《機械指令》要求所有用于食品的機器設備都應保持衛生。其“設計和制造必須采取一種能夠避免任何感染、疾病或傳染風險的方式”。食品接觸材料必須符合《框架法規》的要求(詳見第02a章)。所有接觸食品的表面都必須保持光滑,不存在可能隱藏有機物質的隆起處或縫隙。設計本身必須能夠抑制工藝過程中污垢的積聚,同時使部件易于清潔。對食品加工設備進行拆卸清潔,可以最大限度地對所有可能積聚工藝過程污垢的區域進行清潔,但在無法拆卸(或不經濟)的情況下,清潔系統(通常是CIP原位清洗系統)必須能夠在一定時間內徹底清除污垢。因此,無論是簡單的托盤底部還是在管道系統的彎曲處,都不建議采用尖角設計。設備的設計必須能夠最大限度地降低清洗過程中有害微生物殘留的風險以及被帶到下一個生產批次而造成污染的風險。還有一些設備死角,如果不拆卸會很難清潔。例如傳感器安裝在較長側臂管的末端,尤其是垂直立于食品流上方的情形。設備的設計還必須保證由食品或清洗而產生的任何液體都能從設備中完全排凈。


  圖3.1~圖3.16中所用的彩色圖例在附錄D中給出(從后文了解確切含義)。


  兩塊金屬板之間的搭接會形成臺階或隆起,從而可能導致微生物的積聚,而且很難被洗滌劑液流去除(圖3.1)。


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同樣,采用外部填角焊的方式連接兩個同心管道時,會在管道內留下無法清潔的縫隙。而全熔透對接焊則是更佳的接頭方式(圖3.2)。


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  如果不銹鋼管道連接法蘭之間的彈性體密封件從不銹鋼管道內壁處縮回,也會留下無法清潔的縫隙(圖3.3)。正確的做法是將密封件安裝在一個合適的凹槽中,連接后的不銹鋼管達到工作溫度時,彈性體密封件受熱膨脹,其內表面與管道內壁齊平。


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 同樣,如果密封件伸入產品流,也會形成難以清潔的臺階(圖3.4)。解決方法和上面一樣,要將密封件安裝在一個精準定位的凹槽中,密封件應當與管道內表面齊平。


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  如果不想在不銹鋼管道內壁留下不平之處,為工藝過程中的污垢留下藏身之地,就一定要把法蘭接頭的兩半對齊(圖3.5)。導向臺肩的設計有助于確保兩半法蘭的完美對齊。


  當然,最理想的方式是使用焊接代替法蘭連接(圖3.6)。


  螺栓頭可能會形成許多無法清理的縫隙,例如內六角螺栓頭上的槽、墊圈下方位置、螺栓桿上的螺紋等。使用帶有彈性體密封件的帶帽螺栓或封閉螺栓可以解決這個問題(圖3.7)。如果能使用焊接螺柱來代替螺栓,則效果更佳(圖3.8)。


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  應避免尖角。歐洲衛生設備設計組織(EHEDG)建議,曲率半徑至少為3mm,最好為6mm(圖3.9)。


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 不銹鋼管道彎曲處也是同樣的道理(圖3.10)。


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  如果探頭或傳感器與它要監測的管道之間距離過長,清潔劑將難以到達(圖3.11)。歐洲衛生設備設計組織建議,為使CIP原位清洗系統能進行有效清潔,這種管道的長度應小于等于其直徑的1.5倍。


《機械指令》要求設備必須能夠自由排凈食品或清潔劑。為滿足這一要求,儲罐底部的坡度設計非常重要(圖3.12)。


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  出于同樣的原因,兩條管道交叉時也要考慮合理的布局(圖3.13)。不銹鋼管道的排布方式應確保食品或清潔劑能夠從管道系統中排出。


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  泵的方向位置很重要,應確保停機時不會有產品或洗滌劑滯留(圖3.14)。


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  本不會與食品接觸的輔助設備有時也會造成食品污染。比如攪拌機頭里的潤滑油或冷凝液可能會滴入食品中(圖3.15)。解決這個問題的方法很簡單,只需一個“甩油圈”和一個傾斜的防護罩,就可以讓污染物遠離食品。


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  密封件,尤其是往復軸或旋轉軸周圍的密封件,可將微生物轉移到食品區(圖3.16)。


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  如圖,往復軸可以攜帶微生物通過單個密封件。雙層密封也許可以解決這個問題,使用洗滌劑沖洗兩層密封之間的空隙使之保持清潔。


  歐洲衛生設備設計組織現已編制了大約50個技術指南,介紹了如何應用這些技術來實現設備的衛生設計。該組織認為其第8號指南“衛生設計原則”對食品安全至關重要,因此在其網站上免費提供了該文件。


  衛生設計還具有強大的財務激勵作用,它不僅是一種好的做法,還具有經濟優勢。2010年,慕尼黑工業大學的安德烈亞斯·多納(Andreas Dorner)在他的博士論文中證明了設備衛生設計帶來的節約是可觀的,很容易就超過了設備初始成本中的額外費用。


  他對一個設備模塊進行了研究,該模塊中的閥門和探頭存在設計不良和安裝不當的問題(圖3.17)。圖3.17~圖3.19中,黃色表示容易清潔的區域,綠色表示難以清潔的區域。多納測定了進行一次推薦的清潔程序需要花費的時間。



  然后,他將原設備設計與“最佳設計”進行了比較。最佳設計采用了衛生設計的原則采用無縫隙接頭,采用平滑的彎管,最大程度減少死角等(圖3.18)。最先進的設計可以提高清潔效率。





(采用衛生設計后,CIP清潔時間縮短了76%)


  在達到相同清潔度的前提下,清潔這個“最先進”的設備模塊所需的時間僅為舊模塊清潔所需時間的1/4(圖3.19)。在食品生產很短的一段時間內,在洗滌劑、水、加熱它們所需的能量、廢水負擔和CIP原位清潔所需的停機時間等方面的節約,足以證明購買先進設備時多支出20%的額外費用是正確的。


  值得注意的是,除了食品加工設備的表面之外,還有許多表面可以將污染物,甚至它們自身成分轉移到食品中。這些“產品接觸面”包括托盤、工廠的工作臺面、商店的展示臺面、傳送帶、包裝材料(上面可能有油墨、涂料和黏合劑)、罐車等。


  還有一些表面,上面的污染物(可能在冷凝液中)可能會滴到未覆蓋的食物上,甚至表面上的非工藝污染物由于清潔時不小心會轉移到食品中(圖3.20)。


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