《機(ji)械指令》要求(qiu)所(suo)有(you)(you)用(yong)于食(shi)品的(de)機(ji)器(qi)(qi)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)都(dou)應(ying)保(bao)持衛生。其(qi)“設(she)(she)(she)計(ji)和制(zhi)造(zao)必(bi)(bi)須(xu)采取一(yi)種能(neng)(neng)夠(gou)避免(mian)任何(he)(he)感染(ran)、疾病或(huo)傳(chuan)染(ran)風險的(de)方式”。食(shi)品接(jie)觸(chu)材料必(bi)(bi)須(xu)符合《框架法規》的(de)要求(qiu)(詳見第02a章(zhang))。所(suo)有(you)(you)接(jie)觸(chu)食(shi)品的(de)表面都(dou)必(bi)(bi)須(xu)保(bao)持光滑,不(bu)存在(zai)(zai)(zai)可(ke)能(neng)(neng)隱藏有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)隆起處或(huo)縫隙。設(she)(she)(she)計(ji)本身必(bi)(bi)須(xu)能(neng)(neng)夠(gou)抑制(zhi)工藝過程(cheng)中污(wu)(wu)垢(gou)的(de)積聚,同(tong)時使部件易(yi)于清(qing)(qing)(qing)潔(jie)。對食(shi)品加工設(she)(she)(she)備(bei)(bei)進行拆(chai)(chai)卸(xie)清(qing)(qing)(qing)潔(jie),可(ke)以最(zui)大限度地(di)對所(suo)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)積聚工藝過程(cheng)污(wu)(wu)垢(gou)的(de)區域進行清(qing)(qing)(qing)潔(jie),但在(zai)(zai)(zai)無法拆(chai)(chai)卸(xie)(或(huo)不(bu)經濟)的(de)情況下(xia),清(qing)(qing)(qing)潔(jie)系(xi)統(通(tong)常是CIP原位(wei)清(qing)(qing)(qing)洗系(xi)統)必(bi)(bi)須(xu)能(neng)(neng)夠(gou)在(zai)(zai)(zai)一(yi)定時間內徹底(di)清(qing)(qing)(qing)除(chu)污(wu)(wu)垢(gou)。因(yin)此,無論是簡單的(de)托盤底(di)部還是在(zai)(zai)(zai)管道系(xi)統的(de)彎曲處,都(dou)不(bu)建議采用(yong)尖角(jiao)設(she)(she)(she)計(ji)。設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)設(she)(she)(she)計(ji)必(bi)(bi)須(xu)能(neng)(neng)夠(gou)最(zui)大限度地(di)降低清(qing)(qing)(qing)洗過程(cheng)中有(you)(you)害微(wei)生物(wu)(wu)殘留的(de)風險以及被帶到下(xia)一(yi)個生產(chan)批次而造(zao)成污(wu)(wu)染(ran)的(de)風險。還有(you)(you)一(yi)些設(she)(she)(she)備(bei)(bei)死(si)角(jiao),如(ru)果不(bu)拆(chai)(chai)卸(xie)會很(hen)難(nan)清(qing)(qing)(qing)潔(jie)。例如(ru)傳(chuan)感器(qi)(qi)安裝在(zai)(zai)(zai)較長(chang)側臂(bei)管的(de)末端,尤其(qi)是垂直立于食(shi)品流上方的(de)情形。設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的(de)設(she)(she)(she)計(ji)還必(bi)(bi)須(xu)保(bao)證由食(shi)品或(huo)清(qing)(qing)(qing)洗而產(chan)生的(de)任何(he)(he)液體都(dou)能(neng)(neng)從設(she)(she)(she)備(bei)(bei)中完全排凈(jing)。
圖(tu)3.1~圖(tu)3.16中所(suo)用(yong)的彩色圖(tu)例(li)在附錄D中給出(從后文了解(jie)確切含義)。
兩(liang)塊(kuai)金屬板(ban)之間的搭接會形成臺階(jie)或隆(long)起,從而可(ke)能導致微生物的積聚(ju),而且(qie)很難被洗滌劑液流(liu)去除(圖3.1)。

同樣,采(cai)用外部(bu)填角(jiao)焊(han)的(de)方式(shi)(shi)連接(jie)兩個同心管道時,會在管道內留下無法清潔的(de)縫隙。而全熔透(tou)對接(jie)焊(han)則是(shi)更佳的(de)接(jie)頭方式(shi)(shi)(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(xiu)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(shen)入產(chan)品流,也會形成難以清潔的臺階(圖3.4)。解決方法和上面一(yi)樣,要將密封(feng)件安裝在一(yi)個精準定位(wei)的凹槽中,密封(feng)件應當(dang)與管(guan)道內表面齊平。

如果(guo)不(bu)想(xiang)在不(bu)銹鋼管道內壁留下(xia)不(bu)平之(zhi)處,為(wei)工藝過程中的污垢(gou)留下(xia)藏身之(zhi)地,就一(yi)定要把(ba)法(fa)蘭接頭的兩(liang)半對(dui)(dui)齊(圖3.5)。導(dao)向臺肩(jian)的設計有(you)助于確保兩(liang)半法(fa)蘭的完美對(dui)(dui)齊。
當然,最理想的方式是使(shi)用(yong)焊(han)接代替法蘭連接(圖3.6)。
螺(luo)(luo)栓頭可(ke)能會(hui)形成許多無(wu)法清理的(de)縫隙,例如內六角螺(luo)(luo)栓頭上的(de)槽(cao)、墊圈下(xia)方位置(zhi)、螺(luo)(luo)栓桿上的(de)螺(luo)(luo)紋等。使用(yong)帶(dai)有彈性體密封件(jian)的(de)帶(dai)帽螺(luo)(luo)栓或(huo)封閉螺(luo)(luo)栓可(ke)以(yi)解決這個(ge)問題(圖3.7)。如果(guo)能使用(yong)焊接螺(luo)(luo)柱來代替螺(luo)(luo)栓,則(ze)效果(guo)更佳(圖3.8)。

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(wei)3mm,最好(hao)為(wei)6mm(圖3.9)。

不銹鋼管(guan)道(dao)彎(wan)曲處也是(shi)同樣的道(dao)理(li)(圖3.10)。

如果(guo)探(tan)頭(tou)或傳(chuan)感器與(yu)它要監測(ce)的管道(dao)之間距離過長,清潔(jie)劑將難以(yi)到(dao)達(da)(圖(tu)3.11)。歐洲衛生設備(bei)設計組織(zhi)建議(yi),為(wei)使CIP原位清洗系統(tong)能(neng)進行有效(xiao)清潔(jie),這種管道(dao)的長度應(ying)小于(yu)等于(yu)其(qi)直徑的1.5倍。
《機械指令》要求(qiu)(qiu)設(she)備必須(xu)能(neng)夠自(zi)由排(pai)凈食(shi)品或(huo)清潔劑(ji)。為滿足這一要求(qiu)(qiu),儲罐(guan)底部的坡度設(she)計非常重要(圖3.12)。

出于同樣的(de)原因,兩(liang)條管道交叉時(shi)也要(yao)考慮(lv)合理的(de)布(bu)局(圖(tu)3.13)。不銹鋼管道的(de)排布(bu)方式應確保(bao)食(shi)品或清潔劑能夠(gou)從(cong)管道系統(tong)中排出。

泵的方向(xiang)位置很重(zhong)要,應確(que)保停機(ji)時不會有(you)產品或(huo)洗滌劑滯留(liu)(圖3.14)。

本(ben)不會與食品(pin)接觸的輔助設備有時(shi)也會造成食品(pin)污(wu)染。比(bi)如(ru)攪拌機頭里的潤(run)滑油或冷凝液可(ke)能會滴入(ru)食品(pin)中(圖(tu)3.15)。解決(jue)這個(ge)問題(ti)的方法很(hen)簡單,只需一(yi)個(ge)“甩油圈”和一(yi)個(ge)傾斜(xie)的防護罩(zhao),就可(ke)以讓污(wu)染物(wu)遠離(li)食品(pin)。

密(mi)封件,尤其是(shi)往復軸(zhou)或(huo)旋轉軸(zhou)周圍(wei)的(de)密(mi)封件,可將微生物(wu)轉移到食品區(qu)(圖3.16)。

如圖(tu),往復(fu)軸可以(yi)(yi)攜帶微生物通過單個密封件。雙層密封也許可以(yi)(yi)解(jie)決這個問題,使用洗(xi)滌劑沖洗(xi)兩層密封之(zhi)間的空隙(xi)使之(zhi)保持清潔。
歐(ou)洲衛生設(she)備設(she)計組織現已編(bian)制了(le)大約50個技(ji)術(shu)指南,介紹了(le)如(ru)何應用這(zhe)些技(ji)術(shu)來實現設(she)備的衛生設(she)計。該組織認為其第(di)8號(hao)指南“衛生設(she)計原則”對食品(pin)安全至關(guan)重要,因此在其網站上免費提(ti)供了(le)該文件。
衛生(sheng)設(she)計(ji)還(huan)具有強大(da)的(de)(de)財務激勵作(zuo)用,它不僅是一(yi)種(zhong)好的(de)(de)做(zuo)法,還(huan)具有經濟優勢(shi)。2010年,慕尼黑工(gong)業大(da)學的(de)(de)安德烈亞斯·多納(Andreas Dorner)在(zai)他的(de)(de)博士論文中(zhong)證明(ming)了設(she)備衛生(sheng)設(she)計(ji)帶來的(de)(de)節約是可觀的(de)(de),很容易就超過了設(she)備初始成本(ben)中(zhong)的(de)(de)額外(wai)費用。
他對(dui)一(yi)個設(she)備模塊進行了(le)研究,該模塊中的(de)閥門和(he)探頭存在(zai)設(she)計不良和(he)安(an)裝不當的(de)問(wen)題(圖(tu)3.17)。圖(tu)3.17~圖(tu)3.19中,黃色表(biao)示容易清(qing)潔的(de)區(qu)域(yu),綠(lv)色表(biao)示難以清(qing)潔的(de)區(qu)域(yu)。多納測定(ding)了(le)進行一(yi)次(ci)推薦的(de)清(qing)潔程序需要花費(fei)的(de)時(shi)間。

然后,他將原設(she)備設(she)計(ji)與“最(zui)佳(jia)設(she)計(ji)”進(jin)行了比(bi)較。最(zui)佳(jia)設(she)計(ji)采(cai)用(yong)(yong)了衛生設(she)計(ji)的(de)(de)原則采(cai)用(yong)(yong)無(wu)縫隙接(jie)頭,采(cai)用(yong)(yong)平滑的(de)(de)彎管(guan),最(zui)大(da)程(cheng)度(du)減少死(si)角(jiao)等(圖3.18)。最(zui)先(xian)進(jin)的(de)(de)設(she)計(ji)可以提(ti)高(gao)清潔(jie)效率。

(采用(yong)衛生(sheng)設(she)計后,CIP清(qing)潔時(shi)間縮短了76%)
在(zai)(zai)達到相同清(qing)(qing)潔度的(de)(de)(de)前提(ti)下(xia),清(qing)(qing)潔這(zhe)個“最先進(jin)”的(de)(de)(de)設(she)備模塊所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)時(shi)間僅為舊模塊清(qing)(qing)潔所(suo)(suo)需(xu)時(shi)間的(de)(de)(de)1/4(圖3.19)。在(zai)(zai)食(shi)品(pin)生(sheng)產(chan)很(hen)短的(de)(de)(de)一段(duan)時(shi)間內,在(zai)(zai)洗(xi)滌劑、水、加熱它(ta)們(men)所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能量、廢水負擔(dan)和CIP原位清(qing)(qing)潔所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)(de)停(ting)機時(shi)間等(deng)方面的(de)(de)(de)節約,足以證明購(gou)買先進(jin)設(she)備時(shi)多支(zhi)出(chu)20%的(de)(de)(de)額外(wai)費用是(shi)正確的(de)(de)(de)。
值得注意的是,除(chu)了(le)食品加工(gong)設備的表面之外,還有(you)許(xu)多表面可以將污染物,甚至它們自身成分轉(zhuan)移到食品中。這些“產(chan)品接觸面”包括(kuo)托盤、工(gong)廠(chang)的工(gong)作臺面、商(shang)店的展示臺面、傳送(song)帶、包裝材料(上(shang)面可能(neng)有(you)油墨(mo)、涂料和黏合(he)劑)、罐車等。
還有一些表面,上(shang)面的(de)污(wu)染物(可能(neng)在(zai)冷凝液(ye)中)可能(neng)會(hui)滴到(dao)未覆蓋的(de)食物上(shang),甚至表面上(shang)的(de)非(fei)工藝污(wu)染物由(you)于清潔(jie)時不小(xiao)心會(hui)轉移(yi)到(dao)食品中(圖(tu)3.20)。


