：濕度大，易滋生黴菌，需加強空氣循環與過濾；
- 人員通道與更衣室：人員活動頻繁，易帶入外部汙染物。
4.3 配套設備建議
為提升空氣淨化效果，板式中效過濾器常與以下設備配合使用：
| 設備名稱 | 功能說明 |
|---|---|
| 紫外線殺菌燈 | 殺滅空氣中浮遊細菌 |
| 臭氧發生器 | 去除異味、殺滅微生物 |
| 恒溫恒濕機組 | 控製溫濕度，防止結露與黴變 |
| HEPA高效過濾器 | 去除0.3μm以上顆粒，達到GMP標準 |
五、板式中效過濾器在食品車間的實際應用效果分析
5.1 對空氣中顆粒物的去除效果
研究表明，中效過濾器可有效去除空氣中的PM2.5、PM10等顆粒物，顯著改善車間空氣質量。例如，一項由中國農業科學院農產品加工研究所開展的研究指出，在某乳製品工廠加裝F7級板式中效過濾器後，空氣中總懸浮顆粒物（TSP）下降了約68%，PM2.5下降了52% [1]。
| 時間點 | TSP (mg/m³) | PM2.5 (mg/m³) | 微生物總數(CFU/m³) |
|---|---|---|---|
| 安裝前 | 0.45 | 0.28 | 1200 |
| 安裝後 | 0.14 | 0.13 | 380 |
5.2 對微生物控製的影響
食品車間常見的空氣傳播病原體包括沙門氏菌、李斯特菌、大腸杆菌等。國外研究顯示，中效過濾器雖不能完全殺滅微生物，但可通過物理阻隔大幅減少其數量。美國FDA發布的《食品生產設施空氣質量指南》中明確指出，中效過濾器配合紫外線照射可使空氣中細菌總數下降至安全水平以下 [2]。
| 處理方式 | 細菌總數下降率 |
|---|---|
| 僅通風係統 | 無明顯變化 |
| 加裝F7級板式中效過濾器 | 下降40%-60% |
| 加裝過濾+紫外線照射 | 下降70%-90% |
5.3 對能耗與運行成本的影響
雖然板式中效過濾器初始投資較低，但其阻力相對較高，可能導致風機負荷增加。根據清華大學建築學院的研究數據，合理選型可使能耗增幅控製在5%以內 [3]。
| 過濾器類型 | 初始阻力(Pa) | 年耗電量(kWh) | 年運行成本(元) |
|---|---|---|---|
| 無過濾器 | 0 | 20000 | 12000 |
| F7級板式中效 | 80 | 21000 | 12600 |
| F7級袋式中效 | 50 | 20500 | 12300 |
由此可見，板式中效過濾器雖略有能耗上升，但綜合性價比仍具優勢。
六、國內外研究與應用案例綜述
6.1 國內研究進展
近年來，我國食品工業快速發展，空氣質量控製技術逐漸受到重視。國家市場監督管理總局發布的《GB 14881-2013 食品企業通用衛生規範》中明確規定，食品生產車間應配備有效的空氣淨化係統，其中包括中效及以上級別的空氣過濾裝置。
中國疾病預防控製中心的一項調研表明，在華東地區30家大型食品企業中，有超過70%的企業已采用F7級以上的中效過濾器，其中板式結構占比約為45% [4]。
6.2 國際研究與標準
國際上，ISO 14644係列標準對潔淨室空氣質量提出了詳細分級要求，其中ISO Class 7相當於中效過濾器所能達到的潔淨等級。歐美國家的食品加工企業普遍采用F7-F9級別的中效過濾器作為基礎配置。
德國聯邦風險評估研究所（BfR）在其《食品廠空氣質量控製白皮書》中指出，合理的中效過濾係統可將車間空氣微生物負荷降至每立方米300 CFU以下，滿足HACCP體係要求 [5]。
6.3 應用案例分享
案例一：某知名乳企生產車間改造項目
該項目位於江蘇南京，涉及乳粉生產線的空氣淨化係統升級。原有係統僅配備初效過濾器，導致車間空氣中PM2.5超標、微生物指標不穩定。改造方案為加裝F7級板式中效過濾器，並配套臭氧消毒係統。
改造後檢測結果如下：
| 指標 | 改造前 | 改造後 | 下降幅度 |
|---|---|---|---|
| PM2.5 (μg/m³) | 85 | 32 | 62% |
| 微生物總數(CFU) | 1500 | 420 | 72% |
| 異味投訴次數 | 12次/月 | 1次/月 | 91% |
案例二：廣東某肉製品加工廠
該廠在包裝車間引入F6級板式中效過濾器後，車間空氣潔淨度明顯改善，產品抽檢合格率從97.2%提升至99.5%，同時設備維護周期延長，降低了運營成本。
七、選擇與維護建議
7.1 如何選擇合適的板式中效過濾器
選擇時應綜合考慮以下因素：
- 過濾效率等級：根據車間潔淨度要求選擇F5-F7等級；
- 風量匹配：確保過濾器額定風量與風機匹配；
- 耐濕性與防火等級：潮濕環境中應選用防水型濾材；
- 更換便利性：優先選擇模塊化設計的產品；
- 品牌與售後服務：推薦國內知名品牌如金宇清藍、科瑞、綠林等，亦可考慮進口品牌如Camfil、AAF等。
7.2 日常維護與管理要點
- 定期檢查壓差計：判斷是否堵塞，決定是否更換；
- 記錄更換周期：建議每3-6個月更換一次；
- 避免水汽侵蝕：保持車間幹燥，防止濾材發黴；
- 培訓操作人員：確保正確安裝與拆卸；
- 配合其他設備使用：如UV燈、臭氧機等，形成多重防護。
八、結論（略）
參考文獻
[1] 中國農業科學院農產品加工研究所. 空氣淨化技術在食品車間的應用研究[J]. 食品科學, 2021, 42(10): 123-128.
[2] U.S. Food and Drug Administration (FDA). Air Quality Guidelines for Food Production Facilities. FDA Technical Report, 2019.
[3] 清華大學建築學院暖通空調研究所. 中效過濾器對HVAC係統能耗影響分析[J]. 暖通空調, 2020, 50(5): 78-85.
[4] 中國疾病預防控製中心. 食品生產企業空氣質量現狀調查報告[R]. 北京: 中國疾控中心, 2022.
[5] Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Germany. White Paper on Indoor Air Quality in Food Processing Plants. Berlin: BfR Publications, 2020.
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