《機械(xie)指(zhi)令》要求(qiu)(qiu)所有(you)(you)用于(yu)食(shi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)機器(qi)設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)都(dou)應(ying)保持衛生。其“設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)計和制造必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)采取一(yi)種能(neng)(neng)夠避免任(ren)何(he)感染、疾病或(huo)傳染風(feng)險的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)”。食(shi)品(pin)(pin)接(jie)觸材料必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)符合(he)《框架法(fa)(fa)規》的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)(詳見第02a章(zhang))。所有(you)(you)接(jie)觸食(shi)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)表面都(dou)必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)保持光滑,不存在可(ke)能(neng)(neng)隱藏有(you)(you)機物質的(de)(de)(de)(de)(de)隆起處或(huo)縫隙。設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)計本身必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)夠抑制工藝過(guo)程中污垢的(de)(de)(de)(de)(de)積聚,同時使部件易于(yu)清(qing)(qing)(qing)(qing)潔(jie)(jie)。對食(shi)品(pin)(pin)加工設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)進行拆(chai)卸清(qing)(qing)(qing)(qing)潔(jie)(jie),可(ke)以最(zui)大限度地(di)對所有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)積聚工藝過(guo)程污垢的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域進行清(qing)(qing)(qing)(qing)潔(jie)(jie),但在無(wu)法(fa)(fa)拆(chai)卸(或(huo)不經濟(ji))的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,清(qing)(qing)(qing)(qing)潔(jie)(jie)系(xi)統(tong)(通常是(shi)CIP原位(wei)清(qing)(qing)(qing)(qing)洗系(xi)統(tong))必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)夠在一(yi)定時間內徹底清(qing)(qing)(qing)(qing)除污垢。因此(ci),無(wu)論是(shi)簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)托盤(pan)底部還是(shi)在管道系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)彎曲處,都(dou)不建(jian)議采用尖角(jiao)設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)計。設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)計必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)夠最(zui)大限度地(di)降低清(qing)(qing)(qing)(qing)洗過(guo)程中有(you)(you)害微生物殘留的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)險以及被(bei)帶到下一(yi)個生產批次(ci)而(er)造成(cheng)污染的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)險。還有(you)(you)一(yi)些設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)死角(jiao),如果不拆(chai)卸會很難清(qing)(qing)(qing)(qing)潔(jie)(jie)。例(li)如傳感器(qi)安裝(zhuang)在較長(chang)側臂管的(de)(de)(de)(de)(de)末端(duan),尤其是(shi)垂直立(li)于(yu)食(shi)品(pin)(pin)流上方的(de)(de)(de)(de)(de)情形。設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)計還必(bi)須(xu)(xu)(xu)(xu)保證由食(shi)品(pin)(pin)或(huo)清(qing)(qing)(qing)(qing)洗而(er)產生的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)何(he)液體都(dou)能(neng)(neng)從設(she)(she)(she)(she)(she)(she)(she)備(bei)中完(wan)全排凈(jing)。
圖(tu)3.1~圖(tu)3.16中所用的彩色圖(tu)例在(zai)附錄(lu)D中給出(從(cong)后(hou)文了解(jie)確(que)切含(han)義)。
兩(liang)塊金屬板之間的搭接會(hui)形成臺階或隆起(qi),從而可能(neng)導致微(wei)生物(wu)的積聚(ju),而且很難被(bei)洗(xi)滌劑液(ye)流去(qu)除(圖3.1)。
同樣,采(cai)用外部填角焊(han)的(de)方式(shi)連(lian)接(jie)(jie)兩(liang)個同心管(guan)道(dao)(dao)時,會在管(guan)道(dao)(dao)內留下(xia)無法(fa)清潔的(de)縫隙。而全熔透對(dui)接(jie)(jie)焊(han)則是更佳(jia)的(de)接(jie)(jie)頭(tou)方式(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(bu)銹鋼(gang)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,如果密封件(jian)伸入產品流,也會形成難以(yi)清潔的臺階(圖3.4)。解決(jue)方法和上面一樣,要將密封件(jian)安裝在一個精準定位的凹槽中,密封件(jian)應當與管(guan)道內(nei)表面齊(qi)平。
如果不(bu)(bu)想(xiang)在不(bu)(bu)銹鋼管道內壁留下不(bu)(bu)平之處,為工藝過程中的(de)污垢留下藏身之地(di),就一定(ding)要把(ba)法(fa)蘭(lan)接頭(tou)的(de)兩(liang)半對齊(qi)(圖3.5)。導向臺肩的(de)設計有(you)助(zhu)于確(que)保(bao)兩(liang)半法(fa)蘭(lan)的(de)完(wan)美(mei)對齊(qi)。
當(dang)然,最理想的(de)方(fang)式是使用焊接代替法(fa)蘭連(lian)接(圖3.6)。
螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)頭(tou)(tou)可(ke)能會形成(cheng)許多無法(fa)清理(li)的縫隙,例如內六角螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)頭(tou)(tou)上的槽、墊圈下方位置、螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)桿上的螺(luo)(luo)紋等。使用帶有彈(dan)性體密封件(jian)的帶帽螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)或封閉螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)可(ke)以解決這個問題(圖3.7)。如果能使用焊(han)接螺(luo)(luo)柱來代(dai)替螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan),則效果更佳(jia)(圖3.8)。
應(ying)避免尖角。歐洲衛(wei)生設(she)備設(she)計(ji)組(zu)織(EHEDG)建議,曲率半徑至少為3mm,最(zui)好為6mm(圖3.9)。
不銹鋼管道(dao)(dao)彎曲處(chu)也(ye)是同樣(yang)的道(dao)(dao)理(圖3.10)。
如(ru)果(guo)探頭或傳感(gan)器與它要監測的(de)管道之間(jian)距離過長,清潔劑將難以到達(da)(圖3.11)。歐洲衛生(sheng)設備設計組織建議,為使(shi)CIP原位清洗系(xi)統(tong)能進行有效清潔,這種管道的(de)長度應(ying)小(xiao)于等于其直徑的(de)1.5倍。
《機(ji)械(xie)指令(ling)》要(yao)求(qiu)設備必須能(neng)夠自由(you)排凈食品(pin)或清(qing)潔(jie)劑。為滿足這一要(yao)求(qiu),儲罐底部的坡度設計(ji)非常重要(yao)(圖3.12)。
出于同樣的(de)原因,兩條管道(dao)交叉時也要(yao)考慮合理(li)的(de)布(bu)局(圖3.13)。不銹鋼管道(dao)的(de)排布(bu)方式應確保食品或(huo)清潔劑能夠從管道(dao)系統(tong)中排出。
泵的方(fang)向位置很(hen)重要,應(ying)確(que)保停(ting)機(ji)時不(bu)會有產品或洗滌劑滯留(圖3.14)。
本不會(hui)與(yu)食品接觸的(de)(de)輔(fu)助(zhu)設(she)備有時也會(hui)造成食品污染。比(bi)如(ru)攪拌機頭(tou)里的(de)(de)潤(run)滑油或冷凝液(ye)可能會(hui)滴入(ru)食品中(圖3.15)。解(jie)決這個問題的(de)(de)方法(fa)很(hen)簡單,只需一(yi)個“甩(shuai)油圈(quan)”和一(yi)個傾斜的(de)(de)防護(hu)罩(zhao),就可以讓污染物遠離食品。
密封件,尤其(qi)是(shi)往(wang)復(fu)軸(zhou)(zhou)或(huo)旋轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)周圍(wei)的(de)密封件,可將微生(sheng)物轉(zhuan)移到食品(pin)區(qu)(圖3.16)。
如(ru)圖,往(wang)復軸可(ke)以攜帶微生物(wu)通過單個密(mi)封件(jian)。雙層密(mi)封也許可(ke)以解決這個問(wen)題,使用洗滌劑沖洗兩層密(mi)封之(zhi)間的(de)空隙使之(zhi)保(bao)持清潔。
歐洲衛生設(she)備設(she)計組織現已(yi)編制了大約50個技(ji)術指南(nan),介紹了如何應用(yong)這些技(ji)術來實(shi)現設(she)備的衛生設(she)計。該(gai)(gai)組織認為其(qi)第8號指南(nan)“衛生設(she)計原則”對食(shi)品安全(quan)至關重要,因此在其(qi)網站(zhan)上(shang)免費(fei)提供了該(gai)(gai)文件。
衛(wei)生(sheng)設計(ji)還(huan)具(ju)有強(qiang)大的財(cai)務激勵作用,它(ta)不(bu)僅是一種(zhong)好(hao)的做法,還(huan)具(ju)有經濟優勢。2010年,慕(mu)尼黑工業大學(xue)的安德烈亞斯·多納(Andreas Dorner)在他的博士(shi)論文中證明(ming)了(le)設備衛(wei)生(sheng)設計(ji)帶來的節約是可觀的,很(hen)容易就超過了(le)設備初始(shi)成本中的額(e)外費用。
他對一個設(she)備模塊進(jin)行(xing)(xing)了研究,該模塊中(zhong)的(de)閥(fa)門和(he)探頭存在設(she)計不(bu)(bu)良和(he)安(an)裝(zhuang)不(bu)(bu)當的(de)問題(圖3.17)。圖3.17~圖3.19中(zhong),黃色表(biao)示(shi)容易清潔的(de)區域,綠色表(biao)示(shi)難以清潔的(de)區域。多納測定了進(jin)行(xing)(xing)一次推薦的(de)清潔程(cheng)序需要花費(fei)的(de)時間(jian)。
然后(hou),他(ta)將原(yuan)設(she)(she)備設(she)(she)計(ji)與“最佳設(she)(she)計(ji)”進行了(le)比較(jiao)。最佳設(she)(she)計(ji)采用(yong)了(le)衛生設(she)(she)計(ji)的原(yuan)則(ze)采用(yong)無縫隙接頭,采用(yong)平滑的彎管(guan),最大程度減(jian)少死角等(deng)(圖3.18)。最先(xian)進的設(she)(she)計(ji)可以提高清(qing)潔(jie)效率。
(采用衛生設計后,CIP清潔時間縮短了76%)
在(zai)達(da)到相(xiang)同清潔度的前提下,清潔這(zhe)個(ge)“最先(xian)進”的設(she)備模(mo)塊所(suo)(suo)需(xu)的時(shi)間僅(jin)為(wei)舊模(mo)塊清潔所(suo)(suo)需(xu)時(shi)間的1/4(圖3.19)。在(zai)食(shi)品生產很短的一段時(shi)間內,在(zai)洗滌劑、水(shui)、加熱它們所(suo)(suo)需(xu)的能量、廢水(shui)負擔和(he)CIP原位清潔所(suo)(suo)需(xu)的停機時(shi)間等方面的節(jie)約,足以證(zheng)明購(gou)買先(xian)進設(she)備時(shi)多支(zhi)出20%的額(e)外費用(yong)是正(zheng)確的。
值(zhi)得(de)注(zhu)意的(de)是,除(chu)了食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)(gong)設備的(de)表面之外,還有許多表面可(ke)(ke)以將污(wu)染物,甚至它們(men)自身(shen)成分轉(zhuan)移到食(shi)品(pin)中(zhong)。這些(xie)“產品(pin)接(jie)觸面”包括托盤、工(gong)(gong)廠的(de)工(gong)(gong)作臺面、商(shang)店的(de)展示臺面、傳送帶、包裝(zhuang)材料(liao)(上面可(ke)(ke)能(neng)有油墨(mo)、涂料(liao)和(he)黏合劑)、罐車等。
還有一些表面,上(shang)面的(de)污(wu)染物(可(ke)能在冷凝(ning)液中)可(ke)能會(hui)(hui)滴到未覆蓋的(de)食物上(shang),甚至表面上(shang)的(de)非工藝(yi)污(wu)染物由(you)于(yu)清潔時(shi)不小心會(hui)(hui)轉移到食品中(圖(tu)3.20)。