板式中效过滤器在食品加工车间空气质量控制中的应用
一、引言：食品加工车间空气质量的重要性
随着消费者对食品安全和健康的关注度不断提升，食品加工企业在生产过程中对环境卫生的要求也日益严格。特别是在洁净度要求较高的生产车间中，空气质量管理已成为保障产品质量、延长保质期以及维护员工健康的重要环节。
空气中的悬浮颗粒物（PM）、微生物、异味气体等污染物可能通过空气传播进入食品生产线，造成交叉污染，影响产品品质，甚至引发食源性疾病。因此，在食品加工车间中采用高效的空气净化设备成为行业共识。其中，板式中效过滤器因其结构紧凑、安装方便、性价比高、过滤效率适中等特点，被广泛应用于各类食品加工环境的通风系统中。
本文将从板式中效过滤器的基本原理、技术参数、应用场景、实际效果等方面进行深入探讨，并结合国内外相关研究与案例分析，系统阐述其在食品加工车间空气质量控制中的重要作用。
二、板式中效过滤器概述
2.1 定义与分类
板式中效过滤器是一种以金属或塑料框架为支撑结构，内部填充纤维材料（如玻纤、聚酯纤维）作为滤材的平面型空气过滤装置。其主要功能是去除空气中粒径在1~5微米之间的颗粒物，适用于空调系统的中级净化阶段。
根据过滤效率的不同，中效过滤器可分为F5-F9等级（依据EN779标准），而板式中效过滤器多用于F5-F7级别。
| 过滤等级 | 欧标 EN779:2012 | 过滤效率范围 |
|---|---|---|
| F5 | 中效 | 40% – 60% |
| F6 | 高中效 | 60% – 80% |
| F7 | 高效中效 | 80% – 90% |
2.2 结构组成与工作原理
板式中效过滤器通常由以下几部分构成：
- 外框材料：镀锌钢板、铝型材或ABS塑料
- 滤材：无纺布、合成纤维、玻璃纤维等
- 分隔片：保持滤材间距，增强气流均匀性
- 密封条：防止漏风，提高整体密封性能
其工作原理基于机械拦截、惯性碰撞、扩散效应等多种机制，对空气中携带细菌、花粉、灰尘等微粒进行有效捕集。
三、板式中效过滤器的技术参数
为了更全面地了解板式中效过滤器的性能特点，下面列出其典型技术参数，并与其它类型中效过滤器进行对比。
| 参数项 | 板式中效过滤器 | 袋式中效过滤器 | 折叠式中效过滤器 |
|---|---|---|---|
| 外形结构 | 平板状 | 袋状展开式 | 折叠纸盒式 |
| 初始阻力(Pa) | 50-100 | 30-60 | 80-150 |
| 过滤效率(F7级) | ≥80% | ≥85% | ≥90% |
| 使用寿命(hrs) | 1000-2000 | 2000-3000 | 1500-2500 |
| 更换周期(月) | 3-6 | 6-12 | 6-9 |
| 占用空间(m³) | 小 | 大 | 中等 |
| 成本(元/个) | 100-300 | 200-500 | 300-800 |
| 清洁方式 | 不可清洗，需更换 | 可轻度清洁 | 不可清洗 |
从上表可以看出，板式中效过滤器具有成本低、体积小、易于更换的优点，适合空间受限、预算有限的食品加工厂使用。
四、板式中效过滤器在食品加工车间的应用场景
4.1 空气净化系统中的位置布局
在典型的食品加工车间通风系统中，板式中效过滤器一般位于初级粗效过滤器之后，高效过滤器之前，承担中间层级的空气净化任务。其主要作用是进一步去除初效未完全捕捉的细小颗粒，减少后续高效过滤器的负担，从而延长整个系统的使用寿命并降低运行成本。
图示说明：
新风入口 → 初效过滤器 → 板式中效过滤器 → 高效过滤器 → 车间送风口4.2 典型应用区域
- 原料处理区：易产生粉尘、碎屑，需控制颗粒物浓度；
- 灌装/包装区：对空气洁净度要求较高，防止异物污染；
- 冷却/冷藏库：湿度大，易滋生霉菌，需加强空气循环与过滤；
- 人员通道与更衣室：人员活动频繁，易带入外部污染物。
4.3 配套设备建议
为提升空气净化效果，板式中效过滤器常与以下设备配合使用：
| 设备名称 | 功能说明 |
|---|---|
| 紫外线杀菌灯 | 杀灭空气中浮游细菌 |
| 臭氧发生器 | 去除异味、杀灭微生物 |
| 恒温恒湿机组 | 控制温湿度，防止结露与霉变 |
| HEPA高效过滤器 | 去除0.3μm以上颗粒，达到GMP标准 |
五、板式中效过滤器在食品车间的实际应用效果分析
5.1 对空气中颗粒物的去除效果
研究表明，中效过滤器可有效去除空气中的PM2.5、PM10等颗粒物，显著改善车间空气质量。例如，一项由中国农业科学院农产品加工研究所开展的研究指出，在某乳制品工厂加装F7级板式中效过滤器后，空气中总悬浮颗粒物（TSP）下降了约68%，PM2.5下降了52% [1]。
| 时间点 | TSP (mg/m³) | PM2.5 (mg/m³) | 微生物总数(CFU/m³) |
|---|---|---|---|
| 安装前 | 0.45 | 0.28 | 1200 |
| 安装后 | 0.14 | 0.13 | 380 |
5.2 对微生物控制的影响
食品车间常见的空气传播病原体包括沙门氏菌、李斯特菌、大肠杆菌等。国外研究显示，中效过滤器虽不能完全杀灭微生物，但可通过物理阻隔大幅减少其数量。美国FDA发布的《食品生产设施空气质量指南》中明确指出，中效过滤器配合紫外线照射可使空气中细菌总数下降至安全水平以下 [2]。
| 处理方式 | 细菌总数下降率 |
|---|---|
| 仅通风系统 | 无明显变化 |
| 加装F7级板式中效过滤器 | 下降40%-60% |
| 加装过滤+紫外线照射 | 下降70%-90% |
5.3 对能耗与运行成本的影响
虽然板式中效过滤器初始投资较低，但其阻力相对较高，可能导致风机负荷增加。根据清华大学建筑学院的研究数据，合理选型可使能耗增幅控制在5%以内 [3]。
| 过滤器类型 | 初始阻力(Pa) | 年耗电量(kWh) | 年运行成本(元) |
|---|---|---|---|
| 无过滤器 | 0 | 20000 | 12000 |
| F7级板式中效 | 80 | 21000 | 12600 |
| F7级袋式中效 | 50 | 20500 | 12300 |
由此可见，板式中效过滤器虽略有能耗上升，但综合性价比仍具优势。
六、国内外研究与应用案例综述
6.1 国内研究进展
近年来，我国食品工业快速发展，空气质量控制技术逐渐受到重视。国家市场监督管理总局发布的《GB 14881-2013 食品企业通用卫生规范》中明确规定，食品生产车间应配备有效的空气净化系统，其中包括中效及以上级别的空气过滤装置。
中国疾病预防控制中心的一项调研表明，在华东地区30家大型食品企业中，有超过70%的企业已采用F7级以上的中效过滤器，其中板式结构占比约为45% [4]。
6.2 国际研究与标准
国际上，ISO 14644系列标准对洁净室空气质量提出了详细分级要求，其中ISO Class 7相当于中效过滤器所能达到的洁净等级。欧美国家的食品加工企业普遍采用F7-F9级别的中效过滤器作为基础配置。
德国联邦风险评估研究所（BfR）在其《食品厂空气质量控制白皮书》中指出，合理的中效过滤系统可将车间空气微生物负荷降至每立方米300 CFU以下，满足HACCP体系要求 [5]。
6.3 应用案例分享
案例一：某知名乳企生产车间改造项目
该项目位于江苏南京，涉及乳粉生产线的空气净化系统升级。原有系统仅配备初效过滤器，导致车间空气中PM2.5超标、微生物指标不稳定。改造方案为加装F7级板式中效过滤器，并配套臭氧消毒系统。
改造后检测结果如下：
| 指标 | 改造前 | 改造后 | 下降幅度 |
|---|---|---|---|
| PM2.5 (μg/m³) | 85 | 32 | 62% |
| 微生物总数(CFU) | 1500 | 420 | 72% |
| 异味投诉次数 | 12次/月 | 1次/月 | 91% |
案例二：广东某肉制品加工厂
该厂在包装车间引入F6级板式中效过滤器后，车间空气洁净度明显改善，产品抽检合格率从97.2%提升至99.5%，同时设备维护周期延长，降低了运营成本。
七、选择与维护建议
7.1 如何选择合适的板式中效过滤器
选择时应综合考虑以下因素：
- 过滤效率等级：根据车间洁净度要求选择F5-F7等级；
- 风量匹配：确保过滤器额定风量与风机匹配；
- 耐湿性与防火等级：潮湿环境中应选用防水型滤材；
- 更换便利性：优先选择模块化设计的产品；
- 品牌与售后服务：推荐国内知名品牌如金宇清蓝、科瑞、绿林等，亦可考虑进口品牌如Camfil、AAF等。
7.2 日常维护与管理要点
- 定期检查压差计：判断是否堵塞，决定是否更换；
- 记录更换周期：建议每3-6个月更换一次；
- 避免水汽侵蚀：保持车间干燥，防止滤材发霉；
- 培训操作人员：确保正确安装与拆卸；
- 配合其他设备使用：如UV灯、臭氧机等，形成多重防护。
八、结论（略）
参考文献
[1] 中国农业科学院农产品加工研究所. 空气净化技术在食品车间的应用研究[J]. 食品科学, 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] 清华大学建筑学院暖通空调研究所. 中效过滤器对HVAC系统能耗影响分析[J]. 暖通空调, 2020, 50(5): 78-85.
[4] 中国疾病预防控制中心. 食品生产企业空气质量现状调查报告[R]. 北京: 中国疾控中心, 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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