板式中效过滤网在食品加工车间空气质量控制中的作用
一、引言：食品加工车间空气质量的重要性
在现代食品工业中，确保产品质量与安全已成为企业生存和发展的关键因素之一。食品加工车间作为食品生产的核心区域，其空气质量直接影响到产品的卫生状况、保质期以及消费者健康。因此，空气质量管理成为食品生产企业必须重视的环节。
空气中的污染物主要包括悬浮颗粒物（PM）、微生物（如细菌、霉菌、酵母菌等）、挥发性有机化合物（VOCs）以及其他有害气体。这些污染物可能通过空气传播进入食品，造成交叉污染、变质甚至食品安全事故。为此，采用高效的空气净化系统是保障食品加工环境洁净度的重要手段之一。
在众多空气净化设备中，板式中效过滤网因其结构紧凑、安装方便、过滤效率适中且维护成本较低等特点，在食品加工车间中被广泛使用。本文将围绕板式中效过滤网的结构特点、工作原理、产品参数、应用效果及其在食品加工车间空气质量控制中的作用进行详细阐述，并结合国内外研究成果分析其重要性。
二、板式中效过滤网的基本概念与分类
2.1 板式中效过滤网的定义
板式中效过滤网是一种用于空气处理系统的过滤装置，通常安装在中央空调或通风系统的中段位置，位于初效过滤器之后、高效过滤器之前。它主要用于拦截空气中粒径在0.5~5微米之间的颗粒物，具有较高的捕集效率，适用于对空气洁净度有一定要求但又不需要达到高效过滤级别的场所。
2.2 分类方式
根据不同的标准，板式中效过滤网可以分为以下几类：
| 分类标准 | 类型 | 特点 |
|---|---|---|
| 按滤材材质 | 玻璃纤维、合成纤维、无纺布等 | 不同材质影响过滤效率与阻力 |
| 按结构形式 | 平板式、褶皱式 | 褶皱式增加过滤面积，提升效率 |
| 按过滤等级 | F5-F9（EN779标准） | 数值越高，过滤效率越高 |
其中，F5-F9是欧洲标准EN779中对中效过滤器的分级，具体如下表所示：
| 过滤等级 | 粒子去除率（按重量法） | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| F5 | 40%～60% | 一般通风系统 |
| F6 | 60%～80% | 医疗机构、轻工业 |
| F7 | 80%～90% | 食品加工厂、电子厂 |
| F8 | 90%～95% | 高清洁度车间 |
| F9 | >95% | 对空气洁净度要求极高的场所 |
三、板式中效过滤网的结构与工作原理
3.1 结构组成
板式中效过滤网通常由以下几个部分组成：
- 外框材料：常见为铝合金、镀锌钢板或塑料框架；
- 滤芯材料：多为玻璃纤维、聚酯纤维或复合材料；
- 支撑结构：用于保持滤网形状并增强强度；
- 密封边条：防止空气泄漏，提高过滤效率。
3.2 工作原理
板式中效过滤网的工作原理主要依赖于以下几种机制：
- 惯性碰撞：较大颗粒由于惯性无法随气流改变方向而撞击滤材被捕获。
- 扩散作用：较小颗粒因布朗运动随机运动，从而更容易接触到滤材表面。
- 静电吸附：部分滤材带有静电，可吸附带电粒子。
- 直接拦截：颗粒直径大于滤材孔隙时被直接拦截。
这些机制共同作用，使板式中效过滤网能够有效去除空气中的中等粒径颗粒，降低空气中的污染物浓度。
四、产品参数与性能指标
为了更好地评估板式中效过滤网的性能，通常需要关注以下几个关键参数：
| 参数名称 | 单位 | 含义说明 |
|---|---|---|
| 初始阻力 | Pa | 新滤网在额定风量下的压力损失 |
| 终阻力 | Pa | 建议更换时的最大压力损失 |
| 过滤效率 | % | 对特定粒径颗粒的去除率 |
| 容尘量 | g/m² | 滤网能容纳灰尘的总量 |
| 使用寿命 | h 或月 | 根据工况确定更换周期 |
| 额定风量 | m³/h | 推荐使用的最大空气流量 |
| 尺寸规格 | mm×mm | 根据设备接口定制 |
| 材质类型 | – | 如玻璃纤维、合成纤维等 |
例如，某品牌F7级板式中效过滤网的产品参数如下：
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 过滤等级 | F7 |
| 初始阻力 | ≤80 Pa |
| 终阻力 | ≤250 Pa |
| 过滤效率 | ≥85%（针对0.4μm） |
| 容尘量 | ≥500g/m² |
| 额定风量 | 2000 m³/h |
| 外形尺寸 | 484×484×46mm |
| 框架材质 | 铝合金 |
| 滤材材质 | 合成纤维 |
五、板式中效过滤网在食品加工车间的应用场景
5.1 应用背景
食品加工车间往往存在大量的粉尘、油脂、水汽及微生物污染源。例如，面粉、糖粉、香料等原料在搅拌、粉碎过程中会产生大量细小颗粒；肉类加工过程中产生的血液、脂肪飞沫也可能形成空气中的污染物。
此外，食品车间通常湿度较高，容易滋生霉菌和细菌，这对空气质量提出了更高的要求。因此，安装合适的空气净化设备显得尤为重要。
5.2 实际应用案例
案例一：某乳制品加工厂
该厂在灌装车间内安装了F7级板式中效过滤网配合初效+高效组合过滤系统。运行三个月后检测发现，空气中悬浮颗粒物（PM2.5）浓度下降了约70%，空气中菌落数由原来的平均200 CFU/m³降至60 CFU/m³，显著改善了车间空气质量。
案例二：某烘焙食品生产线
在饼干烘烤车间中，由于高温高湿环境下易产生油烟和面粉颗粒，导致空气浑浊、设备积尘严重。引入F8级板式中效过滤网后，车间空气明显清新，设备维护频率减少，同时产品合格率提高了3个百分点。
六、国内外研究现状与文献综述
6.1 国内研究进展
国内学者近年来对食品车间空气质量控制进行了大量研究。例如：
- 李明等人（2021） 在《食品工业科技》上发表文章指出，中效过滤器在食品车间中对PM2.5和微生物的去除效果可达80%以上，建议在中高风险区域优先使用F7及以上级别过滤器 [1]。
- 张伟（2022） 在《环境卫生学杂志》中强调，板式中效过滤网相较于袋式过滤器更适合空间受限的食品车间，因其体积小、安装灵活 [2]。
- 王强（2023） 通过对多家食品企业的实地调研发现，定期更换中效过滤网可有效延长高效过滤器使用寿命，节省运营成本达20%以上 [3]。
6.2 国外研究进展
国外对于空气过滤技术的研究起步较早，相关成果较为成熟：
- ASHRAE（美国采暖制冷空调工程师学会） 在《ASHRAE Handbook》中明确指出，中效过滤器在食品加工、制药等领域具有不可替代的作用，推荐使用F7-F9级别以满足ISO 14644-1标准中的洁净度要求 [4]。
- Kumar et al.（2020） 在《Journal of Food Engineering》中通过实验验证，F8级中效过滤器对空气中霉菌孢子的去除率达92%，有助于预防食品霉变 [5]。
- European Committee for Standardization（CEN） 发布的EN779标准已成为全球中效过滤器设计与选用的重要依据，规范了不同等级过滤器的性能要求 [6]。
七、板式中效过滤网与其他过滤器的比较分析
为了更全面地了解板式中效过滤网的优势，我们可以将其与初效过滤器、高效过滤器进行对比：
| 项目 | 初效过滤器 | 板式中效过滤器 | 高效过滤器（HEPA） |
|---|---|---|---|
| 主要功能 | 拦截大颗粒 | 中等颗粒 | 微小颗粒（0.3μm） |
| 过滤效率 | <60% | 60%～95% | >99.97% |
| 适用等级 | G1-G4 | F5-F9 | H10-H14 |
| 阻力 | 低 | 中 | 高 |
| 成本 | 低 | 中 | 高 |
| 更换周期 | 短 | 中等 | 长 |
| 应用场合 | 预处理阶段 | 中间净化 | 高洁净区 |
从上述对比可以看出，板式中效过滤网处于空气过滤系统的“中间层”，起到了承上启下的作用。它既能有效减轻高效过滤器的负担，又能提升整体空气处理系统的效率，特别适合用于食品加工车间这种对空气质量有中高等要求的场所。
八、板式中效过滤网的选型与维护建议
8.1 选型要点
选择合适的板式中效过滤网应综合考虑以下因素：
- 车间洁净度要求：依据ISO标准或行业规范选择相应过滤等级；
- 空气处理系统参数：包括风量、风速、压差等；
- 环境温湿度条件：高湿环境应选用耐湿性强的滤材；
- 运行成本预算：需平衡初始投资与长期运维费用；
- 安装空间限制：板式结构更适用于空间紧张的场所。
8.2 维护与更换建议
良好的维护是保证过滤器性能的关键。建议采取以下措施：
- 定期检查压差计：当压差超过终阻力值时应及时更换；
- 记录运行数据：包括风量、阻力变化、更换时间等；
- 注意密封性：避免因密封不严导致漏风；
- 避免频繁清洗：大多数中效滤网为一次性使用，清洗可能破坏滤材结构；
- 合理安排更换周期：根据实际运行情况制定维护计划。
参考文献
[1] 李明, 张红, 王芳. 中效空气过滤器在食品车间中的应用研究[J]. 食品工业科技, 2021, 42(12): 210-215.
[2] 张伟. 食品生产车间空气净化系统优化设计[J]. 环境卫生学杂志, 2022, 12(3): 45-50.
[3] 王强. 食品企业空气净化设备维护管理探讨[J]. 食品工程, 2023(1): 33-37.
[4] ASHRAE. ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment[S]. Atlanta: ASHRAE, 2020.
[5] Kumar A., Singh R., Sharma N. Performance evaluation of medium efficiency air filters in food processing environments[J]. Journal of Food Engineering, 2020, 278: 109892.
[6] CEN. EN779:2012, Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance[S]. Brussels: European Committee for Standardization, 2012.
[7] 百度百科. 空气过滤器词条[EB/OL]. https://baike.baidu.com/item/%E7%A9%BA%E6%B0%94%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8, 2024年访问。
[8] 国家食品药品监督管理局. 食品生产许可审查通则[S]. 北京: 中国医药科技出版社, 2021.
[9] ISO. ISO 14644-1:2015, Cleanrooms and associated controlled environments – Part 1: Classification and monitoring of air cleanliness by particle concentration[S]. Geneva: ISO, 2015.
注：本文内容基于公开资料整理，引用文献均为学术期刊或权威标准文件，旨在提供客观、科学的技术参考信息。
