國際視野 | 美國食品和飲料廠LED照明規範、NSF認證及產品設計建議

CNLED網編譯 美國食品和飲料廠LED照明規範、NSF認證及產品設計建議LED是食品和飲料製造環境的一項重要技術，產品和設備必須遵守複雜的監管制度，包括NSF認證。

在美國，食品和飲料行業受到美國食品和藥物管理局（FDA）和美國農業部（USDA）的嚴格監管。 全球其他地區也有類似的監管機構。為了保持衛生條件，用於食品和飲料生產和包裝的所有儀器和設備（包括照明產品）必須符合NSF International（NSF）制定的嚴格的製造標準。在本文中將簡要介紹NSF認證，並解釋工業LED照明是否特別適合於這些應用。

事實上，為了維護公共衛生和工人的安全，食品和飲料設施須符合與其他行業一樣的一些最嚴格的標準。NSF最初在美國是以美國國家衛生基金會（National Sanitation Foundation）成立的，自1990年以來以NSF International 在全球範圍內運作。

像許多應用一樣，食品和飲料企業逐漸採用固態照明（SSL）技術，以實現節能和更長的LED使用壽命。但是，今天的固態照明（SSL）產品為所有苛刻的法規要求提供了強大的環保解決方案，使LED成為NSF認證照明的理想選擇（圖1）。

圖1 位於加利福尼亞州的綜合食品服務中心採用了NSF認證的、由Revolution Lighting Technologies生產的LED食品和飲料照明設備

食品和飲料廠所使用的照明設備與在普通的工業環境中類型相同，只是某些固定裝置必須在衛生、有時是危險的條件下進行。所需的照明產品種類和適用的標準取決於特定區域的環境；食品加工設施通常在一個屋檐下就包含各種環境。

工廠可能包括多個區域，比如加工、倉儲、分配，冷藏或乾燥存儲、潔凈室、辦公室、走廊、大廳、洗手間等。每一個區域都有自己的一套照明要求。例如，食品加工區的照明通常必須要承受空氣中的油、煙霧、灰塵、污垢、蒸氣、水、污水和其他污染物，同時還承受高壓噴水器和苛刻的清潔溶劑的頻繁沖洗。

NSF根據區域條件和與直接接觸食品的程度確定了標準。涉及食品和飲料照明產品的NSF標準，稱為NSF/ANSI標準2（或NSF 2），將植物環境分為三個區域類型：非食品區，飛濺區和食品區（表1）。

表1

由於照明產品不直接與食品接觸，所以只有NSF中的「非食品區和飛濺區指南」才適用。為產品尋求NSF-2認證的LED照明廠商必須確保產品的外形設計、使用的材料和所用的製造工藝均符合相關的NSF標準。

某些地點，如糧食加工廠，具有可燃粉塵或易燃氣體的區域，可能產生危險情況。 在這些環境下，食品和飲料照明產品通常屬於美國國家電氣規程中的「危險應用」類。

食品加工廠中各個領域的天花板也可給工業LED照明帶來挑戰。 除了頻繁沖洗，這些天花板有時必須支撐管道和其他設備以及維護人員的重量，這會使安裝和更換照明設備變得複雜。此外，冷藏室和放氣流冷凍器房間的天花板要低要厚，作為熱障，但可能影響天花板安裝的結構完整。較低的天花板還需要有更寬光束角度的燈具進行垂直水平照明。

與大多數照明應用一樣，IESNA（北美照明工程協會）已經為各種食品加工活動設定了推薦的照明級別。例如，IESNA建議食品檢測區域的照明範圍為30至1000 fc，顏色分級區應為150 fc，倉庫、運輸、包裝和洗手間為30 fc。

但是，由於食品安全也依賴於良好的照明，美國農業部在其「食品安全和檢驗服務手冊」第416.2（c）節規定了要求足夠的照明水平。表2列出了選定食品加工區域的USDA照度要求。

表2

良好的色彩再現對食品特別是肉類的準確檢查和顏色分級至關重要。美國農業部對一般食品加工區要求的CRI為70，但食品檢驗區的CRI為85。

此外，FDA和USDA都制定了垂直照明分佈的光度規範。垂直表面的照明應測量水平照明的25％至50％，並且在可能危及關鍵工廠區域安全的地方不能有陰影。

表3總結了一些合規類別以及管理它們的機構或組織。

表3

鑒於食品行業對於照明設備提出的許多衛生、安全、環境和光度的要求，工業LED照明製造商應關注以下的一些關鍵設計要素：

• 使用無毒、耐腐蝕和阻燃的輕質材料，如聚碳酸酯塑料和某些金屬

• 如果可能，避免使用玻璃

• 設計光滑的脫水外表面，無縫隙、孔洞或可能存留細菌的凹槽

• 避免可能出現剝落的油漆或塗層表面

• 使用堅韌的透鏡材料，可以承受多次清潔，不會變黃，併產生寬廣均勻的照明

• 使用高效、持久的LED和電子設備，可在高溫和冷藏中運行良好

• 採用符合NSF標準的IP65或IP66照明燈具密封，在高達1500 psi（飛濺區）的高壓沖洗下仍然防水並防止內部冷凝

由於食品和飲料廠可以使用許多相同類型的照明設備，常備的工業LED照明產品也可能成為NSF認證的備選，這包括:

• 具有IP65（IEC60598）或IP66（IEC60529）防護等級的設備

• 具有UL 潮濕環境或 UL 濕氣環境評級的燈具

• 危險場所的氣密產品（例如I類，2級，A、B、C和D組）

• 潔凈室設備（例如，ISO-14644，3至9類，聯邦標準209E，1類）

• LED食品和飲料照明的優勢

對於食品和飲料行業來說，經過適當設計的LED具有許多優於大多數傳統照明的優點，比如：沒有玻璃或其他可能污染食品的易碎材料，在冷藏庫的低溫條件下可以改善光輸出和效率，低維護成本，更長的使用壽命（70,000小時），無毒汞，更高的功效，廣泛的可調節性和控制性，即時的性能和廣泛的工作溫度。

效率固態照明（SSL）的出現使得適用於許多食品工業應用所需的光滑、輕巧、密封、明亮、高品質的照明設備成為可能。LED使用壽命長、維護少可以幫助把食品和飲料行業改造成清潔綠色的行業。

■編譯/CNLED網 James

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