Меню

Сжатый воздух для пищевой промышленности: подготовка, осушение, безопасность и стандарты качества

  • 11.10.2025
  • Познавательное

Введение: роль сжатого воздуха в пищевой промышленности

Сжатый воздух является четвертой по важности коммунальной службой в производственных помещениях после воды, электричества и природного газа. В пищевой промышленности сжатый воздух играет критически важную роль, используясь для множества операций от транспортировки ингредиентов до упаковки готовой продукции. Однако при неправильной подготовке сжатый воздух может стать источником серьезного загрязнения, способного нанести вред здоровью потребителей и репутации производителя.

Сжатый воздух применяется в пищевом производстве для следующих целей: пневматическая транспортировка жидкостей, порошков и влагочувствительных продуктов, приведение в действие пневматического оборудования для обработки мясных продуктов, аэрация жидкостей и смешивание гранулированных ингредиентов, упаковка, обертывание, запечатывание и маркировка пищевых продуктов перед хранением или отправкой. При типичной летней температуре 21 градус Цельсия и относительной влажности 70 процентов, система производительностью 170 кубических метров в час за сутки захватывает около 74 литров воды в газообразной форме.

Важно: Компрессор с производительностью 300 стандартных кубических футов в минуту в течение часа захватывает от 100 тысяч до 1 миллиона бактерий из окружающего воздуха. При сжатии эти микроорганизмы концентрируются в системе в семь раз по сравнению с атмосферным воздухом при рабочем давлении 7 бар.

Стандарты качества сжатого воздуха ISO 8573-1

Международный стандарт ISO 8573-1:2010 является основным документом для определения качества сжатого воздуха. Стандарт классифицирует три основных типа загрязнителей: твердые частицы, воду (в жидкой и парообразной форме) и масло (включая аэрозоли и пары). Каждая категория имеет от пяти до десяти различных классов чистоты, где более низкий номер класса означает более высокую степень чистоты.

Класс Частицы (количество/м³) Вода (точка росы) Масло (мг/м³)
Класс 0 По спецификации пользователя По спецификации пользователя По спецификации пользователя
Класс 1 ≤20 000 (0.1-0.5 мкм)
≤400 (0.5-1 мкм)
≤10 (1-5 мкм)
≤ -70°C ≤ 0.01
Класс 2 ≤400 000 (0.1-0.5 мкм)
≤6 000 (0.5-1 мкм)
≤100 (1-5 мкм)
≤ -40°C ≤ 0.1
Класс 3 Не указано (0.1-0.5 мкм)
≤90 000 (0.5-1 мкм)
≤1 000 (1-5 мкм)
≤ -20°C ≤ 1
Класс 4 Не указано ≤ +3°C ≤ 5

Для пищевой промышленности Британское общество сжатого воздуха (BCAS) в своем руководстве Best Practice Guideline 102 рекомендует минимальный стандарт качества ISO 8573-1:2010 класс 2:2:1 для сжатого воздуха, имеющего прямой контакт с пищевыми продуктами, и класс 2:4:2 для косвенного контакта. Это означает класс 2 для твердых частиц, класс 2 для воды и класс 1 для масла при прямом контакте.

Пример спецификации для прямого контакта: ISO 8573-1:2010 [2:2:1] указывает: не более 0,01 миллиграмма масла на кубический метр воздуха (класс 1), точка росы под давлением минус 40 градусов Цельсия или ниже (класс 2), содержание частиц согласно классу 2 (максимум 400 000 частиц размером 0,1-0,5 микрон на кубический метр).

Основные загрязнители и их влияние на продукцию

Нечистый сжатый воздух содержит многочисленные потенциально вредные или опасные загрязнители, которые должны быть удалены или снижены до приемлемых уровней для защиты потребителей и обеспечения безопасного производства.

Твердые частицы

В пневматических системах управления твердые частицы засоряют отверстия клапанов, влияют на точность измерений и царапают стенки пневматических цилиндров, вызывая утечки. Частицы могут ограничивать поток через воздушные форсунки, используемые для очистки поверхностей при подготовке пищи, или негативно влиять на консистенцию напыляемых покрытий на пищевых продуктах. Для достижения рекомендуемой классификации ISO 8573.1 класс 2 по удалению твердых частиц необходим фильтр с рейтингом 1,0 микрон.

Влага и вода

Влага портит пищевые продукты, вызывает отказы пневматического оборудования и способствует росту бактерий в трубопроводах сжатого воздуха. Системы сжатого воздуха, обслуживающие пищевую промышленность, должны поддерживать сухие условия без влаги, снижая риск роста микроорганизмов. Поскольку сжатый воздух, используемый в пищевых операциях, может напрямую контактировать с пищей, требуется осушитель сжатого воздуха, обеспечивающий точку росы под давлением ниже нуля.

Расчет влагосодержания:

При температуре 21°C и относительной влажности 70% воздух содержит приблизительно 13 граммов воды на кубический метр. При сжатии до 7 бар способность удерживать воду снижается до примерно 1,6 грамма на кубический метр. Избыточная влага конденсируется и должна быть удалена.

Объем конденсата за 24 часа = (13 - 1,6) г/м³ × 170 м³/ч × 24 ч = 46 392 мл ≈ 46,4 литра воды

Масляные загрязнения

В зависимости от расположения всасывающего отверстия компрессора, уровни масляных паров в промышленных зонах могут содержать от 20 до 30 частей на миллион переносимых воздухом углеводородных аэрозолей. Углеводородные пары, являющиеся основным компонентом сгорания ископаемого топлива, конденсируются в системе трубопроводов при охлаждении, образуя жидкий загрязнитель. Поскольку сжатый воздух может иметь прямой и косвенный контакт с пищевой обработкой, требуется повышенный уровень фильтрации.

Тип загрязнителя Источник Последствия для пищевого производства Метод контроля
Твердые частицы Окружающий воздух, износ компрессора, ржавчина труб Засорение оборудования, загрязнение продукции Фильтры 0,01-1,0 мкм
Вода и влага Атмосферная влажность Рост бактерий, порча продуктов, коррозия Осушители (точка росы -40°C)
Масло (аэрозоли) Смазка компрессора, внешние источники Загрязнение пищи, изменение вкуса и запаха Коалесцирующие фильтры
Масляные пары Углеводороды в атмосфере, компрессор Изменение органолептических свойств Фильтры с активированным углем
Микроорганизмы Окружающий воздух, биопленка в трубопроводах Инфекции, порча продукции, сокращение срока годности Стерильные фильтры 0,2 мкм

Методы осушения сжатого воздуха

Осушение сжатого воздуха является критически важным этапом подготовки для пищевой промышленности. Существует два основных типа осушителей: рефрижераторные и адсорбционные (десикантные).

Рефрижераторные осушители

Рефрижераторные осушители работают по принципу охлаждения сжатого воздуха. Насыщенный воздух поступает в предварительный охладитель с теплообменником воздух-воздух и предварительно охлаждается исходящим холодным воздухом. Затем предварительно охлажденный сжатый воздух поступает в теплообменник воздух-хладагент, где тепло удаляется непосредственно из сжатого воздуха холодильной системой до температуры от 1 до 4 градусов Цельсия.

По мере охлаждения воздуха водяной пар конденсируется в жидкие капли. Сконденсированные капли затем удаляются из воздушного потока в сепараторе и автоматически сбрасываются в дренаж через автоматический конденсатоотводчик. Наконец, воздух проходит через вторичную сторону теплообменника воздух-воздух, где он повторно нагревается входящим горячим воздухом.

Преимущества рефрижераторных осушителей: низкие начальные капитальные затраты, относительно низкие эксплуатационные расходы, низкие затраты на обслуживание, не повреждаются маслом в воздушном потоке (хотя фильтрация обычно рекомендуется). Постоянная точка росы от 1 до 4 градусов Цельсия соответствует классам ISO 4, 5 и 6 по влажности и жидкой воде.
Ограничение: Рефрижераторные осушители не подходят для условий с температурой окружающей среды на уровне или ниже нуля градусов Цельсия, так как создаваемый конденсат замерзнет, а не стечет. Они также ограничены точкой росы около 3 градусов Цельсия и не могут достичь классов 1, 2 или 3 по ISO 8573-1, необходимых для прямого контакта с пищей.

Адсорбционные (десикантные) осушители

Десикантные осушители удаляют водяной пар из воздуха с помощью адсорбции. Адсорбирующий материал притягивает молекулы воды и связывает их с поверхностью материала. Десикантные осушители обычно используют активированный оксид алюминия или молекулярные сита в качестве адсорбента. Большинство десикантных осушителей имеют две башни, заполненные десикантными шариками, для непрерывной работы.

Пока одна башня сушит воздух от компрессора, десикант в другой башне регенерируется после снижения давления в башне до атмосферного. Регенерация может осуществляться с использованием временного цикла или по требованию путем измерения температуры или влажности в десикантных башнях или путем измерения точки росы воздуха, выходящего из работающей башни.

Тип осушителя Точка росы Потребление продувочного воздуха Применение в пищевой промышленности
Безнагревный десикантный от -40°C до -100°C 15-18% от производительности Прямой контакт с пищей
С нагревом внешним от -40°C до -70°C 6-8% от производительности Прямой контакт с пищей
С продувкой вентилятором от -40°C до -70°C 2-3% от производительности Прямой контакт с пищей, энергоэффективно
Рефрижераторный от +1°C до +4°C Не требуется Косвенный контакт, общее применение
Мембранный до -40°C 10-15% от производительности Точки использования, малые расходы

Выбор осушителя для пищевого производства

При выборе осушителя для пищевой промышленности необходимо учитывать несколько факторов. Десикантные осушители способны снижать точку росы сжатого воздуха до минус 40 градусов Цельсия или даже до минус 100 градусов Цельсия. Это гораздо более сухой воздух, чем способен производить рефрижераторный осушитель. Если требуется сверхсухой воздух для процессов (классы качества ISO 1, 2 и 3), десикантный осушитель является единственным выходом.

Десикантные осушители также необходимы, если применения работают в условиях замерзания, поскольку рефрижераторные осушители не способны снижать точку росы достаточно низко, чтобы избежать замерзания конденсата при работе при очень низких температурах. При точке росы минус 40 градусов Цельсия микроорганизмы не могут расти, что критически важно для безопасности пищевых продуктов.

Системы фильтрации и очистки воздуха

Система фильтрации сжатого воздуха для пищевой промышленности должна обеспечивать многоступенчатую очистку от различных типов загрязнителей. Правильно спроектированная система фильтрации включает несколько последовательных этапов.

Водоотделители

Центробежные водоотделители устраняют до 99 процентов объемного жидкого загрязнения из системы сжатого воздуха и газа, снижая дорогостоящие простои. Они устанавливаются первыми в линии обработки воздуха и удаляют крупные капли воды и масла до того, как воздух попадет в более тонкие фильтры.

Фильтры для твердых частиц

Фильтры для твердых частиц предназначены для удаления пыли, грязи, ржавчины и других твердых загрязнителей размером от 0,01 до 40 микрон. Для пищевой промышленности рекомендуется использование фильтров с эффективностью фильтрации до 99,99 процентов для частиц размером 1 микрон, что соответствует требованиям класса 2 по ISO 8573-1.

Коалесцирующие фильтры

Коалесцирующие фильтры являются ключевым элементом системы очистки воздуха для пищевой промышленности. Они специально разработаны для удаления масляных аэрозолей, водяных капель и мелких твердых частиц размером до 0,01 микрон. Процесс коалесценции заключается в том, что мелкие капли объединяются, образуя более крупные капли, которые могут быть легче собраны и удалены.

Высокоэффективный коалесцирующий фильтр способен удалять твердые и жидкие аэрозоли размером 0,01 микрон и более. Остаточное содержание масла должно составлять 0,007 частей на миллион или меньше, что соответствует требованиям ISO 8573-1 класс 1 для масла. Коалесцирующие фильтры должны иметь автоматические дренажные системы для удаления собранного конденсата.

Фильтры с активированным углем

Фильтр с активированным углем, установленный последовательно после коалесцирующего фильтра, также рекомендуется устанавливать ниже по потоку. Адсорбционный фильтр удалит следы запахов и масляных паров до 0,003 частей на миллион по весу. Эта комбинация фильтров обеспечит достижение указанных уровней фильтрации согласно ISO 8573-1 класс 1 для удаления масла и паров.

Принцип работы активированного угля:

Активированный уголь имеет огромную площадь поверхности благодаря миллионам микроскопических пор. Один грамм активированного угля может иметь площадь поверхности до 1000 квадратных метров. Молекулы масляных паров и углеводородов адсорбируются (прилипают) к этой поверхности, эффективно удаляясь из воздушного потока. Активированный уголь способен снижать содержание масла до 0,003 миллиграмма на кубический метр.

Этап фильтрации Тип фильтра Удаляемые загрязнители Эффективность Класс ISO 8573-1
Этап 1 Водоотделитель Крупные капли воды, масла, частицы > 40 мкм 99% удаления жидкости Предварительная очистка
Этап 2 Фильтр твердых частиц Пыль, грязь, ржавчина 1-5 мкм 99,99% при 1 мкм Класс 2 (частицы)
Этап 3A Коалесцирующий фильтр Масляные аэрозоли, вода, частицы 0,01 мкм 99,99% при 0,01 мкм Класс 2 или 1 (масло)
Этап 3B Активированный уголь Масляные пары, запахи, углеводороды До 0,003 мг/м³ Класс 1 (масло)
Этап 4 Стерильный фильтр Микроорганизмы, бактерии, споры 99,99998% при 0,2 мкм Стерильный воздух

Размещение фильтров в системе

Критически важным является правильное размещение фильтров в системе. Централизованная фильтрация в компрессорной должна включать этапы 1-3B для всего объема воздуха. Однако для точек прямого контакта с пищевыми продуктами необходима дополнительная децентрализованная фильтрация максимально близко к точке использования, включая обязательный стерильный фильтр.

Стерильная фильтрация и микробиологический контроль

Стерильная фильтрация является абсолютно необходимой для любого применения, где сжатый воздух напрямую или косвенно контактирует с пищевыми продуктами. Микробиологическое загрязнение представляет собой один из самых серьезных рисков для безопасности пищевых продуктов.

Микробиологические риски в системах сжатого воздуха

Миллионы микроорганизмов попадают в систему воздуха через всасывающий патрубок компрессора. Всасывающие фильтры не удаляют эти жизнеспособные частицы. При стандартном системном давлении 7 бар концентрация бактерий в сжатом воздухе в семь раз выше, чем в окружающем воздухе. Теплая, темная, влажная среда внутри системы сжатого воздуха является идеальным условием для процветания и роста микробов.

Системы сжатого воздуха могут содержать питательные вещества, необходимые для роста микробов, а именно воду, масло и теплые температуры. Поддержание точки росы минус 40 градусов Цельсия может подавлять рост микробов, но не уничтожит их. Бактериальные споры могут быть устойчивы к ультрафиолету, высыханию или нагреву и могут оставаться в состоянии покоя в течение длительных периодов, создавая потенциал для повторяющейся проблемы.

Критично: Даже лучшая система фильтрации в компрессорной не устраняет места скопления загрязнений и образование биопленки в трубопроводной системе сжатого воздуха ниже по потоку. Биопленка создает безопасное убежище для бактерий и может обеспечивать питательные вещества бактериям в условиях, которые обычно считались бы слишком суровыми.

Стерильные фильтры

Стерильный фильтр для воздуха определяется как фильтр, который при испытании минимум 10 миллионами колониеобразующих единиц Brevundimonas diminuta на квадратный сантиметр эффективной площади фильтрации, будет воспроизводимо производить стерильный сток, свободный от жизнеспособных микроорганизмов в отфильтрованном воздухе.

Современные стерильные мембранные фильтры обычно изготавливаются из политетрафторэтилена (PTFE) благодаря высокой степени естественной гидрофобности этого материала. Они имеют фиксированную структуру пор без возможности изгиба фильтрующего материала или выгрузки загрязнений. Очень тонкие поры мембранных фильтров и узкое распределение размеров пор обеспечивают превосходную способность удерживания как при жидкостном, так и при аэрозольном бактериальном испытании.

Эффективность стерильной фильтрации:

Полная линейка стерильных фильтров предлагает эффективность фильтрации больше или равную 99,99998 процента при размере частиц 0,2 микрона. Это означает, что из 100 миллионов бактерий только 2 могут пройти через фильтр.

Уровень удержания: log₁₀(100 000 000 / 2) = 7,7 log (что превышает требуемые 7 log или 99,99999%)

Требования к стерильным фильтрам

Корпус стерильного фильтра должен быть изготовлен из нержавеющей стали, чтобы гарантировать отсутствие коррозии. Коррозия создается окислением и образованием нежелательных частиц, некоторые из которых служат пищей для бактерий. Поверхность корпуса из нержавеющей стали должна быть высоко полированной, поскольку шероховатая поверхность неполированного корпуса создает укрытия, в которых бактерии продолжают расти.

Высококачественные элементы стерильных фильтров должны быть доступны с валидацией FDA и EC, и конечные пользователи должны настаивать на том, чтобы картриджи поставлялись в запечатанной и стерильной упаковке для обеспечения целостности фильтрации и гарантии валидации на каждом уровне.

Параметр Мембранные фильтры Глубинные фильтры
Материал PTFE (политетрафторэтилен) Многослойные волокна
Эффективность 99,99998% при 0,2 мкм 99,999% при 0,01 мкм
Тест валидации Brevundimonas diminuta (0,3 мкм) Аэрозольный масляный тест
Проверка целостности Bubble-point, диффузионный поток Аэрозольный масляный тест
Применение Прямой контакт с пищей, асептическое производство Косвенный контакт, общая стерилизация
Срок службы 6-12 месяцев 6-12 месяцев

Схемы подготовки воздуха для пищевого производства

Согласно рекомендациям Британского общества сжатого воздуха и международной практике, системы сжатого воздуха в пищевой промышленности классифицируются на три типа в зависимости от риска контакта с пищевыми продуктами.

Система прямого контакта (высокий риск)

В системах прямого контакта сжатый воздух непосредственно контактирует с незащищенными пищевыми продуктами, такими как напитки, мясо, овощи. Воздух используется для транспортировки, смешивания, а также для общего производства продуктов питания. Это применение требует самых строгих стандартов качества воздуха.

Схема подготовки воздуха для прямого контакта:
  1. Компрессор (предпочтительно безмасляный или с масляной смазкой винтовой)
  2. Доохладитель для снижения температуры воздуха после компрессора
  3. Водоотделитель с автоматическим дренажом
  4. Ресивер для сглаживания пульсаций давления
  5. Фильтр твердых частиц 1-3 мкм (класс 2 по ISO 8573-1)
  6. Десикантный осушитель (точка росы -40°C, класс 2)
  7. Коалесцирующий фильтр 0,01 мкм (класс 1 по маслу)
  8. Фильтр с активированным углем (класс 1 по парам масла)
  9. Распределительная система из нержавеющей стали или пищевого пластика
  10. Точка использования: Стерильный фильтр 0,2 мкм непосредственно перед применением

Результат: ISO 8573-1:2010 [2:2:1] + стерильная фильтрация

Система косвенного контакта (средний риск)

В этой категории сжатый воздух используется для приведения в действие пневматического оборудования, контактирующего с пищевыми продуктами, или находится в непосредственной близости от открытых пищевых продуктов. Существует высокий риск, что воздух может контактировать с продуктом из-за утечек в оборудовании или при техническом обслуживании.

Схема подготовки воздуха для косвенного контакта:
  1. Компрессор (любого типа)
  2. Доохладитель
  3. Водоотделитель
  4. Ресивер
  5. Фильтр твердых частиц 1 мкм
  6. Рефрижераторный осушитель (точка росы +3°C, класс 4) или десикантный осушитель при необходимости
  7. Коалесцирующий фильтр 0,01 мкм
  8. Фильтр частиц 0,01 мкм в точках риска

Результат: ISO 8573-1:2010 [2:4:2] как минимум

Система без контакта (низкий риск)

Заводской воздух для применений, где абсолютно нет контакта с пищевыми продуктами или упаковочным оборудованием. Это применения, такие как пневматические инструменты в мастерских, системы управления вне производственных зон, общие пневматические приводы.

Тип системы Применение Класс ISO 8573-1 Точка росы Тип осушителя
Прямой контакт Контакт с открытой пищей, напитками, продуктами 2:2:1 + стерильная фильтрация -40°C или ниже Десикантный
Косвенный контакт Упаковочное оборудование, близость к открытой пище 2:4:2 +3°C или лучше Рефрижераторный или десикантный
Без контакта Общие инструменты, управление вне производственных зон 2:6:2 или ниже +10°C или лучше Рефрижераторный

Распределение систем в типичном предприятии

Важно понимать, что в большинстве пищевых предприятий более 50 процентов сжатого воздуха идет на применения заводского воздуха, которые абсолютно не имеют контакта с пищевыми продуктами или упаковочным оборудованием. Часто можно наблюдать неэффективность, когда десикантные осушители используются для сушки всего сжатого воздуха на предприятии до точки росы минус 40 градусов Цельсия, когда только 40 процентов сжатого воздуха требует такого уровня осушения.

Более экономичное решение в таких случаях - использовать гибридную систему рефрижераторный-десикантный осушитель, размещая десикантные осушители непосредственно перед точками использования, требующими более низкой точки росы воздуха. Капитальные, эксплуатационные и эксплуатационные расходы поддерживаются как можно более низкими, при этом все еще осушая воздух для каждой части системы до требуемой точки росы под давлением.

Безопасность и мониторинг систем сжатого воздуха

Безопасность систем сжатого воздуха в пищевой промышленности требует комплексного подхода, включающего регулярный мониторинг, тестирование и соблюдение передовых производственных практик.

Регуляторные требования

Различные международные и национальные стандарты регулируют использование сжатого воздуха в пищевой промышленности. Кодекс FDA Title 21, Part 110.40, Subpart C гласит, что сжатый воздух или другие газы, механически вводимые в пищу или используемые для очистки поверхностей или оборудования, контактирующих с пищевыми продуктами, должны обрабатываться таким образом, чтобы пища не была загрязнена.

Стандарт ISO 22000:2005 требует наличия программ предварительных условий для обеспечения подачи воздуха. Стандарт BSI PAS 220:2008 раздел 6.5 устанавливает, что системы сжатого воздуха должны быть сконструированы и обслуживаться таким образом, чтобы предотвращать загрязнение, и должны быть указаны требования к фильтрации, микробиологии и влажности.

Кодекс SQF издание 9: Разделы 11.5.7.1 и 11.5.7.2 устанавливают, что сжатый воздух, контактирующий с пищевыми продуктами или поверхностями, контактирующими с пищевыми продуктами, должен быть чистым и не представлять риска для безопасности пищевых продуктов. Системы сжатого воздуха, используемые в производственном процессе, должны обслуживаться и регулярно контролироваться на чистоту.

План HACCP для сжатого воздуха

Система анализа рисков и критических контрольных точек (HACCP) должна включать сжатый воздух как часть программы предварительных условий. Это означает формализацию передовых производственных практик и стандартных санитарных операционных процедур для систем сжатого воздуха.

Ключевые элементы плана HACCP для сжатого воздуха включают: идентификацию всех точек контакта сжатого воздуха с пищевыми продуктами или поверхностями, контактирующими с пищевыми продуктами; определение критических контрольных точек, где необходима стерильная фильтрация; установление критических лимитов для каждой контрольной точки; создание процедур мониторинга и тестирования; разработку корректирующих действий при отклонениях; ведение документации и записей.

Программа мониторинга качества воздуха

Регулярное тестирование чистоты сжатого воздуха, контактирующего с пищевыми продуктами, является передовой практикой. Одного теста в один момент времени недостаточно. Системы сжатого воздуха являются динамическими, и всасывание компрессора подвержено микробиологическим, частичным и влажностным изменениям в течение года, а также накоплению загрязнений в системе.

Параметр Метод тестирования Частота Стандарт
Твердые частицы ISO 8573-4, лазерный счетчик частиц Раз в 6-12 месяцев ISO 8573-1 класс 1 или 2
Вода (точка росы) ISO 8573-3, измеритель точки росы Непрерывный мониторинг или раз в месяц ISO 8573-1 класс 2
Масло (общее) ISO 8573-2, газовая хроматография Раз в 6-12 месяцев ISO 8573-1 класс 1
Микробиология ISO 8573-7, импактный сэмплер Раз в 3-6 месяцев ≤ 5 КОЕ/м³
Целостность стерильных фильтров Bubble-point или диффузионный поток После каждой установки и раз в месяц Спецификация производителя

Микробиологическое тестирование

Микробиологическое тестирование сжатого воздуха должно проводиться с использованием валидированных методов согласно ISO 8573-7. Важно использовать специализированные пробоотборники, которые точно измеряют объем воздуха и обеспечивают количественные результаты. Альтернативные методы экологического отбора проб, такие как распыление воздуха на чашку Петри в стерильном пакете, не подходят для тестирования сжатого воздуха, так как не обеспечивают точного измерения потока.

Рекомендуется тестирование на аэробный подсчет на пластинах и индикаторные организмы, соответствующие операции. Для применений, где продукты упаковываются, также следует проводить тестирование на дрожжи и плесень, используя агар с декстрозой картофеля. Многие компании обнаруживают, что споры дрожжей и плесени из сжатого воздуха, введенного в их окончательные операции упаковки, могут быть одной из причин, влияющих на срок годности.

Обслуживание и тестирование систем

Правильное обслуживание систем подготовки сжатого воздуха является критически важным для обеспечения постоянного качества воздуха и безопасности пищевых продуктов.

График замены фильтрующих элементов

Фильтрующие элементы должны заменяться регулярно в соответствии со следующими рекомендациями. Со временем фильтры забиваются загрязнениями, что приводит к увеличению перепада давления и снижению эффективности фильтрации.

Тип фильтра Интервал замены Признаки необходимости замены
Водоотделитель (предварительный фильтр) Раз в 12 месяцев Перепад давления > 0,35 бар
Фильтр твердых частиц Раз в 6-12 месяцев Перепад давления > 0,35 бар
Коалесцирующий фильтр Раз в 6-12 месяцев Перепад давления > 0,5 бар
Фильтр с активированным углем Раз в 6-12 месяцев Перепад давления > 0,35 бар или признаки запаха
Стерильный фильтр Раз в 6 месяцев или после 2000 часов Не пройден тест целостности
Критически важно: В экстремальных условиях или при высоких концентрациях загрязнителей замена может требоваться каждые 3 месяца. Всегда следите за перепадом давления на фильтрах с помощью манометров и заменяйте элементы до достижения максимально допустимого перепада давления.

Обслуживание осушителей

Рефрижераторные осушители требуют минимального обслуживания, но необходимо регулярно проверять работу автоматических дренажей, состояние теплообменников и уровень хладагента. Десикантные осушители требуют более интенсивного обслуживания, включающего проверку десиканта на признаки разрушения или загрязнения, проверку клапанов переключения и продувки, контроль потребления продувочного воздуха, мониторинг точки росы на выходе.

Документация и ведение записей

Все операции по обслуживанию, замене компонентов и результаты тестирования должны тщательно документироваться. Это включает: даты и результаты всех тестов качества воздуха; даты замены фильтрующих элементов и серийные номера; записи обслуживания осушителей и компрессоров; результаты тестов целостности стерильных фильтров; любые отклонения от спецификаций и корректирующие действия.

Пример программы технического обслуживания:

Ежедневно: Визуальная проверка работы автоматических дренажей, проверка показаний манометров на фильтрах

Еженедельно: Проверка работы осушителя, слив конденсата из ресивера

Ежемесячно: Проверка точки росы, тест целостности стерильных фильтров

Раз в квартал: Микробиологическое тестирование в критических точках

Раз в 6 месяцев: Полное тестирование качества воздуха (частицы, вода, масло, микробиология), замена стерильных фильтров

Раз в год: Замена всех фильтрующих элементов, обслуживание компрессора и осушителя

Часто задаваемые вопросы

Какой класс качества сжатого воздуха необходим для пищевой промышленности?
Для пищевой промышленности минимальный рекомендуемый стандарт качества согласно BCAS Guideline 102 составляет ISO 8573-1:2010 класс 2:2:1 для применений с прямым контактом с пищевыми продуктами. Это означает класс 2 для твердых частиц (не более 400 000 частиц размером 0,1-0,5 микрон на кубический метр, не более 6 000 частиц размером 0,5-1 микрон и не более 100 частиц размером 1-5 микрон), класс 2 для воды (точка росы минус 40 градусов Цельсия или ниже, без жидкой воды) и класс 1 для масла (не более 0,01 миллиграмма на кубический метр общего масла, включая жидкость, аэрозоли и пары). Дополнительно для прямого контакта с пищей требуется стерильная фильтрация с эффективностью 99,99998 процента при размере 0,2 микрона. Для косвенного контакта рекомендуется класс 2:4:2, что подразумевает менее строгие требования к влажности (точка росы около +3 градусов Цельсия) и допускает класс 2 по маслу (не более 0,1 миллиграмма на кубический метр).
Как часто нужно менять фильтры в системе подготовки сжатого воздуха?
Интервалы замены фильтров зависят от типа фильтра и условий эксплуатации. Стандартные рекомендации следующие: коалесцирующие фильтры и фильтры твердых частиц следует менять раз в 6-12 месяцев, фильтры с активированным углем также раз в 6-12 месяцев, стерильные фильтры нужно менять каждые 6 месяцев или после 2000 часов работы. В условиях высокой загрязненности или интенсивного использования замена может требоваться чаще, вплоть до каждых 3 месяцев. Важно следить за перепадом давления на фильтрах с помощью установленных манометров и заменять элементы до достижения критического перепада давления, обычно составляющего 0,35-0,5 бар в зависимости от типа фильтра.
В чем разница между рефрижераторным и десикантным осушителем?
Рефрижераторные осушители работают по принципу охлаждения воздуха до температуры от 1 до 4 градусов Цельсия, при которой водяной пар конденсируется и удаляется. Они обеспечивают точку росы под давлением около 3 градусов Цельсия, что соответствует классам ISO 4-6. Рефрижераторные осушители имеют более низкие начальные затраты и эксплуатационные расходы, но не подходят для условий замерзания и не могут обеспечить требуемую для прямого контакта с пищей точку росы. Десикантные осушители используют адсорбционный материал, такой как активированный оксид алюминия, для удаления водяного пара и могут достигать точки росы от минус 40 до минус 100 градусов Цельсия (классы ISO 1-3). Они необходимы для прямого контакта с пищевыми продуктами, так как при точке росы минус 40 градусов микроорганизмы не могут расти. Десикантные осушители потребляют от 2 до 18 процентов производительности системы для регенерации десиканта в зависимости от типа.
Почему важна стерильная фильтрация в пищевом производстве?
Стерильная фильтрация является критически важной, потому что компрессор с производительностью 300 стандартных кубических футов в минуту в течение часа захватывает от 100 тысяч до 1 миллиона бактерий из окружающего воздуха. При сжатии до рабочего давления 7 бар концентрация микроорганизмов увеличивается в семь раз по сравнению с атмосферным воздухом. Теплая, влажная среда внутри системы сжатого воздуха создает идеальные условия для роста и размножения бактерий. Даже при осушении воздуха до точки росы минус 40 градусов рост микроорганизмов только подавляется, но не уничтожается полностью, так как бактериальные споры могут оставаться в состоянии покоя длительное время. Стерильные фильтры с эффективностью 99,99998 процента при размере 0,2 микрона создают физический барьер, предотвращающий попадание микробного загрязнения в пищевые продукты, что защищает здоровье потребителей, увеличивает срок годности продукции и снижает риск отзывов продукции.
Можно ли использовать один осушитель для всего предприятия?
Да, можно использовать централизованный осушитель в компрессорной для всего предприятия, однако это может быть неэффективным с экономической точки зрения. В большинстве пищевых предприятий более 50 процентов сжатого воздуха используется для применений, не имеющих контакта с пищевыми продуктами, таких как пневматические инструменты и общее оборудование, которым не требуется точка росы минус 40 градусов. Более экономичным решением является использование гибридной системы: установка рефрижераторного осушителя в компрессорной для базовой осушки всего воздуха до точки росы около 3 градусов Цельсия, и размещение десикантных осушителей только перед точками использования, требующими более низкой точки росы для прямого контакта с пищей. Такой подход значительно снижает капитальные и эксплуатационные затраты, особенно учитывая, что десикантные осушители потребляют от 2 до 18 процентов производительности системы для регенерации.
Какие тесты качества воздуха необходимо проводить регулярно?
Согласно BCAS Best Practice Guideline 102 и требованиям различных схем безопасности пищевых продуктов, качество сжатого воздуха должно тестироваться и верифицироваться как минимум дважды в год или согласно рекомендациям производителя оборудования. Основные тесты включают: измерение содержания твердых частиц методом подсчета частиц по ISO 8573-4 для размеров 0,1-5 микрон; определение точки росы под давлением с использованием измерителя точки росы согласно ISO 8573-3; измерение общего содержания масла (аэрозоли плюс пары) методом газовой хроматографии по ISO 8573-2; микробиологическое тестирование с использованием импактного сэмплера согласно ISO 8573-7, включая аэробный подсчет на пластинах и, при необходимости, тестирование на дрожжи и плесень. Дополнительно рекомендуется проводить тесты целостности стерильных фильтров после каждой установки и ежемесячно с использованием методов bubble-point или диффузионного потока. Дополнительное тестирование также требуется после любых работ по обслуживанию или деятельности, которая может повлиять на качество воздуха.
Что такое класс 0 по ISO 8573-1 и когда он применяется?
Класс 0 по ISO 8573-1 является специальной категорией, которая не означает нулевое загрязнение, как часто ошибочно понимают. Класс 0 - это настраиваемая спецификация, где пользователь и производитель оборудования договариваются о конкретных уровнях загрязнения как части письменной спецификации. Критически важно, что спецификация класса 0 должна быть более строгой, чем класс 1 для выбранного загрязнителя, и заявленные уровни загрязнения должны находиться в пределах измерительных возможностей испытательного оборудования и методов тестирования, описанных в частях 2-9 стандарта ISO 8573. Класс 0 обычно применяется в производстве медицинских изделий, фармацевтике и других высокочувствительных применениях, где требуются чрезвычайно строгие стандарты качества воздуха. При указании класса 0 обязательно должен быть указан конкретный предел в скобках, например ISO 8573-1:2010 [1:2:0 (0,001)], где 0,001 миллиграмма на кубический метр является пределом для масла.
Почему нельзя просто использовать безмасляный компрессор без фильтров?
Хотя безмасляные компрессоры устраняют риск внутреннего масляного загрязнения от смазки компрессора, они не устраняют все источники загрязнения. Атмосферный воздух, поступающий в компрессор, уже содержит от 20 до 30 частей на миллион углеводородных аэрозолей в промышленных зонах, а также миллионы твердых частиц, бактерий и водяной пар. Безмасляный компрессор концентрирует все эти загрязнители при сжатии воздуха. Кроме того, трубопроводная система может вносить дополнительные загрязнители через ржавчину, окалину труб и биопленку, которая может образовываться в системе. Документ VDMA (Германская инженерная федерация) по рекомендациям для пищевой промышленности на первой странице четко заявляет, что эта рекомендация применяется ко всем воздушным компрессорам независимо от типа, подчеркивая, что требования к обработке воздуха одинаковы для безмасляных и смазываемых компрессоров. Следовательно, полная система фильтрации, осушения и стерилизации необходима независимо от типа используемого компрессора.
Какие санитарные стандарты применяются к материалам контакта с пищей?
Все компоненты системы сжатого воздуха, которые могут контактировать с пищевыми продуктами, должны соответствовать санитарным стандартам. Для стерильных фильтров корпус должен быть изготовлен из нержавеющей стали с высоко полированной поверхностью, чтобы предотвратить коррозию и образование мест скопления бактерий. Шероховатая поверхность неполированной нержавеющей стали создает укрытия, в которых бактерии продолжают расти. Фильтрующие элементы должны иметь валидацию FDA и EC, и должны поставляться в запечатанной и стерильной упаковке. Трубопроводы для применений с прямым контактом предпочтительно изготавливать из нержавеющей стали марки 316L или специальных пищевых пластиков. Соединения могут включать санитарные опции, такие как Tri-clamp ASME, Dairy Union DIN 11851, фланцы EN1092-1 или сварные соединения. Важно, чтобы все материалы соответствовали регламентам EC и требованиям FDA для контакта с пищевыми продуктами. Для дополнительной защиты некоторые производители предлагают электрополированные внешние поверхности корпусов фильтров.
Как проверить целостность стерильного фильтра?
Проверка целостности стерильных фильтров является критически важной процедурой, которая должна проводиться после каждой установки нового фильтрующего элемента и периодически во время эксплуатации (обычно ежемесячно). Существуют два основных метода проверки целостности в зависимости от типа фильтра. Для мембранных фильтров из PTFE используются тесты bubble-point (точки пузырька) или диффузионного потока. Тест bubble-point заключается в подаче давления со стороны входа смоченного фильтра и наблюдении за появлением первых пузырьков воздуха на выходной стороне, погруженной в воду. Давление, при котором появляются первые пузырьки, должно соответствовать спецификации производителя фильтра. Тест диффузионного потока измеряет скорость диффузии газа через мембрану при давлении ниже точки пузырька. Для глубинных фильтров обычно используется аэрозольный масляный тест. Все тесты целостности должны проводиться в соответствии с инструкциями производителя фильтра, а результаты должны документироваться для обеспечения соответствия требованиям безопасности пищевых продуктов.
Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.