用于抑制微生物生长的湿度控制系统


日期:2019/09/10

有害微生物的生长一直困扰着许多行业领域——尤其是食品和药品制造商。霉菌的生长与环境的温湿度有着密切的联系,只要将环境的温湿度控制在合理的范围内便可有效抑制霉菌的生长。在湿度控制领域拥有60多年丰富经验的蒙特公司,可提供多种成熟的解决方案,通过降低相对湿度抑制微生物的生长。
文/ Martin Ginty,郑丽丽

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微生物无处不在
不论采取多少措施保持生产空间的洁净,微生物也会继续顽强抵抗,这是不可避免的事实。虽然并不是所有的微生物都是有害的,但是它们却会污染生产和存储环境,从而获得立足之地。
呼吸的空气中每立方米有10 000至1 000 000个真菌孢子。这些孢子可以在没有水分的情况下保持休眠状态,休眠期甚至可以长达数十年。如果可以获得水分和食物来源,孢子便会萌芽并迅速繁殖。它们不需要液态水也能繁殖,只需固体或潮湿的空气中所含的水分即可。
不受控制的霉菌滋生会迅速造成产品质量下降,生产区域需要采取全面的清洁措施。例如,据联合国粮食及农业组织(FAO)预计,全球有25%的粮食作物感染了霉菌毒素(霉菌分泌的有毒副产物),每年造成的粮食损失达10亿公吨。所以,任何能够控制霉菌和其他微生物滋生的对策都会提高企业的利润,减少应对措施所耗费的时间。

健康效果
对霉菌敏感的人,患有过敏症、哮喘的人,或免疫系统受损并且居住在潮湿发霉的建筑中的人,更容易出现健康问题,比如因霉菌孢子、其副产物和其他挥发性有机成分造成的炎症和毒性反应。
人类对于霉菌的反应取决于:
敏感性和其他健康状况;
空间中存在的霉菌量;
霉菌或霉菌副产物的类型;
接触时间。
最常见的健康问题是过敏反应,严重的过敏反应虽很少见,但仍有可能发生。有些霉菌,比如葡萄穗霉,会产生严重威胁健康的霉菌毒素。接触高浓度的霉菌毒素会导致神经受损,有时甚至会导致死亡。

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利用湿度控制消除微生物
任何生物的生长都离不开水分,但是霉菌不需要水分也能生长——水蒸气浓度达到相对湿度80%以上即可。
如图1所示,一旦相对湿度低于65%,几乎不可能滋生霉菌。如果室内的相对湿度未得到控制,在一天中的不同时间段或者随着季节变化,相对湿度会相应改变,霉菌繁殖的风险也会增加。
一旦形成有利的条件,有些霉菌可以将游离水运输到干燥的区域。另外,霉菌的表面积较大,具有很高的吸湿性。因而它们能直接从空气中滤吸水分子。一旦霉菌在冷壁上滋生,这一过程会进一步增强。
降低相对湿度能够显著降低霉菌滋生的可能性,但温度变化的影响却相对较低,尤其是当生产和存储区域的操作工人的首选舒适温度范围是在20~25℃时(见图2)。
之前的数据说明霉菌经过多代繁殖才会显现出一些潜在的问题。各种霉菌的具体特点也各不相同。具体示例参见图3和图4。
虽然图1和图2展示了一般霉菌生长的可能性(最不利情况),但图3和图4却显示,所选的3种霉菌并没有达到这些一般的生长和萌芽水平。因此,根据图示最不利情况能够确定,如果相对湿度足够低,绝大多数霉菌的生长都会受到抑制。
建筑材料也在霉菌的生长和萌芽期起到重要的作用,一般而言,易潮的材料(比如壁纸、织物)是细菌滋生的良好基质。

外界条件中的微生物
水分对于微生物的生长至关重要,所以要留意生产内任何可能产生水蒸汽的地方:空气/水蒸气中;进浸;围护结构中的水分;清洗过程;产品和生产工艺;燃烧副产物(燃气供热、发动机);包装;原材料;生产人员;由于加热和通风不良造成湿度过高;隔热差,尤其是在热桥区;意外事故,比如溢漏;泄漏;极端气候。
只要有水分和食物来源,任何地方都会滋生霉菌,而且往往是在难以清洁的位置:
设备、柜子或隔板后面的冷水管;
相对湿度达到70%以上或者因过冷形成水滴的空气处理管道系统;
装置和存储设备下方;
在看不到的地方堆积的污垢、灰尘和废弃物中;
天花板中;
外墙和门上;
窗户周围。
一般而言,环境空气或处理后的空气的相对湿度高于50%,就会滋生一定的微生物。冷表面上的冷凝也会促使微生物生长(如图5所示)。
若湿度控制能将相对湿度控制在50%以下,那么所有微生物的生长都会受到抑制。较高的相对湿度(高达70%)会降低微生物的生长速度,根据当地环境、所生产的产品、清洁工艺等进行判断,如可行,则可以接受较高的相对湿度。单纯控制温度是不够的,因为有些微生物能在极端温度下生存。应当注意,除湿和正常的空气处理不会去除环境中现有的细菌或孢子——细菌滋生问题将继续存在。使用适当的过滤器将降低空气处理系统中残留的孢子量(见表1):

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冷藏(高于0℃)
尤其是在2~8℃的温度范围内冷藏时,会遇到微生物滋生的难题。如果没有控制湿度,那么冷藏空间中的相对湿度会超过90%。冷表面会发生冷凝,如果置之不理,会引发其他的问题。比如,在冷藏空间中,照明装置和制冷装置风扇出口附近的顶板以及制冷装置上会形成水滴。这些水珠偶尔会滴下,而水滴可能会把顶板上滋生的任何霉菌、细菌或酵母菌携带至滴落表面上,从而导致交叉污染。庆幸的是,使用湿度控制可以很容易地解决这一问题。

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结论
蒙特在湿度控制领域拥有60多年的丰富经验,已经推出了一系列的解决方案,在任何规模的生产或存储设施中,均可通过降低相对湿度抑制微生物的生长。湿度控制是保持无菌和非无菌工作区清洁的另一种有效的常用方法,应当在任何新设施的设计阶段加以考虑。出现任何上述问题的现有设施也可以通过这种方法加以处理,当生产增加、建筑通风或外部环境发生变化,从而导致生产或存储区内会发生湿度变化时,也可以采用湿度控制。●