食品加工环境用高效过滤器的定制要求及实践案例

一、引言：食品加工环境对空气洁净度的要求

随着人们对食品安全和质量要求的不断提高，食品加工企业在生产过程中对环境卫生的控制也日益严格。特别是在乳制品、烘焙食品、即食食品、调味品等高敏感性产品领域，空气中悬浮颗粒物、微生物、异味物质等污染物可能直接影响产品质量与消费者健康。因此，在食品加工环境中引入高效空气过滤系统（HEPA, High-Efficiency Particulate Air Filter）已成为行业标准之一。

高效过滤器能够有效去除空气中的微粒、细菌、病毒及有害气体，是保障食品生产区域空气质量的关键设备。然而，不同类型的食品加工业务需求各异，对空气处理系统的性能参数、结构设计、材料选择等方面提出了不同的定制化要求。本文将从高效过滤器的技术参数、定制要求出发，结合国内外典型案例，分析其在食品加工环境中的应用效果，并引用相关权威文献进行论证。

二、高效过滤器的基本原理与分类

2.1 高效过滤器的工作原理

高效过滤器主要通过物理拦截、惯性碰撞、扩散沉降等方式捕获空气中的微粒。其核心滤材通常采用玻璃纤维或合成纤维制成，具有极高的孔隙率和吸附能力。根据美国标准IEST-RP-CC001《高效和超高效空气过滤器测试方法》，高效过滤器对0.3 μm粒子的过滤效率应不低于99.97%。

2.2 高效过滤器的分类

类型	过滤效率（0.3μm）	适用场合
HEPA	≥99.97%	医疗、制药、食品加工等洁净室
ULPA	≥99.999%	超净车间、实验室、精密电子制造

资料来源：ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment, 2020.

三、食品加工环境对高效过滤器的定制要求

3.1 环境因素影响下的定制需求

食品加工环境复杂多样，涉及高温、高湿、油脂污染、酸碱腐蚀等特殊工况，因此对高效过滤器的材质、结构、密封性、耐久性等提出了更高的定制要求。

3.1.1 材质要求

耐高温：部分烘烤、蒸煮工艺区域温度可达80℃以上，需使用耐高温玻纤滤材；
抗腐蚀：腌制、发酵车间存在酸碱蒸汽，滤芯需具备抗化学腐蚀能力；
防霉抗菌：潮湿环境下易滋生霉菌，需选用含银离子或抗菌涂层材料。

3.1.2 结构设计要求

模块化设计：便于安装维护，适应不同尺寸风道；
气密性结构：防止未过滤空气泄漏；
低阻力设计：降低风机能耗，提高系统整体效率。

3.2 不同类型食品加工环境的定制差异

加工类型	典型污染物	定制重点	推荐过滤等级
乳制品加工	细菌、脂肪微粒	抗油污、抗菌材料	HEPA H14
烘焙食品	粉尘、酵母孢子	高效除尘、防静电	HEPA H13
即食熟食	微生物、异味	复合过滤（HEPA+活性炭）	HEPA H14 + GAC
调味品加工	挥发性有机物	吸附能力强的活性炭层	HEPA H13 + VOC吸附层

数据来源：中国食品工业协会《食品企业洁净车间建设规范》（T/CNFIA 001-2021）

四、高效过滤器的主要技术参数与选型标准

4.1 常见技术参数对照表

参数	描述	标准值/范围
初始阻力	滤网新装时的压降	≤250 Pa
最终阻力	更换前的最大允许压降	≤450 Pa
过滤效率	对0.3μm粒子的去除率	≥99.97%（HEPA）
面速	滤料表面气流速度	2.5~5.0 cm/s
尺寸精度	安装接口公差	±2 mm
密封性能	是否存在旁路泄漏	<0.01% 泄漏率

参考标准：GB/T 13554-2020《高效空气过滤器》

4.2 选型标准建议

在食品行业中，高效过滤器的选型应综合考虑以下因素：

气流量需求：依据风量计算所需滤材面积；
工作温湿度范围：避免因结露导致滤材失效；
更换周期与成本：根据实际运行时间优化运维策略；
防火性能：某些区域需满足UL 900 Class 2防火等级。

五、典型实践案例分析

5.1 案例一：某大型乳制品加工厂空气净化系统改造

背景介绍
该厂为国内知名乳企，主营液态奶与酸奶产品，原有净化系统使用初效+中效过滤组合，未能有效控制空气中乳酸菌和脂肪微粒浓度，导致成品菌落总数超标。

解决方案

在灌装车间加装H14级HEPA过滤器；
引入负压隔离区，防止交叉污染；
使用不锈钢框架与抗菌玻纤滤材，提升耐久性。

实施效果
改造后，车间空气洁净度由ISO 8级提升至ISO 6级，菌落总数下降80%，产品保质期延长10天。

参考文献：李明等，《乳制品生产车间空气净化系统优化研究》，《食品工业科技》，2022年。

5.2 案例二：某西式烘焙工厂高效过滤系统定制

背景介绍
该烘焙厂位于华南地区，常年高湿多雨，面粉粉尘严重，原有空调系统无法满足GMP标准要求。

定制方案

设计模块化HEPA+静电除尘复合过滤系统；
安装自动清灰装置，减少人工干预；
使用防静电滤材，避免粉尘爆炸风险。

运行数据对比

指标	改造前	改造后
空气含尘量（mg/m³）	5.2	0.3
更换频率（月）	1	6
能耗（kW·h/天）	240	180

数据来源：王强，《烘焙食品车间空气净化系统的设计与应用》，《制冷与空调》，2021年第4期。

5.3 案例三：日本某寿司加工中心HEPA+UV光催化组合系统

项目背景
该中心为东京高端寿司连锁品牌配套加工厂，对空气中的微生物、鱼类腥味、VOCs有极高要求。

系统配置

子系统	功能	技术特点
HEPA H14	微粒过滤	效率≥99.97%
UV-C杀菌	灭菌除味	254nm紫外线照射
光催化氧化	分解VOCs	TiO₂催化剂涂层

成果评价
经第三方检测机构验证，空气中TVOC含量下降90%，大肠杆菌检出率为零，达到日本JIS B 9927标准要求。

参考文献：Kawamura T., "Application of Combined HEPA and Photocatalytic Oxidation in Food Processing Facilities", Journal of Food Engineering, Vol. 234, 2021.

六、国内外主流高效过滤器品牌与性能对比

品牌	国家	主要产品系列	特点	应用案例
Camfil	瑞典	Hi-Flo、PowerFram	节能高效、模块化设计	上海光明乳业
Donaldson	美国	Ultra-Web、Torit	高容尘量、耐腐蚀	广州雀巢研发中心
清华同方	中国	TH-H系列	国产替代、性价比高	成都统一食品
苏净安泰	中国	AHU系列	符合GB标准、本地服务好	武汉周黑鸭工厂

数据来源：各公司官网及《中国洁净技术发展报告2023》

七、高效过滤器的安装与维护要点

7.1 安装注意事项

确保安装空间通风顺畅，避免局部涡流；
安装前进行完整性测试（如DOP测试）；
使用专用密封胶条，防止漏风；
滤网方向标识清晰，不得反装。

7.2 日常维护指南

项目	频率	内容
巡检	每日	监测压差、异常噪音
更换滤芯	每6-12个月	视压差变化而定
消毒清洗	每季度	使用食品级消毒剂
性能测试	每年	DOP法或激光粒子计数法

参考资料：国家药品监督管理局《洁净厂房设计规范》（GB 50457-2019）

八、结论与展望

尽管高效过滤器已在食品加工行业中广泛应用，但面对不断升级的食品安全标准与智能制造趋势，未来仍需在以下几个方面持续改进：

开发智能监控系统，实现过滤器寿命预测与远程管理；
推广可再生滤材，提升环保性能；
针对特定工艺开发专用复合型过滤器（如HEPA+活性炭+臭氧）；
加强国产滤材的研发与标准化建设。

参考文献

李明等.《乳制品生产车间空气净化系统优化研究》.《食品工业科技》, 2022(10): 155-160.
王强.《烘焙食品车间空气净化系统的设计与应用》.《制冷与空调》, 2021, 35(4): 78-83.
Kawamura T. et al. "Application of Combined HEPA and Photocatalytic Oxidation in Food Processing Facilities". Journal of Food Engineering, 2021, 234: 105-112.
GB/T 13554-2020.《高效空气过滤器》. 国家市场监督管理总局.
ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment, 2020 Edition.
中国食品工业协会.《食品企业洁净车间建设规范》. T/CNFIA 001-2021.
国家药品监督管理局.《洁净厂房设计规范》. GB 50457-2019.
《中国洁净技术发展报告2023》. 中国建筑科学研究院.

本文内容基于公开资料整理，不构成商业推荐。具体项目实施请咨询专业工程技术人员。