《機(ji)(ji)械指令(ling)》要求(qiu)所(suo)(suo)有(you)用(yong)于食(shi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)器設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)都應保(bao)持衛生。其“設(she)(she)(she)計(ji)和制(zhi)造(zao)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)采(cai)取一(yi)(yi)種能(neng)(neng)夠(gou)避(bi)免任(ren)何(he)(he)感(gan)染(ran)(ran)、疾病或(huo)傳(chuan)染(ran)(ran)風(feng)險(xian)的(de)(de)(de)(de)方式”。食(shi)品(pin)(pin)接觸(chu)材(cai)料必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)符(fu)合(he)《框架法(fa)規》的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(詳見第(di)02a章)。所(suo)(suo)有(you)接觸(chu)食(shi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面都必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)保(bao)持光滑,不(bu)存在可(ke)能(neng)(neng)隱(yin)藏有(you)機(ji)(ji)物質的(de)(de)(de)(de)隆起處(chu)(chu)或(huo)縫隙。設(she)(she)(she)計(ji)本身必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)夠(gou)抑制(zhi)工(gong)藝過(guo)程中污(wu)垢的(de)(de)(de)(de)積(ji)(ji)聚,同時(shi)使(shi)部件易于清潔(jie)。對食(shi)品(pin)(pin)加工(gong)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)進(jin)行拆卸清潔(jie),可(ke)以最(zui)大限度地對所(suo)(suo)有(you)可(ke)能(neng)(neng)積(ji)(ji)聚工(gong)藝過(guo)程污(wu)垢的(de)(de)(de)(de)區域進(jin)行清潔(jie),但在無(wu)法(fa)拆卸(或(huo)不(bu)經濟)的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況下(xia),清潔(jie)系統(通常是(shi)CIP原位清洗(xi)系統)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)夠(gou)在一(yi)(yi)定時(shi)間內(nei)徹底清除(chu)污(wu)垢。因此,無(wu)論是(shi)簡單的(de)(de)(de)(de)托盤(pan)底部還(huan)是(shi)在管道系統的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲處(chu)(chu),都不(bu)建議采(cai)用(yong)尖(jian)角設(she)(she)(she)計(ji)。設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)夠(gou)最(zui)大限度地降(jiang)低清洗(xi)過(guo)程中有(you)害微生物殘留的(de)(de)(de)(de)風(feng)險(xian)以及被帶到下(xia)一(yi)(yi)個(ge)生產(chan)批(pi)次而造(zao)成(cheng)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)風(feng)險(xian)。還(huan)有(you)一(yi)(yi)些設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)死(si)角,如(ru)果不(bu)拆卸會很難清潔(jie)。例如(ru)傳(chuan)感(gan)器安裝在較長側臂(bei)管的(de)(de)(de)(de)末端(duan),尤其是(shi)垂直立于食(shi)品(pin)(pin)流上方的(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)形。設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)還(huan)必(bi)(bi)須(xu)(xu)(xu)保(bao)證由食(shi)品(pin)(pin)或(huo)清洗(xi)而產(chan)生的(de)(de)(de)(de)任(ren)何(he)(he)液體(ti)都能(neng)(neng)從(cong)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)中完全排凈(jing)。
圖(tu)3.1~圖(tu)3.16中所用的(de)彩(cai)色圖(tu)例在附錄D中給出(從后文(wen)了解確切含(han)義)。
兩塊金屬板之(zhi)間(jian)的搭(da)接會形成臺(tai)階或隆起(qi),從而可能導致微(wei)生物(wu)的積聚,而且很難(nan)被(bei)洗(xi)滌(di)劑液流去除(圖3.1)。
同(tong)樣,采用(yong)外部填(tian)角(jiao)焊(han)的(de)方式連接兩個同(tong)心(xin)管道時,會(hui)在管道內留下無法(fa)清潔(jie)的(de)縫隙。而(er)全熔透對接焊(han)則是更佳的(de)接頭方式(圖3.2)。
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。
同樣,如果密封(feng)件伸入產品流,也會形成難以清(qing)潔的(de)臺階(jie)(圖(tu)3.4)。解決方法和(he)上面(mian)一(yi)樣,要將(jiang)密封(feng)件安裝在一(yi)個精準定(ding)位的(de)凹(ao)槽中,密封(feng)件應當與管(guan)道內(nei)表面(mian)齊平(ping)。
如果不(bu)想在不(bu)銹鋼管道內壁留(liu)下不(bu)平之(zhi)處,為工藝過程中(zhong)的(de)(de)污垢(gou)留(liu)下藏身之(zhi)地,就一定要把法蘭(lan)接頭的(de)(de)兩(liang)半對(dui)齊(圖3.5)。導向臺(tai)肩的(de)(de)設計有(you)助于確保兩(liang)半法蘭(lan)的(de)(de)完美對(dui)齊。
當然,最(zui)理(li)想的方(fang)式是使(shi)用焊接代替(ti)法蘭(lan)連接(圖(tu)3.6)。
螺(luo)栓(shuan)頭可能會形成許多無(wu)法(fa)清理(li)的縫(feng)隙,例如內六角螺(luo)栓(shuan)頭上的槽、墊圈下方位置(zhi)、螺(luo)栓(shuan)桿上的螺(luo)紋等。使用帶有彈性體密(mi)封件的帶帽螺(luo)栓(shuan)或(huo)封閉螺(luo)栓(shuan)可以解決這個問題(圖3.7)。如果能使用焊(han)接螺(luo)柱(zhu)來代替螺(luo)栓(shuan),則效(xiao)果更佳(圖3.8)。
應避免尖角。歐洲(zhou)衛生設(she)備設(she)計組織(EHEDG)建議,曲率半(ban)徑至少為(wei)3mm,最(zui)好為(wei)6mm(圖3.9)。
不銹(xiu)鋼管(guan)道(dao)彎(wan)曲處也是(shi)同樣(yang)的道(dao)理(圖(tu)3.10)。
如果探頭或傳感器與它要(yao)監(jian)測的管道之間距(ju)離過長(chang),清潔劑(ji)將難以(yi)到達(圖(tu)3.11)。歐(ou)洲衛生設備設計組織(zhi)建議,為使CIP原位清洗系統能進行(xing)有效清潔,這種管道的長(chang)度應小于等于其直徑的1.5倍。
《機械(xie)指令》要求設(she)備(bei)必須(xu)能夠自由排凈(jing)食(shi)品或清潔(jie)劑。為滿足(zu)這一要求,儲(chu)罐底部的坡度設(she)計非(fei)常重要(圖3.12)。
出于同樣的(de)(de)原因,兩條管道交叉(cha)時也(ye)要考慮合理的(de)(de)布(bu)局(圖3.13)。不(bu)銹(xiu)鋼管道的(de)(de)排布(bu)方式應確保食品或(huo)清(qing)潔劑能夠從(cong)管道系統(tong)中排出。
泵的(de)方(fang)向(xiang)位置很重要,應確保停機時不會有產品(pin)或洗滌劑(ji)滯留(圖3.14)。
本不會(hui)與食(shi)品(pin)接觸的(de)輔助(zhu)設備有時也(ye)會(hui)造成(cheng)食(shi)品(pin)污染。比如攪拌機頭里的(de)潤滑油或冷凝液可能(neng)會(hui)滴入食(shi)品(pin)中(圖(tu)3.15)。解(jie)決這個問題的(de)方(fang)法很(hen)簡單(dan),只需(xu)一(yi)(yi)個“甩(shuai)油圈”和(he)一(yi)(yi)個傾斜的(de)防護罩,就可以讓(rang)污染物遠離食(shi)品(pin)。
密封(feng)件(jian),尤(you)其是往復軸(zhou)或旋轉軸(zhou)周圍的密封(feng)件(jian),可將微生物轉移到食品區(圖3.16)。
如(ru)圖,往復軸(zhou)可(ke)以攜帶微生(sheng)物通過單個(ge)密(mi)(mi)(mi)封件(jian)。雙層密(mi)(mi)(mi)封也許可(ke)以解決這(zhe)個(ge)問題,使用洗(xi)(xi)滌劑沖洗(xi)(xi)兩層密(mi)(mi)(mi)封之間的空(kong)隙使之保持清潔。
歐洲衛生(sheng)設備設計組織現已編制了(le)大約50個技(ji)術指南(nan),介(jie)紹了(le)如何應用這些技(ji)術來實現設備的衛生(sheng)設計。該(gai)組織認為其第(di)8號指南(nan)“衛生(sheng)設計原(yuan)則”對(dui)食品安全(quan)至關重要,因此(ci)在其網(wang)站上免費提(ti)供了(le)該(gai)文件(jian)。
衛(wei)生(sheng)設計還(huan)具有(you)強(qiang)大的(de)(de)(de)財(cai)務激勵作(zuo)用,它不僅是一(yi)種好的(de)(de)(de)做法,還(huan)具有(you)經濟優勢。2010年,慕尼黑工業大學的(de)(de)(de)安德烈亞斯·多納(Andreas Dorner)在他的(de)(de)(de)博士論(lun)文中證明了設備(bei)衛(wei)生(sheng)設計帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)節約(yue)是可(ke)觀的(de)(de)(de),很容易(yi)就超過(guo)了設備(bei)初(chu)始成本(ben)中的(de)(de)(de)額外費用。
他對一個設(she)備模(mo)塊(kuai)進(jin)行了研究,該(gai)模(mo)塊(kuai)中(zhong)的(de)(de)閥門和探頭存在設(she)計不(bu)良和安裝不(bu)當的(de)(de)問題(圖(tu)(tu)3.17)。圖(tu)(tu)3.17~圖(tu)(tu)3.19中(zhong),黃色表示(shi)容易清(qing)潔(jie)的(de)(de)區(qu)域(yu),綠色表示(shi)難(nan)以清(qing)潔(jie)的(de)(de)區(qu)域(yu)。多納測(ce)定(ding)了進(jin)行一次(ci)推薦的(de)(de)清(qing)潔(jie)程(cheng)序(xu)需要花費的(de)(de)時間。
然后,他將原設(she)備設(she)計與“最佳設(she)計”進行了(le)比較(jiao)。最佳設(she)計采(cai)用(yong)了(le)衛生設(she)計的(de)原則(ze)采(cai)用(yong)無(wu)縫隙接頭,采(cai)用(yong)平(ping)滑的(de)彎管(guan),最大程度(du)減(jian)少死角等(圖(tu)3.18)。最先進的(de)設(she)計可(ke)以(yi)提高清潔(jie)效(xiao)率。
(采用衛生設(she)計后,CIP清潔(jie)時間縮短了76%)
在(zai)(zai)達到相(xiang)同清(qing)(qing)(qing)潔度的(de)(de)前提下(xia),清(qing)(qing)(qing)潔這個“最先進”的(de)(de)設備模塊(kuai)所(suo)需的(de)(de)時間(jian)(jian)僅為舊模塊(kuai)清(qing)(qing)(qing)潔所(suo)需時間(jian)(jian)的(de)(de)1/4(圖3.19)。在(zai)(zai)食品生(sheng)產很短的(de)(de)一段時間(jian)(jian)內,在(zai)(zai)洗滌劑、水(shui)、加熱它們所(suo)需的(de)(de)能量、廢水(shui)負擔和CIP原位清(qing)(qing)(qing)潔所(suo)需的(de)(de)停機時間(jian)(jian)等方面的(de)(de)節約,足(zu)以證(zheng)明購買先進設備時多支出20%的(de)(de)額(e)外費(fei)用(yong)是正(zheng)確(que)的(de)(de)。
值(zhi)得注意的是,除(chu)了食品(pin)加工設備(bei)的表面(mian)之外(wai),還有(you)許多(duo)表面(mian)可以將污染物,甚至它們(men)自身成分轉移到(dao)食品(pin)中(zhong)。這(zhe)些“產(chan)品(pin)接觸面(mian)”包(bao)(bao)括托盤、工廠的工作臺(tai)面(mian)、商店的展示臺(tai)面(mian)、傳送帶、包(bao)(bao)裝材(cai)料(上面(mian)可能有(you)油墨、涂料和黏合劑)、罐車等。
還(huan)有一些(xie)表(biao)(biao)面(mian)(mian),上面(mian)(mian)的污(wu)染物(wu)(可能(neng)在(zai)冷凝液中)可能(neng)會滴(di)到未覆蓋(gai)的食物(wu)上,甚至表(biao)(biao)面(mian)(mian)上的非工藝污(wu)染物(wu)由(you)于清(qing)潔時不小心會轉移到食品中(圖3.20)。