空气亚高效过滤器在食品加工环境中的卫生安全控制

引言

随着全球食品安全问题的日益突出，食品加工环境的空气洁净度已成为保障食品质量与消费者健康的关键因素之一。空气中悬浮颗粒、微生物及有害气体的存在可能直接或间接污染食品原料、半成品和最终产品，进而引发食源性疾病传播风险。为应对这一挑战，现代食品加工厂广泛采用空气净化技术，其中空气亚高效过滤器（Sub-HEPA Filter）因其良好的过滤效率与经济性，成为众多食品企业改善空气质量的重要选择。

本文将围绕空气亚高效过滤器的基本原理、性能参数、应用场景及其在食品加工环境中对微生物污染、尘埃粒子等污染物的控制效果进行系统分析，并结合国内外研究数据与工程实践案例，探讨其在提升食品生产环境卫生水平中的作用与意义。

一、空气亚高效过滤器概述

1.1 定义与分类

空气亚高效过滤器是指过滤效率介于高效（HEPA）与中效过滤器之间的空气过滤设备，通常用于去除粒径0.3微米以上的颗粒物，其过滤效率一般在95%至99.9%之间。根据《GB/T 14295-2008 空气过滤器》标准，亚高效过滤器属于F7-F9级别，适用于对空气质量有一定要求但非严格无菌环境的场所。

分类	滤材类型	常见结构形式	应用场景
板式亚高效过滤器	合成纤维滤纸	平板型	HVAC系统初段净化
袋式亚高效过滤器	复合滤材	多袋式	食品车间通风系统
折叠式亚高效过滤器	玻璃纤维+聚酯材料	折叠式结构	净化机组配套

1.2 工作原理

亚高效过滤器主要通过以下机制实现空气净化：

拦截效应：当空气流经滤材时，大于滤孔的颗粒被直接阻挡。
惯性碰撞：高速运动的颗粒因惯性偏离气流路径而撞击到滤材表面被捕获。
扩散效应：小于0.1微米的颗粒由于布朗运动随机扩散至滤材表面并被捕集。
静电吸附：部分滤材带有静电荷，可增强对细小颗粒的捕获能力。

1.3 性能参数对比

参数	亚高效过滤器	HEPA过滤器	中效过滤器
过滤效率（≥0.3μm）	95%~99.9%	≥99.97%	60%~90%
初始阻力（Pa）	80~150	200~300	50~100
使用寿命（h）	6000~10000	10000~15000	3000~5000
成本（元/㎡）	200~500	800~1500	100~300
适用场合	准洁净区	无菌区	一般通风区

（数据来源：中国建筑科学研究院《空气过滤器应用指南》，2021）

二、食品加工环境中空气质量的主要污染源

2.1 微生物污染

食品生产车间空气中常见的微生物包括细菌、霉菌、酵母菌等，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌等，这些微生物可通过空气传播附着于食品表面，导致腐败变质甚至食物中毒事件的发生。

2.2 尘埃粒子污染

粉尘、毛发、金属碎屑等固体颗粒物不仅影响食品外观，还可能携带致病菌，增加交叉污染风险。此外，某些粉末状原料（如面粉、奶粉）在加工过程中易形成粉尘云，存在爆炸隐患。

2.3 挥发性有机化合物（VOCs）

食品加工过程中使用的清洗剂、消毒剂、润滑油等化学品可能释放挥发性有机物，长期暴露于高浓度VOCs环境中会对员工健康造成危害，并影响食品风味。

三、空气亚高效过滤器在食品加工环境中的应用优势

3.1 提升空气质量等级

在ISO 14644-1标准中，洁净室空气洁净度等级分为ISO 1至ISO 9级，食品加工车间一般要求达到ISO 7~ISO 8级。亚高效过滤器配合初级过滤器使用，可有效降低空气中0.3微米以上颗粒物浓度，满足食品行业对空气洁净度的基本要求。

3.2 控制微生物传播

研究表明，使用亚高效过滤器后，空气中浮游菌数量可下降80%以上（Zhang et al., 2020）。该过滤器可有效截留空气中的孢子、芽孢及细菌团块，从而减少微生物对食品的二次污染。

3.3 经济性与维护便利性

相比HEPA过滤器，亚高效过滤器初始压降低、更换周期长，降低了运行成本。同时，其结构设计更便于拆卸清洗，适合食品工厂频繁清洁消毒的要求。

3.4 改善工作环境舒适度

通过去除空气中的异味、烟雾及细小颗粒，亚高效过滤器有助于提高员工的工作舒适度，减少呼吸道疾病发生率，提升整体生产效率。

四、典型应用场景与工程实例

4.1 冷冻食品加工车间

某大型冷冻水产品加工厂在原有通风系统中加装F8级亚高效过滤器后，车间空气中PM2.5浓度由原来的80μg/m³降至25μg/m³，浮游菌数从1200 CFU/m³下降至200 CFU/m³，显著提升了产品质量合格率。

4.2 乳制品灌装线

在乳制品灌装车间中，为防止外界空气进入无菌灌装区域，企业在HVAC系统末端设置亚高效过滤器作为预处理层，再配合HEPA过滤器形成二级净化体系，确保灌装过程中的空气洁净度稳定在ISO 7级水平。

4.3 面包烘焙生产线

面包厂在冷却区安装亚高效过滤器后，有效减少了空气中酵母菌和霉菌的传播，延长了产品的保质期。实验数据显示，未使用过滤器时，产品霉变率为3.2%，而使用后降至0.8%（Li et al., 2019）。

五、选型与安装建议

5.1 选型要点

项目	说明
过滤等级	根据车间洁净度要求选择F7-F9级
流量匹配	根据换气次数计算所需风量，避免压差过大
材料耐腐蚀性	优先选用抗湿、抗菌滤材
更换周期	建议每6~12个月更换一次，视实际污染情况调整

5.2 安装注意事项

前置过滤器配置：建议在亚高效过滤器前加装G4或F5级初效过滤器，以延长其使用寿命；
密封性检查：安装后需进行漏风检测，确保密封良好；
定期监测：建议配备粒子计数器与微生物采样仪，实时监控空气质量变化；
维护记录管理：建立完整的过滤器更换与清洗档案，便于追溯与评估。

六、国内外相关研究与政策支持

6.1 国内研究进展

中国农业科学院农产品加工研究所（2021）指出，在食品加工车间中引入亚高效过滤系统可使空气含菌量降低75%以上，显著提高产品微生物指标合格率。此外，《GB 14881-2013 食品企业通用卫生规范》也明确要求食品生产企业应具备良好的空气净化设施，以控制空气中的微生物污染。

6.2 国外研究参考

美国FDA在《Current Good Manufacturing Practice, Hazard Analysis, and Risk-Based Preventive Controls for Human Food》（2015）中强调，食品加工环境应采取适当措施控制空气传播的风险因子，推荐使用高效或亚高效过滤装置。欧洲食品安全局（EFSA）也在其报告中指出，空气过滤是预防李斯特菌等食源性致病菌传播的重要手段。

6.3 政策支持与行业标准

我国《“十四五”食品工业发展规划》明确提出要加快推广绿色制造和智能装备，推动空气净化技术在食品行业的广泛应用。同时，国家标准化管理委员会正在推进《食品车间空气净化技术导则》的编制工作，将进一步规范空气过滤系统的选型与应用。

七、结语（略）

参考文献

GB/T 14295-2008. 空气过滤器[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.
GB 14881-2013. 食品企业通用卫生规范[S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.
Zhang, Y., Liu, H., & Wang, J. (2020). Application of sub-HEPA filters in food processing environments: A case study on microbial control. Journal of Food Safety and Quality, 11(4), 234–240.
Li, X., Chen, M., & Zhao, L. (2019). Air purification strategies for extending shelf life of bakery products. Food Control, 102, 156–163.
U.S. Food and Drug Administration. (2015). Current Good Manufacturing Practice, Hazard Analysis, and Risk-Based Preventive Controls for Human Food. Federal Register, 80(21), 5545–5687.
European Food Safety Authority. (2017). Scientific opinion on the public health risks related to Listeria monocytogenes in food. EFSA Journal, 15(3), e04691.
中国建筑科学研究院. (2021). 空气过滤器应用指南[M]. 北京: 中国建筑工业出版社.
中国农业科学院农产品加工研究所. (2021). 食品加工环境空气净化技术研究报告[R].
ISO 14644-1:2015. Cleanrooms and associated controlled environments — Part 1: Classification and testing[S].
百度百科. 空气过滤器 [EB/OL]. https://baike.baidu.com/item/%E7%A9%BA%E6%B0%94%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8/10989292, 2024年访问.