Wie sollte ein Klimatisierungs- und Luftreinigungssystem für einen Reinraum für Lebensmittel ausgelegt sein?

Die Kernaufgabe bei der Konstruktion von Klimaanlagen und Reinigungssystemen in Reinräumen für Lebensmittel besteht darin, die spezifischen Prozessanforderungen verschiedener Produkte zu erfüllen, wie z. B. niedrige Temperatur und hohe Luftfeuchtigkeit, und gleichzeitig Staub, Bakterien und Kreuzkontaminationen zu kontrollieren.

I. Grundlegende Konstruktionsprinzipien: Drei Regler und Druckdifferenz

Luftstromprinzip „Dreiströme“: Gezielter Luftstrom vom Reinraum über den Halbreinraum zum allgemeinen Bereich sicherstellen. Zwischen dem Reinraum und angrenzenden tieferliegenden Bereichen muss ein positiver Druckunterschied von ≥ 10 Pa aufrechterhalten werden, um einen Rückfluss von Schadstoffen zu verhindern.

Beseitigung hygienischer Toträume: Verwenden Sie abgerundete Ecken und Böden und wählen Sie für die Gehäusekonstruktion lebensmittelechten Edelstahl 304 oder antibakterielle farbige Stahlplatten, um eine einfache Reinigung und Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.

II. Technische Zusammensetzung des Luftreinigungssystems

Dies ist die wichtigste Hardwarekomponente zur Gewährleistung der Sauberkeit und erfordert eine Konfiguration auf hohem Niveau:

1. Filtrationssystem: Es verwendet ein dreistufiges Filtrationssystem: G4 (Vorfilter) + F8 (Mittelklassefilter) + H13 (Hochklassefilter). In Reinräumen der Klasse 300.000 können Hochklassefilter am Ende der Filtration eingesetzt werden, um die vorhandenen Hochklassefilter zu ersetzen und so den Strömungswiderstand zu reduzieren.

2. Luftwechselrate: Klasse 300.000: ≥12 Mal/Stunde; Klasse 100.000: ≥15 Mal/Stunde; Klasse 10.000: ≥25 Mal/Stunde.

3. Luftstromorganisation: Zuluft oben und Abluft seitlich oder Zuluft oben und Abluft oben. Die Zuluftöffnungen sollten möglichst gleichmäßig verteilt und die Abluftöffnungen in den Ecken angeordnet sein.

4. Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Standardanforderungen: Temperatur 18–26 °C, Luftfeuchtigkeit 45–65 %. Spezielle Prozesse (z. B. Kühlkette) erfordern spezielle Niedertemperatur-Luftentfeuchter.

III. Antibakterielle Maßnahmen und Kontrolle von Kreuzkontaminationen

1. Rückluftbehandlung: Die Rückluftöffnungen sollten mit Desinfektionsvorrichtungen mit niedrigem Widerstand ausgestattet sein, die eine gravimetrische Partikelfiltrationseffizienz von ≥95 % erfordern, um das Bakterienwachstum im Kanalsystem zu verhindern.

2. Lokale Absaugung: Bei Prozessen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit oder bei Prozessen, die Staub/Gerüche in der Werkstatt erzeugen, muss eine unabhängige Absaugung bereitgestellt werden. Die Verwendung von Umluft ist strengstens untersagt; vollständige Abluft und vollständige Zuluft sind erforderlich.

3. Spezielle Prozessabschnitte: Bei Prozessen wie dem Backen, bei denen leicht Öldämpfe entstehen, müssen die Luftkanäle so behandelt werden, dass sie hohen Temperaturen (≥120℃) standhalten, und mit Öldämpfenabscheidern ausgestattet sein.

IV. Entwurf spezieller Anwendungsszenarien

Falls das Produkt die folgenden Prozesse umfasst, sind besondere Konstruktionsüberlegungen erforderlich:

1. Abfüllung von Milchprodukten/Joghurt bei niedrigen Temperaturen: Da in der Werkstatt eine niedrige Temperatur von 8–12 °C eingehalten werden muss, neigt eine herkömmliche Klimaanlage zur Vereisung. Ein Direktverdampfungssystem oder eine Niedertemperatur-Luftzufuhrlösung wie beispielsweise Ethylenglykol ist erforderlich. Zudem müssen die Probleme der Niedertemperatur-Entfeuchtung und der Bodenkondensation gelöst werden.

2. Reinigungsbereich mit hoher Luftfeuchtigkeit: Der Boden muss mit einer mindestens 6 mm dicken selbstnivellierenden Polyurethan-Mischung versehen und mit einem Gefälle für den Wasserablauf ausgestattet sein; die Wände müssen entweder mit einer 2 m hohen Wandverkleidung aus Edelstahl 304 oder vollständig aus Edelstahl bestehen, um der täglichen chemischen CIP-Reinigung standzuhalten.

V. Akzeptanz und wichtige Überwachungsindikatoren

Nach der Systeminstallation konzentrieren sich Abnahme und tägliche Wartung hauptsächlich auf folgende Daten:

1. Schwebstoffe: Entspricht der entsprechenden Klassifizierung (z. B. Klasse 100.000: ≥0,5 μm Partikel ≤ 3.520.000 Partikel/m³).

2. Ansiedlung von Bakterien: Beispielsweise benötigt ein Bereich der Klasse 100.000 typischerweise ≤15 KBE/Platte (Φ90mm, 0,5h).

3. Druckdifferenz: ≥5 Pa zwischen Räumen unterschiedlicher Klasse und ≥10 Pa zwischen Rein- und Nicht-Reinbereichen.

4. Automatisierung und Verriegelungen: Für das Anfahren und Abschalten des Ventilators muss ein Verriegelungsverfahren vorhanden sein (zuerst die Zuluft, dann die Abluft). Eine automatische Überwachung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Druckdifferenz wird empfohlen.