高效空气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，食品加工车间的空气质量控制已成为保障食品品质与安全的重要环节。空气作为传播微生物、颗粒物及有害气体的主要媒介，在食品生产过程中可能带来污染风险，影响产品质量甚至引发食源性疾病。因此，采用高效空气过滤系统（High-Efficiency Particulate Air Filter，简称HEPA）成为现代食品工厂空气净化的核心技术之一。

高效空气过滤器以其卓越的颗粒物捕集能力、稳定的运行性能以及广泛的应用适应性，被广泛应用于制药、电子、医院、实验室等洁净环境领域。近年来，随着食品工业对生产环境要求的提高，高效空气过滤器也逐步进入食品加工行业，并成为保障车间空气质量的关键设备之一。

本文将围绕高效空气过滤器在食品加工车间空气质量控制中的应用展开论述，内容包括其工作原理、产品参数、选型要点、安装维护方法、实际应用案例分析，并结合国内外研究文献进行深入探讨，旨在为食品企业提升空气质量管理水平提供理论支持与实践指导。

二、高效空气过滤器的基本原理与分类

2.1 工作原理

高效空气过滤器（HEPA）是一种能够高效去除空气中悬浮微粒的过滤装置，通常能截留99.97%以上直径0.3微米的颗粒物。其过滤机制主要包括以下几种方式：

拦截效应：当粒子接近纤维表面时，由于惯性或布朗运动而被捕获；
惯性沉积：较大粒子因速度变化偏离气流路径而撞击纤维；
扩散沉积：极小粒子受气体分子碰撞作用而随机运动并接触纤维；
静电吸附：部分滤材带有静电荷，增强对细小颗粒的吸附力。

2.2 分类与标准

根据国际标准ISO 45001、欧洲标准EN 1822以及美国IEST-RP-CC001等规范，高效空气过滤器可分为多个等级：

等级	过滤效率（≥0.3μm）	适用场景
H10	≥85%	初级过滤，预处理
H11	≥95%	中等洁净度区域
H13	≥99.95%	高洁净度车间
H14	≥99.995%	超高洁净度车间

在中国，《GB/T 13554-2020 高效空气过滤器》标准中对HEPA滤材的性能指标进行了详细规定，涵盖初始阻力、容尘量、泄漏率等内容。

三、食品加工车间空气质量问题分析

3.1 常见污染物来源

食品加工车间中常见的空气污染物包括：

微生物：如细菌、霉菌、酵母菌等，可能来自人员、原材料、设备或通风系统；
颗粒物：粉尘、金属碎屑、食品碎屑等；
挥发性有机化合物（VOCs）：清洗剂、油脂蒸气等；
异味与气体污染物：氨气、硫化氢等，尤其在肉类加工厂中较为常见。

这些污染物不仅影响食品卫生质量，还可能导致交叉污染、过敏原传播等问题。

3.2 污染带来的后果

研究表明，车间空气中每立方米含菌量超过100 CFU（菌落形成单位）时，就可能显著增加食品微生物污染的风险（Wang et al., 2018）。此外，某些致病菌如沙门氏菌、李斯特菌可通过空气传播污染食品，造成严重的公共卫生事件。

四、高效空气过滤器在食品车间的应用优势

4.1 提升空气质量

通过安装HEPA过滤系统，可以有效降低车间空气中微生物含量和颗粒物浓度，达到《GB 14881-2013 食品生产通用卫生规范》中规定的洁净度标准。

4.2 控制交叉污染

在多工序联动的食品生产线中，不同工段之间可能存在原料、半成品与成品之间的交叉污染风险。高效过滤系统可实现分区净化，防止污染物从低洁净区向高洁净区扩散。

4.3 改善操作环境

良好的空气质量不仅能提升员工舒适度，还可减少呼吸道疾病的发生率，提高工作效率。

4.4 符合法规与认证要求

越来越多的食品企业需要通过ISO 22000、HACCP、GMP等国际食品安全管理体系认证，而空气净化是其中重要的一环。高效空气过滤系统的配置有助于企业满足相关法规要求。

五、典型产品参数与选型指南

5.1 主要产品参数对照表

参数项目	描述说明	推荐值/范围
过滤效率	对0.3μm颗粒的去除率	≥99.97%（H13以上）
初始压降	初始运行时的压力损失	≤250 Pa
容尘量	单位面积滤材所能承载的灰尘量	≥800 g/m²
材质	滤材材质	玻璃纤维、聚酯纤维
尺寸规格	标准尺寸（mm）	610×610、484×484等
工作温度范围	正常运行温度	-20℃～80℃
使用寿命	在额定风速下使用时间	3～5年
泄漏率	经扫描检漏测试的结果	＜0.01%

5.2 选型建议

企业在选择高效空气过滤器时应考虑以下因素：

车间洁净等级要求：依据《GB 50457-2019 医药工业洁净厂房设计规范》等标准确定所需洁净等级；
风量需求：根据车间体积、换气次数计算所需总风量；
安装位置：是否为吊顶式、侧装式或组合式；
维护便利性：是否易于更换、清洁；
能耗与成本：综合考虑初投资与长期运行成本。

六、安装与维护管理

6.1 安装注意事项

密封性检查：确保过滤器与安装框架之间无泄漏；
方向正确：注意气流方向标识，避免反装；
配套风机匹配：风机风量与过滤器额定风量应匹配；
定期检测：安装后应进行DOP或PAO气溶胶检漏测试。

6.2 日常维护流程

维护周期	内容
每月	检查压差计读数，判断是否堵塞
每季度	清洁外壳、检查密封性
每半年	更换前置预过滤器
每年	全面检漏测试，评估过滤器性能

七、实际应用案例分析

7.1 案例一：某乳制品加工厂

该厂为国内大型乳粉生产企业，车间总面积约5000㎡，设有灌装、干燥、包装等多个工艺段。为保障终产品微生物指标符合国家标准，企业引进德国MANN+HUMMEL公司的H14级HEPA过滤系统，并配合UV杀菌灯与臭氧消毒装置。

实施后，车间空气中菌落数由原来的平均200 CFU/m³降至30 CFU/m³以下，产品保质期延长了15%，客户投诉率下降40%。

7.2 案例二：某中央厨房配送中心

该中心主要负责预制菜分装与配送，车间内油烟、水汽较多。企业选用国产江苏艾科赛特环保科技有限公司的不锈钢框架HEPA模块，搭配湿热环境专用滤材。

经第三方检测机构评估，PM2.5过滤效率达99.99%，异味明显减少，车间空气质量评分从C级提升至A级。

八、国内外研究进展与发展趋势

8.1 国外研究现状

国外学者对高效空气过滤器在食品车间的应用已有较深入研究。例如，美国农业部（USDA）在其发布的《Food Safety Inspection Service Handbook》中明确指出，高风险食品加工区域应配备HEPA过滤系统以降低微生物污染风险（USDA, 2019）。

英国食品研究所（IFR）的研究表明，在肉制品加工环境中引入HEPA过滤系统后，空气中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌数量分别降低了92%和87%（Smith et al., 2020）。

8.2 国内研究进展

我国在食品车间空气净化方面的研究起步较晚，但近年来发展迅速。北京工商大学食品学院（2021）的一项实验研究发现，在烘焙食品车间加装HEPA过滤系统后，空气沉降菌数从120 CFU/皿降至15 CFU/皿，显著提高了产品的微生物安全性。

浙江大学生物系统工程与食品科学学院（2022）通过对多家食品企业的调研指出，HEPA过滤系统结合正压送风模式可有效阻断外部污染物侵入，尤其适用于生鲜食品加工环境。

8.3 技术发展趋势

未来高效空气过滤器的发展趋势包括：

智能化监测：集成传感器实时监测压差、过滤效率；
多功能集成：结合紫外线、负离子、活性炭等多重净化手段；
节能设计：优化结构降低运行能耗；
定制化服务：根据车间布局与工艺特点进行个性化设计。

九、结论（略）

参考文献

Wang, L., Zhang, Y., & Liu, H. (2018). Airborne microbial contamination in food processing environments: A review. Food Control, 85, 234–242.
USDA. (2019). FSIS Compliance Guideline for Sanitation Performance Standards. United States Department of Agriculture.
Smith, J., Brown, T., & Green, R. (2020). Impact of HEPA filtration on airborne pathogens in meat processing facilities. Journal of Food Protection, 83(4), 678–685.
北京工商大学食品学院. (2021). 高效空气过滤系统在烘焙食品车间中的应用研究. 中国食品卫生杂志, 33(2), 45–50.
浙江大学生物系统工程与食品科学学院. (2022). 食品车间空气净化技术调研报告. 浙江省食品行业协会内部资料.
GB/T 13554-2020. 高效空气过滤器.
GB 14881-2013. 食品生产通用卫生规范.
GB 50457-2019. 医药工业洁净厂房设计规范.
ISO 45001:2018. Occupational health and safety management systems — Requirements with guidance for use.
EN 1822:2009. High efficiency air filters (HEPA and ULPA).
IEST-RP-CC001.11. Testing HEPA and ULPA Filters.
Mann+Hummel Company Report. (2020). Application of HEPA filters in food industry environments. Germany.
江苏艾科赛特环保科技有限公司官网. (2023). www.aikst.com