食品工业的粉尘控制策略

对食品行业来说，为了确保食品质量、防止交叉污染，并为员工创造安全舒适的工作空间，粉尘控制至关重要。高效且有效的粉尘控制策略涉及三个关键要素：降尘、清洁和除尘。虽然行业中没有“一刀切”的除尘解决方案，但了解粉尘控制的基础知识以及它们如何应用于生产流程，可以帮助您为工厂做出正确的决策。

粉尘控制的重要性

不受控制的食品粉尘会给食品制造商带来严重问题，尤其是在同一设备中生产多种成分类型的不同产品时。扬尘是食品生产设备与过敏原交叉污染或交叉接触的主要原因之一。从搅拌机、混合机、筛分机和其他生产过程中逸出的粉尘很容易通过设备传播，在其沉降时污染其他生产设备和输送线。从源头上控制粉尘比在工厂中扩散后进行清理要容易得多。

食品粉尘还可能在工厂中造成其他危害：

◆ 微生物生长：表面和缝隙中沉积的过多粉尘为细菌、酵母菌和霉菌的生长创造了条件，其中许多会导致食源性疾病。

◆ 员工健康、安全和舒适：食品粉尘也会给员工带来风险。例如，吸入面粉会导致一种称为“面包师肺”的哮喘。一些香料和添加剂的吸入也很危险，而反复接触其他成分会引起过敏反应。即使粉尘不是特别危险，在多尘的环境中工作也不舒服，这会给食品制造商带来人员招聘和留任问题。

◆ 燃烧风险：食品工业中发现的大多数类型的粉尘——包括面粉、糖、可可、淀粉和奶粉——都是可燃的。事实上，根据dustsafetyscience网站上关于2021年可燃粉尘事件报告，食品和农业部门的燃烧事件报告最多。控制可燃粉尘对于工厂安全至关重要。

粉尘控制基础知识：降尘、清洁和除尘

为了防止食物粉尘造成交叉污染和其他问题，制造商必须实施由多种措施组成的粉尘控制策略，包括降尘、清洁和除尘。

◆ 降尘：减少粉尘。首先，寻找减少产生的粉尘量或空气传播的粉尘量。例如，低速/大容量输送系统可以减少空气中的粉尘。运输和倾倒点也可以通过设计来减少粉尘云的形成。最后，可以封闭一些工序和传送带，以防止粉尘传播到工厂的其它空间。但是，对于封闭系统内的粉尘，必须使用除尘器来防止粉尘云在封闭内达到爆炸性浓度。

◆ 清洁：需要良好的清洁习惯来减少表面和设备上的粉尘堆积。如果粉尘停留在诸如灯具、设备顶部、屋顶梁系统、地板和工作台等表面上，很容易通过人的活动或其他干扰转移到其它设备上，从而使其在空气中传播。

为了避免产生空气中的尘埃云，应该使用符合国家消防协会要求的真空系统来清理打散的粉尘。直接接触食物的表面应经常擦洗和消毒，特别是在更换食材时。

◆ 除尘：粉尘控制策略几乎肯定会包括某种形式的除尘系统。除尘器过滤空气中的微粒并将清洁空气返回工厂。除尘器可用于将含尘空气从封闭的应用和传送系统中抽出，并为整个工厂净化空气。收集和过滤空气中的粉尘可防止其沉淀在表面上，这将显著减少清洁负担和交叉污染问题。粉尘收集还可以防止粉尘在空气中积聚到可燃水平。

设计一种高效的食品除尘系统

食品除尘解决方案设计通常是高度定制的。解决方案将取决于几个因素。

◆ 粉尘特性：产生的粉尘量是多少？它是可燃的吗？吸入有害吗？它是否受到食品过敏原标签和消费者保护法案的控制？它是粗糙的、研磨的、超细的、吸湿的还是粘性的？

◆ 工艺特点：粉尘是如何产生的（例如，混合、筛选、研磨、输送）？这个流程是封闭的，还是必须保持开放？粉尘需要回收再利用吗？该流程是否与其他生产流程/生产线相连？发生在生产过程的哪个环节（例如：配料制备、配料混合或包装）？是否也需要考虑蒸汽或排放的气体？

◆ 环境特征：空气湿度有多大？温度是多少？该区域是否有热源或火源？工厂和生产线的物理限制是什么？是否有员工在产生粉尘的区域工作？

捕获方法：源头搜集或环境搜集

设计解决方案的第一步，是确定搜集空气中粉尘的最佳方式。有两种常见的粉尘收集方法：源头收集和环境收集。

◆ 源头捕收集方案，收集靠近粉尘产生点的粉尘。

◆ 环境解决方案，则是为整个工厂清洁空气。

对于大多数食品应用，源头收集是首选——尤其是在可能出现交叉污染或与过敏原交叉接触的情况下。源头收集可防止来自一台生产设备或生产线的粉尘扩散到其它设备。它也比环境收集有效；越靠近源头收集粉尘，空气中移动的粉尘就越少。源头收集需要一个吸尘罩将粉尘吸入除尘系统。有许多不同的吸尘罩设计，但通常可以分为三类。

◆ 封闭罩，顾名思义，将生产设备封闭在一个有墙或有帘的结构内。封闭罩提供了最大的保护，防止粉尘迁移。

◆ 密闭吸尘罩，如吸尘臂，放置在非常靠近源头的地方，以收集生产过程中产生的粉尘。对于不能完全封闭的食品设备，吸尘臂是一个很好的选择。例如，可以在筛子的底部或倾倒点放置一个吸尘臂，以吸入粉状成分受到干扰时产生的灰尘。

◆ 吸尘罩放置在生产设备上方，以收集上升的粉尘和烟雾。这些看起来类似于厨房灶台上的抽油烟机。它们可能对容易沉降的微粒不起作用。

对于食品生产，如果源头收集不能完全控制粉尘，环境空气过滤最常被用作备用系统。

设计捕集系统时要考虑的另一个选择是使用正压区和负压区。当从空间中抽出的空气多于更换的空气时，就会产生负压。由于空间内部的气压低于外部，受污染的空气不会从空间流出到周围环境中。负压区可用于防止食品粉尘从生产线的“较脏”区域传播到“较干净”区域。

除尘器选择

接下来，设计师必须决定使用什么样的除尘器，尺寸大小及放置位置。在食品行业，筒式除尘器已成为大多数应用的首选除尘器。与袋式除尘器或旋风除尘器等替代品相比，筒式除尘器的物理占地面积更小，效率更高，并且更易于维护。它们还提供多种过滤器选项，使其成为其他方法难以收集的超细或吸湿粉尘的理想选择。

滤筒式除尘器的名字很贴切，使用各种形状、大小和配置的滤筒来收集粉尘。使用鼓风机将粉尘吸入过滤室。当空气通过时，粉尘在过滤器上沉淀。清洁的空气被送回厂房。收集的粉尘被脉冲式地从过滤器上下来，进入收集箱。在选择滤筒式除尘器时，有几个考虑因素。

◆ 选型大小：除尘器的大小是根据捕集粉尘所需的气流（以立方英尺/分钟（CFM）衡量）来确定的。移动的空气越多，需要的CFM就越高。设计师还要考虑气流需要多少过滤介质（气布比）。收集的颗粒越多，单位气流所需的过滤介质就越多。

◆ 放置位置：有些厂房可以由一个集中的除尘系统提供服务，该系统可以放置在厂房外。收集器通过管道连接到所有需要除尘的应用和输送线。在其他情况下，收集器被放置在内部，有时为不同的应用提供单独的小型收集器。

◆ 过滤介质的选择：集尘筒式过滤器有多种材料和最低效率报告值评级（MERV），这是衡量过滤器捕获不同尺寸颗粒能力的指标；等级越高，捕获较小颗粒的能力就越好。应根据粉尘大小和特性选择过滤器。对于超细粉尘，寻找具有更高效率等级（MERV 15或16）的滤芯并考虑使用HEPA后过滤器。如果粉尘具有粘性或吸湿性，可能需要带有特殊涂层的过滤器，以减少粘附和结块。

◆ 安全：因为大多数食品粉尘都是可燃的，所以除尘器应该配备符合国家防火协会标准的爆燃包。这些系统（通常包括防爆门、隔离阀、过滤室和收集箱之间的旋转气闸）旨在减轻收集器内部发生爆炸时对厂房的损坏。除尘器还应具有某种形式的灭火装置，如喷水灭火装置、二氧化碳气体或清洗剂灭火系统。

根据应用情况的不同，可能还有其他考虑因素。例如，如果必须收集粉尘进行再利用，这将影响到除尘器的放置位置以及过滤器、收集仓、管道系统和罩子的材料。

由于整个系统的设计十分复杂，最好与在空气过滤和通风系统设计方面有专门经验的制造工程师合作。通过遵循行业最佳实践的解决方案设计，食品制造商可以找到一种减少交叉污染和食品安全问题并满足员工需求的解决方案。

作者：RICK KRECZMER
摘自Food Quality & Safety杂志

来源：荣格-《国际食品加工及包装商情》

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