LED照明在制造業(yè)的高規(guī)格標準

 美國食品和飲料廠LED照明規(guī)范、NSF認證及產品設計建議LED是食品和飲料制造環(huán)境的一項重要技術，產品和設備必須遵守復雜的監(jiān)管制度，包括NSF認證。

在美國，食品和飲料行業(yè)受到美國食品和藥物管理局(FDA)和美國農業(yè)部(USDA)的嚴格監(jiān)管。 全球其他地區(qū)也有類似的監(jiān)管機構。為了保持衛(wèi)生條件，用于食品和飲料生產和包裝的所有儀器和設備(包括照明產品)必須符合NSF International(NSF)制定的嚴格的制造標準。在本文中將簡要介紹NSF認證，并解釋工業(yè)LED照明是否特別適合于這些應用。

事實上，為了維護公共衛(wèi)生和工人的安全，食品和飲料設施須符合與其他行業(yè)一樣的一些最嚴格的標準。NSF最初在美國是以美國國家衛(wèi)生基金會(National Sanitation Foundation)成立的，自1990年以來以NSF International 在全球范圍內運作。

像許多應用一樣，食品和飲料企業(yè)逐漸采用固態(tài)照明(SSL)技術，以實現節(jié)能和更長的LED使用壽命。但是，今天的固態(tài)照明(SSL)產品為所有苛刻的法規(guī)要求提供了強大的環(huán)保解決方案，使LED成為NSF認證照明的理想選擇(圖1)。

圖1 位于加利福尼亞州的綜合食品服務中心采用了NSF認證的、由Revolution Lighting Technologies生產的LED食品和飲料照明設備

食品和飲料廠環(huán)境

食品和飲料廠所使用的照明設備與在普通的工業(yè)環(huán)境中類型相同，只是某些固定裝置必須在衛(wèi)生、有時是危險的條件下進行。所需的照明產品種類和適用的標準取決于特定區(qū)域的環(huán)境;食品加工設施通常在一個屋檐下就包含各種環(huán)境。

工廠可能包括多個區(qū)域，比如加工、倉儲、分配，冷藏或干燥存儲、潔凈室、辦公室、走廊、大廳、洗手間等。每一個區(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，同時還承受高壓噴水器和苛刻的清潔溶劑的頻繁沖洗。

NSF根據區(qū)域條件和與直接接觸食品的程度確定了標準。涉及食品和飲料照明產品的NSF標準，稱為NSF/ANSI標準2(或NSF 2)，將植物環(huán)境分為三個區(qū)域類型：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。為產品尋求NSF-2認證的LED照明廠商必須確保產品的外形設計、使用的材料和所用的制造工藝均符合相關的NSF標準。

某些地點，如糧食加工廠，具有可燃粉塵或易燃氣體的區(qū)域，可能產生危險情況。 在這些環(huán)境下，食品和飲料照明產品通常屬于美國國家電氣規(guī)程中的“危險應用”類。

食品加工廠中各個領域的天花板也可給工業(yè)LED照明帶來挑戰(zhàn)。 除了頻繁沖洗，這些天花板有時必須支撐管道和其他設備以及維護人員的重量，這會使安裝和更換照明設備變得復雜。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構完整。較低的天花板還需要有更寬光束角度的燈具進行垂直水平照明。

用于食品加工的照明規(guī)范

與大多數照明應用一樣，IESNA(北美照明工程協會)已經為各種食品加工活動設定了推薦的照明級別。例如，IESNA建議食品檢測區(qū)域的照明范圍為30至1000 fc，顏色分級區(qū)應為150 fc，倉庫、運輸、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，美國農業(yè)部在其“食品安全和檢驗服務手冊”第416.2(c)節(jié)規(guī)定了要求足夠的照明水平。

良好的色彩再現對食品特別是肉類的準確檢查和顏色分級至關重要。美國農業(yè)部對一般食品加工區(qū)要求的CRI為70，但食品檢驗區(qū)的CRI為85。

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

關于設計和裝置的建議

鑒于食品行業(yè)對于照明設備提出的許多衛(wèi)生、安全、環(huán)境和光度的要求，工業(yè)LED照明制造商應關注以下的一些關鍵設計要素：

使用無毒、耐腐蝕和阻燃的輕質材料，如聚碳酸酯塑料和某些金屬

如果可能，避免使用玻璃

設計光滑的脫水外表面，無縫隙、孔洞或可能存留細菌的凹槽

避免可能出現剝落的油漆或涂層表面

使用堅韌的透鏡材料，可以承受多次清潔，不會變黃，并產生寬廣均勻的照明

使用高效、持久的LED和電子設備，可在高溫和冷藏中運行良好

采用符合NSF標準的IP65或IP66照明燈具密封，在高達1500 psi(飛濺區(qū))的高壓沖洗下仍然防水并防止內部冷凝

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

具有IP65(IEC60598)或IP66(IEC60529)防護等級的設備

具有UL 潮濕環(huán)境或 UL 濕氣環(huán)境評級的燈具

危險場所的氣密產品(例如I類，2級，A、B、C和D組)

潔凈室設備(例如，ISO-14644，3至9類，聯邦標準209E，1類)

LED食品和飲料照明的優(yōu)勢

對于食品和飲料行業(yè)來說，經過適當設計的LED具有許多優(yōu)于大多數傳統(tǒng)照明的優(yōu)點，比如：沒有玻璃或其他可能污染食品的易碎材料，在冷藏庫的低溫條件下可以改善光輸出和效率，低維護成本，更長的使用壽命(70,000小時)，無毒汞，更高的功效，廣泛的可調節(jié)性和控制性，即時的性能和廣泛的工作溫度。

效率固態(tài)照明(SSL)的出現使得適用于許多食品工業(yè)應用所需的光滑、輕巧、密封、明亮、高品質的照明設備成為可能。LED使用壽命長、維護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)。