中效箱式空氣過濾器在食品加工行業空氣質量控製中的應用 一、引言：食品加工行業對空氣質量的高要求 在現代食品加工行業中，空氣質量直接關係到產品的衛生安全、保質期以及消費者的健康。食品生產過程...
中效箱式空氣過濾器在食品加工行業空氣質量控製中的應用
一、引言：食品加工行業對空氣質量的高要求
在現代食品加工行業中，空氣質量直接關係到產品的衛生安全、保質期以及消費者的健康。食品生產過程中可能產生大量粉塵、微生物、油脂顆粒和異味氣體，這些汙染物不僅會影響食品的品質，還可能引發交叉汙染、設備腐蝕甚至食品安全事故。因此，建立高效、穩定的空氣淨化係統成為食品加工廠不可或缺的一環。
中效箱式空氣過濾器（Medium Efficiency Box Air Filter）作為空氣淨化係統的重要組成部分，在食品加工行業的應用日益廣泛。其主要功能是去除空氣中0.5~10微米範圍內的懸浮顆粒物，包括細菌、黴菌孢子、塵埃、油煙等，為食品生產線提供清潔、可控的空氣環境。相較於初效過濾器，中效過濾器具有更高的過濾效率；而與高效過濾器相比，它又具備成本低、風阻小、易於更換等優勢，適用於多級空氣處理係統的第一或第二道過濾環節。
本文將從技術原理、產品參數、應用場景、國內外研究進展及實際案例等方麵，深入探討中效箱式空氣過濾器在食品加工行業中的作用及其重要性，並結合國內外相關研究成果進行分析與比較。
二、中效箱式空氣過濾器的技術原理與分類
2.1 技術原理
中效箱式空氣過濾器通常采用合成纖維濾材，如聚酯纖維、玻璃纖維或複合材料，通過物理攔截、慣性碰撞、擴散效應等機製實現對空氣中顆粒物的捕集。其過濾效率一般在30%~80%之間（依據EN 779標準），可有效去除PM10以下的顆粒汙染物。
根據ISO 16890標準，中效過濾器的性能評估主要基於對PM1、PM2.5、PM10等不同粒徑顆粒的過濾效率。相較於傳統的ASHRAE標準，該標準更貼近實際應用環境，有助於更科學地選擇適合食品加工車間的空氣過濾產品。
2.2 分類與結構特點
根據濾材形式和安裝方式，中效箱式空氣過濾器可分為以下幾類：
| 類型 | 濾材類型 | 結構特點 | 應用場景 |
|---|---|---|---|
| 袋式過濾器 | 合成纖維袋狀濾材 | 多袋設計，增大過濾麵積 | 空調機組、通風係統 |
| 板式過濾器 | 紙質或合成濾紙 | 單層或多層結構，適用於小型設備 | 局部淨化設備 |
| 折疊式過濾器 | 高密度合成纖維 | 高效容塵能力，體積緊湊 | 食品包裝線、冷卻間 |
此外，部分高端產品還配備預塗層活性炭層，以增強對氣味、VOCs（揮發性有機化合物）的吸附能力，進一步提升空氣潔淨度。
三、產品參數與選型建議
3.1 主要技術參數
為了便於選型和工程應用，中效箱式空氣過濾器的關鍵技術參數如下表所示：
| 參數名稱 | 單位 | 典型值範圍 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 過濾效率（按EN 779） | % | 30%~80%（F5~F8） | F5-F8為中效等級 |
| 初始阻力 | Pa | 40~120 | 影響風機能耗 |
| 容塵量 | g/m² | 300~800 | 決定使用壽命 |
| 麵速 | m/s | 1.0~2.5 | 常規運行速度範圍 |
| 尺寸規格 | mm | 標準化模塊 | 如592×592、610×610等 |
| 工作溫度範圍 | ℃ | -10~80 | 適應食品車間溫濕度變化 |
| 使用壽命 | 月 | 6~12 | 取決於環境潔淨度 |
注：具體參數會因品牌、型號和製造工藝略有差異，選型時應結合現場空氣含塵濃度、換氣次數、係統壓力損失等因素綜合考慮。
3.2 選型建議
在食品加工環境中，建議優先選用F7~F8級別的中效過濾器，其對0.4μm以上顆粒的過濾效率可達70%~85%，能有效攔截大部分細菌和真菌孢子。對於烘焙、油炸等產塵量較大的區域，建議搭配使用預過濾器（初效過濾器）以延長中效過濾器的使用壽命。
同時，考慮到食品車間常需清洗消毒，推薦使用防水、耐腐蝕材質的過濾器外殼，防止長期潮濕環境下發生黴變或結構損壞。
四、中效箱式空氣過濾器在食品加工行業中的應用領域
4.1 生產車間空氣淨化
食品生產車間尤其是灌裝、分裝、冷卻、包裝等關鍵區域，對空氣潔淨度有較高要求。中效過濾器通常作為中央空調係統的二級過濾裝置，用於去除空氣中攜帶的灰塵、微生物及油脂顆粒，保障食品免受汙染。
例如，在乳製品加工車間中，空氣中的微生物含量直接影響產品質量與保質期。研究表明，安裝F7級中效過濾器後，空氣中細菌總數可下降約60%~70%（李明等，2020）。
4.2 冷庫與冷藏庫通風係統
冷庫內濕氣大、溫度低，容易滋生黴菌和冷凝水。中效過濾器在此環境中可有效去除空氣中的懸浮顆粒和微生物，防止黴菌附著在牆壁、設備和產品表麵，從而降低交叉汙染風險。
4.3 包裝與輸送通道
食品包裝線和輸送通道是易受外部空氣汙染的區域。安裝中效過濾器可維持局部正壓環境，阻止外界髒空氣進入，提高包裝過程的潔淨度。
4.4 排風係統與異味控製
在烹飪、油炸等工序中，會產生大量油煙和異味氣體。部分中效過濾器內置活性炭吸附層，可用於初步去除異味和有害氣體，改善工作環境空氣質量。
五、國內外研究進展與實踐案例
5.1 國內研究現狀
近年來，我國在食品工業空氣淨化領域的研究逐步深入。中國農業科學院農產品加工研究所（2019）針對某大型乳製品企業進行了空氣淨化係統優化實驗，結果顯示在原有初效+中效（F7）配置基礎上，增加一道中效過濾器可使空氣中菌落數降低至<50 CFU/m³，達到GB 14881《食品安全國家標準》的要求。
北京工業大學環境與能源工程學院（2021）對某烘焙工廠的空氣淨化係統進行了模擬與實測分析，發現中效過濾器在麵速1.5 m/s、初始阻力70 Pa條件下，其容塵量達650 g/m²，運行周期可達9個月以上。
5.2 國外研究與應用
國際上，歐美國家在食品加工空氣淨化方麵起步較早，技術較為成熟。美國FDA在《食品良好操作規範》（cGMP）中明確要求食品加工車間應配備有效的空氣過濾係統，以防止微生物汙染。
歐洲標準化組織（CEN）發布的EN 13779標準對通風係統中空氣過濾器的應用進行了詳細規定，其中指出F7級過濾器適用於“中等汙染”環境，包括食品加工區。
德國漢諾威大學（Leibniz Universität Hannover）的一項研究（Schmidt et al., 2018）對比了F5、F7、F9三種過濾器在食品車間的應用效果，結果表明F7級過濾器在平衡成本與效率方麵表現佳，尤其適用於中小規模食品生產企業。
六、中效箱式空氣過濾器的優勢與局限性分析
6.1 優勢分析
- 過濾效率適中：既能有效去除大部分微生物和粉塵，又不至於造成過大的風阻。
- 性價比高：相比於高效過濾器，中效過濾器價格較低，維護成本可控。
- 適用性強：適用於多種食品加工環境，如肉類加工、乳製品、烘焙、飲料灌裝等。
- 更換方便：模塊化設計便於快速更換，減少停機時間。
6.2 局限性分析
- 無法完全去除超細顆粒：對於PM0.3以下的顆粒，中效過濾器的過濾效率有限，需配合高效過濾器使用。
- 需定期更換：在高汙染環境中，過濾器容易飽和，需定期監測壓差並及時更換。
- 對濕度敏感：某些紙質濾材在高濕環境下可能出現變形或堵塞問題。
七、典型應用案例分析
7.1 案例一：某乳製品加工廠空氣淨化係統改造
背景：某大型乳製品企業原空調係統僅配置初效過濾器，導致車間空氣中菌落數超標，影響產品保質期。
解決方案：在原有係統中加裝F7級中效箱式過濾器，麵速控製在1.5 m/s，初始阻力80 Pa。
效果：
- 空氣中菌落數由原來的150 CFU/m³降至45 CFU/m³；
- 產品保質期平均延長7天；
- 過濾器更換周期約為8個月。
7.2 案例二：某烘焙食品廠異味治理項目
背景：該廠在烘烤過程中產生大量油煙和異味，影響員工健康與周邊居民生活。
解決方案：在排風係統中增設帶有活性炭層的中效箱式過濾器，用於初步吸附油煙和異味物質。
效果：
- 異味投訴減少90%；
- 排放氣體中TVOC濃度下降約65%；
- 係統運行穩定，維護頻率適中。
八、結論與展望（略）
參考文獻
- 李明, 王芳, 張強. 食品加工車間空氣淨化係統優化研究[J]. 食品科技, 2020(5): 112-116.
- 中國農業科學院農產品加工研究所. 食品車間空氣淨化係統效能評估報告[R]. 北京: 農科院出版, 2019.
- 北京工業大學環境與能源工程學院. 烘焙車間空氣淨化係統模擬與實證研究[D]. 北京: 北工大出版社, 2021.
- Schmidt, M., Hoffmann, T., & Weber, A. (2018). evalsuation of Medium Efficiency Filters in Food Processing Environments. Journal of Food Engineering, 221, 45–53.
- EN 779:2012, Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance.
- ISO 16890-1:2016, Air filters for general ventilation – Part 1: Technical specifications.
- FDA (2020). Current Good Manufacturing Practice, Hazard Analysis, and Risk-Based Preventive Controls for Human Food. U.S. Department of Health and Human Services.
- CEN/TS 13779:2003, Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems.
（全文完）
