美國(guó)食品和飲料廠LED照明規(guī)范、NSF認(rèn)證及產(chǎn)品設(shè)計(jì)建議LED是食品和飲料制造環(huán)境的一項(xiàng)重要技術(shù)，產(chǎn)品和設(shè)備必須遵守復(fù)雜的監(jiān)管制度，包括NSF認(rèn)證。

在美國(guó)，食品和飲料行業(yè)受到美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)的嚴(yán)格監(jiān)管。 全球其他地區(qū)也有類(lèi)似的監(jiān)管機(jī)構(gòu)。為了保持衛(wèi)生條件，用于食品和飲料生產(chǎn)和包裝的所有儀器和設(shè)備(包括照明產(chǎn)品)必須符合NSF International(NSF)制定的嚴(yán)格的制造標(biāo)準(zhǔn)。在本文中將簡(jiǎn)要介紹NSF認(rèn)證，并解釋工業(yè)LED照明是否特別適合于這些應(yīng)用。

事實(shí)上，為了維護(hù)公共衛(wèi)生和工人的安全，食品和飲料設(shè)施須符合與其他行業(yè)一樣的一些最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。NSF最初在美國(guó)是以美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)(National Sanitation Foundation)成立的，自1990年以來(lái)以NSF International 在全球范圍內(nèi)運(yùn)作。

像許多應(yīng)用一樣，食品和飲料企業(yè)逐漸采用固態(tài)照明(SSL)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和更長(zhǎng)的LED使用壽命。但是，今天的固態(tài)照明(SSL)產(chǎn)品為所有苛刻的法規(guī)要求提供了強(qiáng)大的環(huán)保解決方案，使LED成為NSF認(rèn)證照明的理想選擇(圖1)。

圖1 位于加利福尼亞州的綜合食品服務(wù)中心采用了NSF認(rèn)證的、由Revolution Lighting Technologies生產(chǎn)的LED食品和飲料照明設(shè)備

食品和飲料廠環(huán)境

食品和飲料廠所使用的照明設(shè)備與在普通的工業(yè)環(huán)境中類(lèi)型相同，只是某些固定裝置必須在衛(wèi)生、有時(shí)是危險(xiǎn)的條件下進(jìn)行。所需的照明產(chǎn)品種類(lèi)和適用的標(biāo)準(zhǔn)取決于特定區(qū)域的環(huán)境;食品加工設(shè)施通常在一個(gè)屋檐下就包含各種環(huán)境。

工廠可能包括多個(gè)區(qū)域，比如加工、倉(cāng)儲(chǔ)、分配，冷藏或干燥存儲(chǔ)、潔凈室、辦公室、走廊、大廳、洗手間等。每一個(gè)區(qū)域都有自己的一套照明要求。例如，食品加工區(qū)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(shí)還承受高壓噴水器和苛刻的清潔溶劑的頻繁沖洗。

NSF根據(jù)區(qū)域條件和與直接接觸食品的程度確定了標(biāo)準(zhǔn)。涉及食品和飲料照明產(chǎn)品的NSF標(biāo)準(zhǔn)，稱為NSF/ANSI標(biāo)準(zhǔn)2(或NSF 2)，將植物環(huán)境分為三個(gè)區(qū)域類(lèi)型：非食品區(qū)，飛濺區(qū)和食品區(qū)(表1)。

表1

NSF和食品

由于照明產(chǎn)品不直接與食品接觸，所以只有NSF中的“非食品區(qū)和飛濺區(qū)指南”才適用。為產(chǎn)品尋求NSF-2認(rèn)證的LED照明廠商必須確保產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)、使用的材料和所用的制造工藝均符合相關(guān)的NSF標(biāo)準(zhǔn)。

某些地點(diǎn)，如糧食加工廠，具有可燃粉塵或易燃?xì)怏w的區(qū)域，可能產(chǎn)生危險(xiǎn)情況。 在這些環(huán)境下，食品和飲料照明產(chǎn)品通常屬于美國(guó)國(guó)家電氣規(guī)程中的“危險(xiǎn)應(yīng)用”類(lèi)。

食品加工廠中各個(gè)領(lǐng)域的天花板也可給工業(yè)LED照明帶來(lái)挑戰(zhàn)。 除了頻繁沖洗，這些天花板有時(shí)必須支撐管道和其他設(shè)備以及維護(hù)人員的重量，這會(huì)使安裝和更換照明設(shè)備變得復(fù)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(jié)構(gòu)完整。較低的天花板還需要有更寬光束角度的燈具進(jìn)行垂直水平照明。

用于食品加工的照明規(guī)范

與大多數(shù)照明應(yīng)用一樣，IESNA(北美照明工程協(xié)會(huì))已經(jīng)為各種食品加工活動(dòng)設(shè)定了推薦的照明級(jí)別。例如，IESNA建議食品檢測(cè)區(qū)域的照明范圍為30至1000 fc，顏色分級(jí)區(qū)應(yīng)為150 fc，倉(cāng)庫(kù)、運(yùn)輸、包裝和洗手間為30 fc。

但是，由于食品安全也依賴于良好的照明，美國(guó)農(nóng)業(yè)部在其“食品安全和檢驗(yàn)服務(wù)手冊(cè)”第416.2(c)節(jié)規(guī)定了要求足夠的照明水平。

良好的色彩再現(xiàn)對(duì)食品特別是肉類(lèi)的準(zhǔn)確檢查和顏色分級(jí)至關(guān)重要。美國(guó)農(nóng)業(yè)部對(duì)一般食品加工區(qū)要求的CRI為70，但食品檢驗(yàn)區(qū)的CRI為85。

此外，F(xiàn)DA和USDA都制定了垂直照明分布的光度規(guī)范。垂直表面的照明應(yīng)測(cè)量水平照明的25%至50%，并且在可能危及關(guān)鍵工廠區(qū)域安全的地方不能有陰影。

關(guān)于設(shè)計(jì)和裝置的建議

鑒于食品行業(yè)對(duì)于照明設(shè)備提出的許多衛(wèi)生、安全、環(huán)境和光度的要求，工業(yè)LED照明制造商應(yīng)關(guān)注以下的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素：

使用無(wú)毒、耐腐蝕和阻燃的輕質(zhì)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(shè)計(jì)光滑的脫水外表面，無(wú)縫隙、孔洞或可能存留細(xì)菌的凹槽

避免可能出現(xiàn)剝落的油漆或涂層表面

使用堅(jiān)韌的透鏡材料，可以承受多次清潔，不會(huì)變黃，并產(chǎn)生寬廣均勻的照明

使用高效、持久的LED和電子設(shè)備，可在高溫和冷藏中運(yùn)行良好

采用符合NSF標(biāo)準(zhǔn)的IP65或IP66照明燈具密封，在高達(dá)1500 psi(飛濺區(qū))的高壓沖洗下仍然防水并防止內(nèi)部冷凝

由于食品和飲料廠可以使用許多相同類(lèi)型的照明設(shè)備，常備的工業(yè)LED照明產(chǎn)品也可能成為NSF認(rèn)證的備選，這包括:

具有IP65(IEC60598)或IP66(IEC60529)防護(hù)等級(jí)的設(shè)備

具有UL 潮濕環(huán)境或 UL 濕氣環(huán)境評(píng)級(jí)的燈具

危險(xiǎn)場(chǎng)所的氣密產(chǎn)品(例如I類(lèi)，2級(jí)，A、B、C和D組)

潔凈室設(shè)備(例如，ISO-14644，3至9類(lèi)，聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209E，1類(lèi))

LED食品和飲料照明的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于食品和飲料行業(yè)來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)的LED具有許多優(yōu)于大多數(shù)傳統(tǒng)照明的優(yōu)點(diǎn)，比如：沒(méi)有玻璃或其他可能污染食品的易碎材料，在冷藏庫(kù)的低溫條件下可以改善光輸出和效率，低維護(hù)成本，更長(zhǎng)的使用壽命(70,000小時(shí))，無(wú)毒汞，更高的功效，廣泛的可調(diào)節(jié)性和控制性，即時(shí)的性能和廣泛的工作溫度。

效率固態(tài)照明(SSL)的出現(xiàn)使得適用于許多食品工業(yè)應(yīng)用所需的光滑、輕巧、密封、明亮、高品質(zhì)的照明設(shè)備成為可能。LED使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)少可以幫助把食品和飲料行業(yè)改造成清潔綠色的行業(yè)。