“食品工厂设计与环境保护”课程卫生设计教学探讨

孙哲浩，李巧玲

河北科技大学食品与生物学院（石家庄 050018）

“食品工厂设计与环境保护”是食品科学与工程专业本科生的一门重要学位课程，是学生在学习“食品工艺学”“食品机械与设备”“食品微生物学”“AUOCAD”等专业基础或专业课后，针对食品工厂设计和建设开设的一门培养学生工程能力的课程，它是综合了学生各门专业课知识并付诸应用的一门课程，通过课程的学习，培养学生能够在食品新工厂设计、改扩建及工艺改造中具备相应的工程能力。由于食品生产要求卫生安全的特点，卫生设计贯穿食品工厂设计的全部环节，在食品安全产业链上，如何规划及实施有效的工厂卫生设计，是保障食品安全的基础。卫生设计应从厂址选择、工厂内部平面布置、车间内部建筑、设备及仓库等多方面考虑。卫生设计的基本原理及实践对于培养食品专业大学生卫生安全的理念具有重要意义，为今后进入食品行业工作奠定坚实的基础。鉴于此，就卫生设计在教学过程中的相关内容及相应教学方法做一探讨。

1 卫生设计的意义

食品安全风险来源于生物（致病菌）、物理（玻璃、金属、木屑）、化学（过敏原交叉污染）危害，以及暴露在污染物中（灰尘、啮齿类动物粪便等）。卫生设计的目的是在食品工厂设计阶段就消除可能的物理、化学及生物的危害，革除暴露污染的可能性，制造安全卫生的食品。卫生设计的作用是多方面的，包括但不限于厂房和设备的硬件屏障，可以阻隔危害对产品构成的风险；减少生物危害所需养分的积累，恶化其生存和生长的条件，从而抑制其繁衍和生长的机会；提高清洁效能和效率、减少清洁工作量和时间，有助于食品生产厂商在清洗消毒方面降低费用节约成本；可以尽量减少设施和设备对生产过程的污染（如异物污染）等[1-2]。

2 卫生设计的教学内容

2.1 厂址选择的卫生要求

依据GBZ 1—2010《工业企业设计卫生标准》及GB 14881—2013《食品生产通用卫生规范》，应让学生了解食品工厂选址的基本卫生要求[3]。食品工厂的选址应首先避开污染源，应尽量远离辐射、化学污染及粉尘污染区域。必须与公路、马路有一定间距，以免尘土飞扬造成污染。要便于污水、废弃物的处理，附近最好有承受污水放流的地面水体。远离传染病医院、易滋生昆虫的地区。

2.2 工厂内部平面布置的卫生要求

厂区周围和厂内的道路应以水泥、柏油、砖石等不漏水、易清扫的材料铺装，并保持一定坡度，以利于雨雪水的排除。厂内不要有暴露的土地，除道路外，其他裸露的区域应进行绿化，绿化植物易采用灌木丛及草皮，不易栽种高大的树木，防止鸟类栖息，带来粪便等的污染（图1）。接近生产车间的部位应以碎石或水泥等铺装，不要将草皮等与生产车间直接相连，防止虫鼠害带来的危害（图2）。

图1 厂区道路硬化示例

图2 车间与绿化草皮碎石间隔示例

厂区建筑物密度不可过大，要尽量避免四周连接的闭锁式建筑，以利通风。按生产工艺流程的作业线布置全厂整体建筑物，防止迂回运输及交叉污染。一些污染源如锅炉房、污水处理站等应根据风玫瑰图设计在生产车间的下风向。

食品工厂应设计一些基本的卫生设施，包括更衣间、洗手间、洗衣室、浴室、厕所及清洗室等。工作人员的外衣在户外活动时会污染或积聚大量微尘和不洁物，并附着各种微生物，如细菌、霉菌和病毒等，而且工作人员也会携带一些与产品无关的其他物品，如手机、钥匙等，因此，在食品厂各车间靠近人员进出口处需设置更衣室，使工作人员脱掉便服换成工作服和工作用鞋。食品厂的男女更衣室应分开，室内应有适当的照明，且通风应良好，有足够大小的空间，以便员工更衣之用，并应备有可照全身的更衣镜、洁尘设备及数量足够的个人用衣物柜及鞋柜、脏工作服回收清洗橱等设施，以方便工作人员脱掉外出服、外用鞋换成车间用工作服和工作用鞋。准清洁生产区的车间人员可以按上述方式更衣。对于清洁生产区的人员应进行二次更衣[4]。

更衣完成后，应在适当且方便的地方设置足够数目的洗手、消毒及干手设备，应遵守一定的洗手消毒程序，水龙头应采用脚踏式或电眼式等开关方式，以防止已清洗或消毒的手再受污染。除了洗手消毒外，进入车间前对人员的工作鞋也应进行消毒，即应设置鞋靴消毒池。该消毒池的大小设计应以操作人员不能跨过或避开为原则。若使用氯化合物消毒剂，其有效游离余氯浓度应经常保持在200 mg/L以上。

为加深学生对于洗手消毒的认识，用一些直观的试验加深学生的印象。使用平板进行手部微生物的测试（图3 a），洗手前后微生物的变化如图3所示，在平板上将清洗前（图3 b）及清洗消毒后（图3 c）的手指对比，手指经清洗消毒后，微生物数量显著下降，接近于零。

图3 洗手消毒前后手指微生物的对比

工厂应设置专门的容器洗消室，用于车辆、容器、工具用的清洗和消毒。食品厂所使用的工具、容器、车辆等应设计专门的清洗消毒间，使这些工器具使用完后能够按要求清洗，保证再使用时的卫生洁净，避免给食品带来污染。

2.3 车间建筑的卫生设计

食品企业厂房建设需要考虑卫生设计，符合卫生要求的设计能够预防微生物污染，更利于清洗消毒，能防蝇、防尘，提升产品的安全性。车间的门、窗应该密封（图4），防止蚊蝇及老鼠等啮齿类动物进入。人员和物料进出口处均采用防蝇虫措施，结合具体情况可分别采用灭虫灯、风幕、缓冲间、挡鼠板等。车间天花板的粉刷层应耐潮，不应因吸潮而脱落。车间地面要有0.015°~0.02°坡度，便于清洗排水，排水要采用明沟排水，洁净车间的地漏应使用卫生地漏（图5）。层顶与墙的结合处、墙角、地角等要做成圆弧形，窗台为坡形。车间通风要好，尽量采用自然通风，对特殊工段，可采用机械通风[5]。

图4 车间门的设计

2.4 设备的卫生设计

世界多国的组织如欧洲卫生设计与工程组织（EHEDG）、德国机械设备制造业联合会（VDMA）、美国3A等就设备卫生设计编制相关文件和手册。设备的设计、制造和安装必须容易清洁、维护和检查。设备的卫生状况直接关系到所生产食品的卫生及安全，尽管工厂都会建立设备的清洗消毒程序，但如果设备的卫生设计没有做好，再好的清洁程序也会失效，因此应该从设备本身就做好卫生设计，一般都会从设备本身材料的选择及安装方面考虑。

和食品接触的部件须容易清洁和消毒，食品加工设备一般都选用不锈钢304或316，一些特殊的设备如UHT、无菌罐的内表面会采用316不锈钢，其他部位使用304不锈钢。设备表面的粗糙度及表面的钝化是设备卫生的主要影响因素。粗糙的表面会随着时间的推移和磨损使清洁变得更加困难，不锈钢的划痕可能成为微生物的藏匿点，如嗜热芽孢、单增李斯特菌等微生物容易在设备上形成生物膜，这些生物膜对冲洗和清洁程序具有高度的抗性。不锈钢材料在使用前一般会进行钝化处理，使不锈钢表面形成钝化层。钝化层是一个致密的透明表面层，厚度2~8 nm，主要为铬氧化物，但也含有其他化合物，如铁氧化物和离子。这一层钝化层可以阻止食品的腐蚀尤其含氯成分的腐蚀[6]。

设备的安装也要充分考虑卫生清洁的便利性及防止灰尘等异物的污染。设备需要设定与表面（墙壁、天花板、地板）之间的距离以方便清洁，在GB 12073—1989《乳品设备安全卫生》规定设备机体最低点距离地面至少11 cm，图6显示设备底座正确与错误的设备安装方式，图6（a）的安装不易进行清洁，长时间会滋生微生物，产生污染，应选用图6（b）的正确安装方式。某些设备应该安装防尘罩及围挡（图7和图8）[7-8]。

图6 设备底座的安装示例

图7 防尘罩的安装示例

图8 输送带围挡的安装示例

管路安装应避免有死角，应有一定倾斜度，与墙壁的接触面应该有密封件。

2.5 仓库的卫生设计

仓库是食品工厂重要的一部分，食品工厂大量的原辅料、半成品及成品的贮存需要卫生的仓库。食品仓库的卫生要求按库内所需温度可将仓库分为常温库、冷藏库和高温库。在进行设计时，除参照食品生产车间的卫生要求外还要注意防潮，要保持低温和恒湿。食品仓库应设置一定的虫鼠害防治设施。

3 卫生设计的教学实践

成果导向教育（outcome-based education，OBE）理念是20世纪90年代发展起来的一种先进的教育模式，该模式围绕学生取得的学习成果来进行专业教学设计和开展教学，注重学生实践和创新能力的培养。为提升课程教学质量，需要基于OBE理念，实现以学生为中心，以产出为导向的教学模式，以适应当今新工科的形势需要。在掌握一些理论知识后，利用工厂实习和虚拟仿真软件，进行“实”与“虚”相结合的授课。课程的教学内容实践性较强，如果能将理论知识有机地融入工厂实践中，让学生“感同身受”，会取得良好的学习效果。通过带领学生实际考察食品企业，如君乐宝、同福、中粮可乐、马家麦坊等，观察各类食品工厂卫生设计的共性及各自独特的特点，让学生从实际的案例中学习不同品类食品工厂卫生设计[9-10]。工厂的实践及一些虚拟仿真软件的应用，产生了良好的效果，越来越多的学生将自己所学应用到毕业设计中，许多同学进入食品工厂工作后，并不感觉到陌生，能够快速进入工作状态。

4 结语

卫生设计对于工厂设计具有极其重要的影响，直接影响到项目投产后能否生产出卫生安全的食品。让食品专业大学生充分学习相关的内容，对于今后从业具有重要意义。随着人们对食品安全认知的提升，卫生设计也为更多人所关注。虽然企业卫生设计投入成本较高但在企业综合发展中，不能只计较当前投入，而应该放远眼光，关注卫生设计在加快加工时间、保障食品安全、延长工厂生命周期的优势等方面。在食品安全防护的整个发展产业链上，只有从卫生设计层面实现有效保障，才能从源头保障食品质量安全目标的实现。食品专业大学生应该充分学习卫生设计的理论并积极进行实践，为成为优秀的食品从业人员奠定良好基础。