工业效用效率

三种食品工业压缩空气系统

压缩空气是支持北美食品包装和食品加工业的关键设施。压缩空气必须是无污染的,以确保每个工厂加工的食品受到保护。英国《食品级空气操作规程》帮助定义了三种类型的压缩空气系统和每种系统所需的空气净化规范。

压缩空气支持食品工业

食品工业中不同部门的生产设施对压缩空气都有不同的应用。例如,美国水果和蔬菜加工业在美国拥有约1300家工厂,员工约112000人。这些制造厂主要从事水果和蔬菜的罐装、冷冻和脱水。这一部分约占整个美国食品行业出货量美元价值的7.5%。在许多水果和蔬菜加工厂,压缩空气系统用于产品灌装前容器的空气清洁、产品自动分拣和产品包装系统。

在食品工业的其他领域,有成千上万的工厂在运营——都使用压缩空气。许多部门,如面包店,在吹扫应用中使用压缩空气。其他部分使用压缩空气清洁容器,然后再将容器装满食物。压缩空气也用于食品的分类、切割和成型。

面包生产

在商业面包房,压缩空气用来吹掉面包屑

另一个应用来自乳制品和果汁行业的山墙顶纸盒成型、填充和密封机器。这些机器必须经常冲洗,以保持卫生条件。它们不仅会接触水,还会接触化学清洁剂和氢氧化钠。在这些机器中,气动系统优先于液压系统,因为在潮湿环境中,抛光瓷砖地板上的漏油会成为真正的安全隐患。与气动相关的低维护和停机时间也是首选压缩空气的一个关键原因。这是压缩空气不与食物接触的一个例子,但它可能发生的风险很高。

压缩空气被比作强健灵活的“肌肉”。压缩空气可用于各种压力,从高压到750 psi的吹塑,也可用于低至15 psi的吹气应用。食品工业充分利用了压缩空气的好处。

压缩空气必须无污染

压缩空气在食品工业中使用前必须净化污染物。污染物包括水蒸气和湿气、固体颗粒(包括孢子)和油气溶胶和蒸汽。

水分的存在是食品工业的首要问题,因为水分为微生物和真菌创造了理想的栖息地。在压缩空气与食品接触的使用点附近的管道系统中可能存在水分。微生物和真菌可以在管道系统内生长,然后被吹到食品或食品容器中。

为了抑制微生物和真菌的生长,压力露点必须低于-15华氏度(-26摄氏度)。将压缩空气干燥至规定的压力露点是消除压缩空气系统中水分的简单方法。露点规格为+37华氏度(+3摄氏度)或-40华氏度(-40摄氏度)。在某些设施中,这两种规格可用于降低与干燥压缩空气相关的能源成本,具体取决于压缩空气是否有可能与食品接触。

露点

压缩空气压力露点必须低于-15˚F(-26˚C),以抑制真菌和真菌的生长
管道系统中的微生物。

必须使用过滤产品从压缩空气系统中去除固体颗粒。当压缩空气在-15华氏度(-26摄氏度)以下干燥时,有害微生物和真菌会转化为孢子。这些孢子现在是一种必须过滤的“固体微粒”。固体微粒的其他来源包括空气压缩机转子上的涂层、压缩空气管道系统的管垢以及空气压缩机可能吸入的环境灰尘和微粒。建议在选择压缩空气过滤产品时,注意要求按照新ISO标准12500第1-3部分测试凝聚过滤器。

油气溶胶和蒸汽是另一个值得关注的问题。压缩空气系统中的一个误区是,使用无油空气压缩机可使系统免除任何压缩空气处理要求。事实并非如此。空气压缩机吸入的环境空气将携带水蒸气、微粒和碳氢化合物,因此始终需要压缩空气干燥器和过滤器。

三种类型的压缩空气系统

食品工业,面临着如何指定一个安全高效的压缩空气系统的问题,必须首先确定压缩空气在他们的设施中是如何使用的。英国食品级空气操作规程为食品工业中的压缩空气系统提供了全面的资源。该规范于2006年由英国零售协会(BRC)和英国压缩空气协会(BCAS)联合开发。如欲获得更多有关索取守则的资料,请浏览网页www.bcas.org.uk. 该规范定义了食品工业中三种特定类型的压缩空气系统;与食品接触、非接触高风险和非接触低风险的系统。

英国食品级空气操作规程

英国食品级空气操作规程

系统# 1:接触

“接触”在代码中定义为,“使用压缩空气作为生产和加工的一部分的过程,包括安全食品生产的包装和运输。”另一种定义方法是,如果压缩空气直接与食品接触。如果是这样,终端用户必须知道压缩空气必须净化到规范中定义的“接触”纯度水平。在美国,我们经常听到“偶然接触”这个词。建议工程师明确定义“接触”和“非接触”。

下面是压缩空气与食物“接触”的应用示例。蔬菜去皮机利用压缩空气来准备原料食品,以便包装和食用。蔬菜去皮机使用空气喷嘴来剥洋葱和其他蔬菜。⁴

在这种类型的“接触系统”中,英国实践规程推荐一个-F 40(-40 C)压力露点,以确保没有微生物能够生长。这可以通过位于压缩机房(集中空气处理)的干燥剂(吸附)型压缩空气干燥器实现。各设施必须确定是否需要进一步的使用点空气干燥器(非集中式),以确保露点规格。使用点空气干燥器可以是干燥剂(吸附)或膜式技术。

需要使用凝聚过滤器将固体颗粒和总油(气溶胶+蒸汽)去除至规范水平。请注意,还需要使用活性炭过滤器来清除油蒸气。与空气干燥器一样,每个设施必须确定除集中过滤外,是否还需要进行非集中过滤。

系统#2:非接触性高风险

《守则》将非接触定义为“将压缩空气排放到食品制备、生产、加工、包装或储存的当地大气中的过程”。在本节中,我们区分了高风险和低风险。非接触式高风险情况可能是在吹塑过程中使用压缩空气制作包装,然后在当天晚些时候将产品引入包装。许多食品加工商都有自己的内部生产线来制作自己的包装。如果没有适当的空气处理,可能会在包装上出现油、水分和微粒(尤其是细菌),等待食品!

《英国守则》明确规定,“非接触式高风险”压缩空气系统应建立与“接触式”系统相同的压缩空气纯度规格。

系统#3:非接触式低风险

在“非接触低风险”系统中,英国实践规范推荐A+F 37(+3 C)压力露点。这可以通过位于压缩机房(集中空气处理)的冷冻式压缩空气干燥器实现。各设施必须确定是否需要进一步的使用点空气干燥器(非集中式),以确保露点规格。

定义非接触式低风险系统同样重要,因为食品工业系统“过度保护”压缩空气系统是很常见的。大多数工厂有相当一部分(超过50%)的压缩空气用于“植物空气”应用。这些“植物空气”应用绝对不会与食品产品或食品包装机械接触。理解这种关系并据此设计系统是很重要的。我们经常看到干燥剂空气干燥器用于干燥设施中的所有压缩空气到-40华氏度(-40摄氏度)露点-当只有40%的压缩空气需要这个露点。

值得注意的是,制冷型压缩空气干燥器通常比干燥剂空气干燥器具有显著更低的相关能源成本。干燥剂空气干燥器将使用一部分(可以是15%)压缩空气来再生干燥剂床和/或使用电加热器。冷冻干燥机使用相对较小的制冷压缩机,可以是循环式或非循环式。

需要使用凝聚过滤器将固体微粒和总油(气溶胶+蒸汽)去除至与“接触”系统相同的规格水平。请注意,还需要使用活性炭过滤器来清除油蒸气。与空气干燥器一样,每个设施必须确定除集中过滤外,是否还需要进行非集中过滤。

日立数字信号处理器
日立DSP无油旋转螺杆空气压缩机

结论

压缩空气有效地支持食品工业,只要采取小心从系统中去除污染物。食品行业的专业人员应该定义压缩空气在他们的设施中是如何使用的,并根据英国食品级空气操作规程定义的三种系统类型定义压缩空气纯度的规范。

美国压缩机润滑标准35

美国唯一适用于压缩空气的现行规范集中于允许使用的润滑剂,即空气压缩机。由各工厂决定工厂所需的润滑剂。食品和药物管理局(FDA)的规范在“偶然接触食品的润滑剂”下确定。本规范总结如下:

  1. H1润滑剂是食品级润滑剂,用于有可能偶然接触食品的食品加工环境
  2. H2润滑剂是非食品级润滑剂,用于不可能接触的设备和机械上
  3. H3润滑剂是食品级润滑剂,通常为食用油,用于防止吊钩、手推车和类似设备生锈

欲了解更多信息,请访问www.hitachi-america.us/airtech.

ªEric Masanet和Ernst Worrell,劳伦斯伯克利国家实验室,“工业能源之星计划”,压缩空气最佳实践杂志®,2006年10月,第14页。或者阅读PDFmanbetx王者荣耀在这里
²Eric Masanet和Ernst Worrell,劳伦斯伯克利国家实验室,“行业能源之星计划”,压缩空气最佳实践杂志®,2006年10月,第15页。manbetx王者荣耀或阅读PDF在这里
³Kjell Lyngstad,博世力士乐气动技术,“利用气动技术的优势挤奶”,压缩空气最佳实践杂志®,2006年10月,第28页。或者阅读PDFmanbetx王者荣耀在这里
⁴Rod Smith,“哈里斯设备公司”,压缩空气最佳实践杂志®,2007年8月manbetx王者荣耀,第20页。或者阅读PDF在这里
⁵Rod Smith,“香肠中的油”,压缩空气最佳实践杂志®,200manbetx王者荣耀7年8月,第13页。或者阅读PDF在这里

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