“食品工廠設計與環境保護”課程衛生設計教學探討

孫哲浩，李巧玲

河北科技大學食品與生物學院（石家莊 050018）

“食品工廠設計與環境保護”是食品科學與工程專業本科生的一門重要學位課程，是學生在學習“食品工藝學”“食品機械與設備”“食品微生物學”“AUOCAD”等專業基礎或專業課后，針對食品工廠設計和建設開設的一門培養學生工程能力的課程，它是綜合了學生各門專業課知識并付諸應用的一門課程，通過課程的學習，培養學生能夠在食品新工廠設計、改擴建及工藝改造中具備相應的工程能力。由于食品生產要求衛生安全的特點，衛生設計貫穿食品工廠設計的全部環節，在食品安全產業鏈上，如何規劃及實施有效的工廠衛生設計，是保障食品安全的基礎。衛生設計應從廠址選擇、工廠內部平面布置、車間內部建筑、設備及倉庫等多方面考慮。衛生設計的基本原理及實踐對于培養食品專業大學生衛生安全的理念具有重要意義，為今后進入食品行業工作奠定堅實的基礎。鑒于此，就衛生設計在教學過程中的相關內容及相應教學方法做一探討。

1 衛生設計的意義

食品安全風險來源于生物（致病菌）、物理（玻璃、金屬、木屑）、化學（過敏原交叉污染）危害，以及暴露在污染物中（灰塵、嚙齒類動物糞便等）。衛生設計的目的是在食品工廠設計階段就消除可能的物理、化學及生物的危害，革除暴露污染的可能性，制造安全衛生的食品。衛生設計的作用是多方面的，包括但不限于廠房和設備的硬件屏障，可以阻隔危害對產品構成的風險；減少生物危害所需養分的積累，惡化其生存和生長的條件，從而抑制其繁衍和生長的機會；提高清潔效能和效率、減少清潔工作量和時間，有助于食品生產廠商在清洗消毒方面降低費用節約成本；可以盡量減少設施和設備對生產過程的污染（如異物污染）等[1-2]。

2 衛生設計的教學內容

2.1 廠址選擇的衛生要求

依據GBZ 1—2010《工業企業設計衛生標準》及GB 14881—2013《食品生產通用衛生規范》，應讓學生了解食品工廠選址的基本衛生要求[3]。食品工廠的選址應首先避開污染源，應盡量遠離輻射、化學污染及粉塵污染區域。必須與公路、馬路有一定間距，以免塵土飛揚造成污染。要便于污水、廢棄物的處理，附近最好有承受污水放流的地面水體。遠離傳染病醫院、易滋生昆蟲的地區。

2.2 工廠內部平面布置的衛生要求

廠區周圍和廠內的道路應以水泥、柏油、磚石等不漏水、易清掃的材料鋪裝，并保持一定坡度，以利于雨雪水的排除。廠內不要有暴露的土地，除道路外，其他裸露的區域應進行綠化，綠化植物易采用灌木叢及草皮，不易栽種高大的樹木，防止鳥類棲息，帶來糞便等的污染（圖1）。接近生產車間的部位應以碎石或水泥等鋪裝，不要將草皮等與生產車間直接相連，防止蟲鼠害帶來的危害（圖2）。

圖1 廠區道路硬化示例

圖2 車間與綠化草皮碎石間隔示例

廠區建筑物密度不可過大，要盡量避免四周連接的閉鎖式建筑，以利通風。按生產工藝流程的作業線布置全廠整體建筑物，防止迂回運輸及交叉污染。一些污染源如鍋爐房、污水處理站等應根據風玫瑰圖設計在生產車間的下風向。

食品工廠應設計一些基本的衛生設施，包括更衣間、洗手間、洗衣室、浴室、廁所及清洗室等。工作人員的外衣在戶外活動時會污染或積聚大量微塵和不潔物，并附著各種微生物，如細菌、霉菌和病毒等，而且工作人員也會攜帶一些與產品無關的其他物品，如手機、鑰匙等，因此，在食品廠各車間靠近人員進出口處需設置更衣室，使工作人員脫掉便服換成工作服和工作用鞋。食品廠的男女更衣室應分開，室內應有適當的照明，且通風應良好，有足夠大小的空間，以便員工更衣之用，并應備有可照全身的更衣鏡、潔塵設備及數量足夠的個人用衣物柜及鞋柜、臟工作服回收清洗櫥等設施，以方便工作人員脫掉外出服、外用鞋換成車間用工作服和工作用鞋。準清潔生產區的車間人員可以按上述方式更衣。對于清潔生產區的人員應進行二次更衣[4]。

更衣完成后，應在適當且方便的地方設置足夠數目的洗手、消毒及干手設備，應遵守一定的洗手消毒程序，水龍頭應采用腳踏式或電眼式等開關方式，以防止已清洗或消毒的手再受污染。除了洗手消毒外，進入車間前對人員的工作鞋也應進行消毒，即應設置鞋靴消毒池。該消毒池的大小設計應以操作人員不能跨過或避開為原則。若使用氯化合物消毒劑，其有效游離余氯濃度應經常保持在200 mg/L以上。

為加深學生對于洗手消毒的認識，用一些直觀的試驗加深學生的印象。使用平板進行手部微生物的測試（圖3 a），洗手前后微生物的變化如圖3所示，在平板上將清洗前（圖3 b）及清洗消毒后（圖3 c）的手指對比，手指經清洗消毒后，微生物數量顯著下降，接近于零。

圖3 洗手消毒前后手指微生物的對比

工廠應設置專門的容器洗消室，用于車輛、容器、工具用的清洗和消毒。食品廠所使用的工具、容器、車輛等應設計專門的清洗消毒間，使這些工器具使用完后能夠按要求清洗，保證再使用時的衛生潔凈，避免給食品帶來污染。

2.3 車間建筑的衛生設計

食品企業廠房建設需要考慮衛生設計，符合衛生要求的設計能夠預防微生物污染，更利于清洗消毒，能防蠅、防塵，提升產品的安全性。車間的門、窗應該密封（圖4），防止蚊蠅及老鼠等嚙齒類動物進入。人員和物料進出口處均采用防蠅蟲措施，結合具體情況可分別采用滅蟲燈、風幕、緩沖間、擋鼠板等。車間天花板的粉刷層應耐潮，不應因吸潮而脫落。車間地面要有0.015°~0.02°坡度，便于清洗排水，排水要采用明溝排水，潔凈車間的地漏應使用衛生地漏（圖5）。層頂與墻的結合處、墻角、地角等要做成圓弧形，窗臺為坡形。車間通風要好，盡量采用自然通風，對特殊工段，可采用機械通風[5]。

圖4 車間門的設計

2.4 設備的衛生設計

世界多國的組織如歐洲衛生設計與工程組織（EHEDG）、德國機械設備制造業聯合會（VDMA）、美國3A等就設備衛生設計編制相關文件和手冊。設備的設計、制造和安裝必須容易清潔、維護和檢查。設備的衛生狀況直接關系到所生產食品的衛生及安全，盡管工廠都會建立設備的清洗消毒程序，但如果設備的衛生設計沒有做好，再好的清潔程序也會失效，因此應該從設備本身就做好衛生設計，一般都會從設備本身材料的選擇及安裝方面考慮。

和食品接觸的部件須容易清潔和消毒，食品加工設備一般都選用不銹鋼304或316，一些特殊的設備如UHT、無菌罐的內表面會采用316不銹鋼，其他部位使用304不銹鋼。設備表面的粗糙度及表面的鈍化是設備衛生的主要影響因素。粗糙的表面會隨著時間的推移和磨損使清潔變得更加困難，不銹鋼的劃痕可能成為微生物的藏匿點，如嗜熱芽孢、單增李斯特菌等微生物容易在設備上形成生物膜，這些生物膜對沖洗和清潔程序具有高度的抗性。不銹鋼材料在使用前一般會進行鈍化處理，使不銹鋼表面形成鈍化層。鈍化層是一個致密的透明表面層，厚度2~8 nm，主要為鉻氧化物，但也含有其他化合物，如鐵氧化物和離子。這一層鈍化層可以阻止食品的腐蝕尤其含氯成分的腐蝕[6]。

設備的安裝也要充分考慮衛生清潔的便利性及防止灰塵等異物的污染。設備需要設定與表面（墻壁、天花板、地板）之間的距離以方便清潔，在GB 12073—1989《乳品設備安全衛生》規定設備機體最低點距離地面至少11 cm，圖6顯示設備底座正確與錯誤的設備安裝方式，圖6（a）的安裝不易進行清潔，長時間會滋生微生物，產生污染，應選用圖6（b）的正確安裝方式。某些設備應該安裝防塵罩及圍擋（圖7和圖8）[7-8]。

圖6 設備底座的安裝示例

圖7 防塵罩的安裝示例

圖8 輸送帶圍擋的安裝示例

管路安裝應避免有死角，應有一定傾斜度，與墻壁的接觸面應該有密封件。

2.5 倉庫的衛生設計

倉庫是食品工廠重要的一部分，食品工廠大量的原輔料、半成品及成品的貯存需要衛生的倉庫。食品倉庫的衛生要求按庫內所需溫度可將倉庫分為常溫庫、冷藏庫和高溫庫。在進行設計時，除參照食品生產車間的衛生要求外還要注意防潮，要保持低溫和恒濕。食品倉庫應設置一定的蟲鼠害防治設施。

3 衛生設計的教學實踐

成果導向教育（outcome-based education，OBE）理念是20世紀90年代發展起來的一種先進的教育模式，該模式圍繞學生取得的學習成果來進行專業教學設計和開展教學，注重學生實踐和創新能力的培養。為提升課程教學質量，需要基于OBE理念，實現以學生為中心，以產出為導向的教學模式，以適應當今新工科的形勢需要。在掌握一些理論知識后，利用工廠實習和虛擬仿真軟件，進行“實”與“虛”相結合的授課。課程的教學內容實踐性較強，如果能將理論知識有機地融入工廠實踐中，讓學生“感同身受”，會取得良好的學習效果。通過帶領學生實際考察食品企業，如君樂寶、同福、中糧可樂、馬家麥坊等，觀察各類食品工廠衛生設計的共性及各自獨特的特點，讓學生從實際的案例中學習不同品類食品工廠衛生設計[9-10]。工廠的實踐及一些虛擬仿真軟件的應用，產生了良好的效果，越來越多的學生將自己所學應用到畢業設計中，許多同學進入食品工廠工作后，并不感覺到陌生，能夠快速進入工作狀態。

4 結語

衛生設計對于工廠設計具有極其重要的影響，直接影響到項目投產后能否生產出衛生安全的食品。讓食品專業大學生充分學習相關的內容，對于今后從業具有重要意義。隨著人們對食品安全認知的提升，衛生設計也為更多人所關注。雖然企業衛生設計投入成本較高但在企業綜合發展中，不能只計較當前投入，而應該放遠眼光，關注衛生設計在加快加工時間、保障食品安全、延長工廠生命周期的優勢等方面。在食品安全防護的整個發展產業鏈上，只有從衛生設計層面實現有效保障，才能從源頭保障食品質量安全目標的實現。食品專業大學生應該充分學習衛生設計的理論并積極進行實踐，為成為優秀的食品從業人員奠定良好基礎。