濕度控制:抑制微生物生長的一種工具

2018/08/02 蒙特集團 瀏覽:3146次

有害微生物的生長一直困擾著許多行業(yè)領(lǐng)域,尤其是食品和藥品制造商。雖然嚴格的衛(wèi)生程序、環(huán)境控制和員工意識都有助于控制微生物生長,但濕度控制卻是另一種寶貴的潛在對策。

微生物無處不在

不論采取多少措施保持生產(chǎn)空間的潔凈度,微生物也會繼續(xù)頑強抵抗,這是不可避免的事實。雖然并不是所有的微生物都是有害的,但是它們卻會污染生產(chǎn)和存儲環(huán)境,從而獲得立足之地。

為了讓您切身感受它們存在的范圍之廣,您知道嗎?您現(xiàn)在呼吸的空氣中每立方米有1萬-100萬個真菌孢子。這些孢子可以在沒有水分的情況下保持休眠狀態(tài),休眠期甚至可以長達數(shù)十年。如果可以獲得水分和食物來源,孢子便會萌芽并迅速繁殖。它們不需要液態(tài)水也能繁殖,只需固體或潮濕的空氣中所含的水分即可。不受控制的霉菌滋生會迅速造成產(chǎn)品質(zhì)量下降,生產(chǎn)區(qū)域需要采取全面的清潔措施。例如,據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)預(yù)計,全球有25%的糧食作物感染了霉菌毒素(霉菌分泌的有毒副產(chǎn)物),每年造成的糧食損失達10億噸。所以,任何能夠控制霉菌和其它微生物滋生的對策都會提高企業(yè)的利潤,減少應(yīng)對措施所耗費的時間。

微生物與人類健康

對霉菌敏感的人,患有過敏癥、哮喘的人,或免疫系統(tǒng)受損并且居住在潮濕發(fā)霉的建筑中的人,更容易出現(xiàn)健康問題,比如因霉菌孢子、其副產(chǎn)物和其它揮發(fā)性有機成分造成的炎癥和毒性反應(yīng)。

人類對于霉菌的反應(yīng)取決于:

  • 敏感性和其它健康狀況
  • 空間中存在的霉菌量
  • 霉菌或霉菌副產(chǎn)物的類型
  • 接觸時間

最常見的健康問題是過敏反應(yīng),嚴重的過敏反應(yīng)雖很少見,但仍有可能發(fā)生。有些霉菌,比如葡萄穗霉,會產(chǎn)生嚴重威脅健康的霉菌毒素。接觸高濃度的霉菌毒素會導(dǎo)致神經(jīng)受損,有時甚至?xí)?dǎo)致死亡。

濕度控制如何消除微生物?

任何生物的生長都離不開水分,但是霉菌不需要液態(tài)水也能生長——只要相對濕度達到80%以上即可。

相對濕度對霉菌生長的影響
圖1 相對濕度對霉菌生長的影響[1]。

一旦相對濕度低于65%,幾乎不可能滋生霉菌。如果室內(nèi)的相對濕度未得到控制,在一天中的不同時間段或者隨著季節(jié)變化,相對濕度會相應(yīng)改變,霉菌繁殖的風(fēng)險也會增加。

一旦形成有利的條件,有些霉菌可以將游離水運輸?shù)礁稍锏膮^(qū)域。另外,霉菌的表面積較大,具有很高的吸濕性。因而它們能直接從空氣中濾吸水分子。一旦霉菌在冷壁上滋生,這一過程會進一步增強。

溫度對霉菌生長的影響
圖2 溫度對霉菌生長的影響[1]

降低相對濕度能夠顯著降低霉菌滋生的可能性,但溫度變化的影響卻相對較低,尤其是當生產(chǎn)和存儲區(qū)域的操作工人的首選舒適溫度范圍是在20℃ / 68℉至25℃ / 77℉時。

之前的數(shù)據(jù)說明霉菌經(jīng)過多代繁殖才會顯現(xiàn)出一些潛在的問題。各種霉菌的具體特點也各不相同。具體示例請參見圖3和圖4。

局限曲霉生長速率和萌芽的等值線圖
圖3 局限曲霉生長速率和萌芽的等值線圖[1]。

赤曲霉和葡萄穗霉生長速率的等值線圖
圖4 赤曲霉和葡萄穗霉生長速率的等值線圖[1]。

雖然圖1和圖2展示了一般霉菌生長的可能性(最壞情況),但圖3和圖4卻顯示,所選的3種霉菌并沒有達到這些一般的生長和萌芽水平。因此,使用最壞情況的方法能夠確保,如果相對濕度足夠低,絕大多數(shù)霉菌的生長都會受到抑制。

建筑材料也在霉菌的生長和萌芽期起到重要的作用,一般而言,易潮的材料(比如壁紙、織物)是細菌滋生的良好基質(zhì)。

外界條件中的微生物

水分對于微生物的生長至關(guān)重要,所以要留意生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)任何可能產(chǎn)生水分的來源:

  • 從空氣/水蒸氣中
  • 侵入
  • 建筑濕度
  • 清洗過程
  • 產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝
  • 燃燒副產(chǎn)物(燃氣供熱、發(fā)動機)
  • 包裝
  • 原材料
  • 生產(chǎn)人員
  • 由于加熱和通風(fēng)不良造成濕度過高
  • 隔熱差,尤其是在熱橋區(qū)
  • 意外事故,比如溢漏
  • 泄漏
  • 極端氣候

只要有水分和食物來源,任何地方都會滋生霉菌,而且往往是在難以清潔的位置:

  • 設(shè)備、柜子或隔板后面的冷水管
  • 相對濕度達到70%以上或者因過冷形成水珠的空氣處理管道系統(tǒng)
  • 裝置和存儲設(shè)備下方
  • 在看不到的地方堆積的污垢、灰塵和廢棄物中
  • 天花板中
  • 外墻和門上
  • 窗戶周圍

一般而言,環(huán)境空氣或處理后的空氣的相對濕度高于50%,就會滋生一定的微生物。冷表面上的冷凝也會促使微生物生長。

霉菌生長相對于相對濕度變化的概率
圖5 霉菌生長相對于相對濕度變化的概率[1]

若濕度控制能將相對濕度控制在50%以下,那么所有微生物的生長都會停止生長。相對濕度升高(50%到70%)微生物會緩慢生長,但是也取決于當?shù)丨h(huán)境、所生產(chǎn)的產(chǎn)品、清潔工藝等。只進行溫度控制是不夠的,因為有些微生物能夠在極端溫度下存活。應(yīng)當注意,除濕和正常的空氣處理不會去除環(huán)境中現(xiàn)有的細菌或孢子——細菌滋生問題將繼續(xù)存在。使用適當?shù)倪^濾器將降低空氣處理系統(tǒng)中殘留的孢子量:

常見室外空氣顆粒的粒徑
圖6 常見室外空氣顆粒的粒徑。

過濾器類型及其對于濾除不同粒徑顆粒的有效性
圖7:過濾器類型及其對于濾除不同粒徑顆粒的有效性。

冷藏(高于0℃/32℉)

尤其是在2至8℃/35至46℉的溫度范圍內(nèi)冷藏時,會遇到微生物滋生的難題。如果沒有控制濕度,那么冷藏空間中的相對濕度會超過90%。冷表面會發(fā)生冷凝,如果置之不理,會引發(fā)其它的問題。比如,在冷藏空間中,照明裝置和制冷裝置風(fēng)扇出口附近的頂板以及制冷裝置上會形成水珠。這些水珠偶爾會滴下,而水滴可能會把頂板上滋生的任何霉菌、細菌或酵母菌攜帶至滴落表面上,從而導(dǎo)致交叉污染。慶幸的是,使用濕度控制可以很容易地解決這一問題。

總結(jié)

蒙特在濕度控制領(lǐng)域擁有60多年的豐富經(jīng)驗,已經(jīng)推出了一系列的解決方案,在任何規(guī)模的生產(chǎn)或存儲設(shè)施中,均可通過降低相對濕度抑制微生物的生長。濕度控制是保持無菌和非無菌工作區(qū)清潔的另一種有效的常用方法,應(yīng)當在任何新設(shè)施的設(shè)計階段加以考慮。出現(xiàn)任何上述問題的現(xiàn)有設(shè)施也可以通過這種方法加以處理,當生產(chǎn)增加、建筑通風(fēng)或外部環(huán)境發(fā)生變化,從而導(dǎo)致生產(chǎn)或存儲區(qū)內(nèi)會發(fā)生濕度變化時,也可以采用濕度控制。

參考文獻

  1. Mold Growth Prediction by Computational Simulation

蒙特集團公司簡介

瑞典蒙特集團(Munters)是生產(chǎn)空氣處理機組設(shè)備和氣候環(huán)境控制系統(tǒng)的品牌廠家,可為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)和實驗室實現(xiàn)溫濕度控制、通風(fēng)換氣、超低排放和環(huán)境監(jiān)控,適用畜牧養(yǎng)殖、溫室種植、食品飲料、制藥工程、建筑廠房和數(shù)據(jù)中心等行業(yè)。特色空調(diào)系統(tǒng)有:工業(yè)轉(zhuǎn)輪除濕機、濕簾風(fēng)機和降溫水簾等工業(yè)空氣加濕器、數(shù)據(jù)中心機房冷卻系統(tǒng)、VOCs沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)和煙氣除霧器。

蒙特集團在瑞典的斯德哥爾摩納斯達克證券交易所上市,事業(yè)部分為空氣處理、農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)中心和除霧,全球員工3900名,遍布30多個國家地區(qū)。1970年代進入中國市場,1995年獨資成立蒙特空氣處理設(shè)備(北京)有限公司,現(xiàn)在北京、上海、廣州、武漢、江陰、東莞、香港設(shè)有工廠或機構(gòu)。

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