ISO 8573-1 食品用压缩空气质量指南

压缩空气是现代食品和饮料生产中最不起眼但却最重要的 "成分 "之一。它被用于乳品业、瓶装水和许多其他应用领域的包装、产品和设备中，但其质量往往不为人知或被认为 "足够好"。

ISO 8573-1 是界定 "清洁 "压缩空气实际含义的国际标准。它根据颗粒、水和油对空气质量进行了分类，这样企业就可以证明它们保护了产品的完整性、符合食品安全标准并高效运行。 过滤器和压缩空气干燥机是实现这一标准的工具：它们将压缩机提供的空气转化为对食品安全和审计可靠的空气，同时控制能源和生命周期成本。

本文全面概述了 ISO 8573-1 压缩空气分类，并介绍了质量经理和生产经理如何通过有效的过滤策略确保产品和工艺安全。

标准涵盖的内容（以及不涵盖的内容）

ISO 8573-1 根据三种污染物定义了压缩空气的清洁度等级：固体颗粒、水（湿气、液态水或蒸汽）和油（液体、气溶胶和蒸汽）。 ISO 8573-1 本身并没有规定微生物限值，而一氧化碳或二氧化硫等气体则在 ISO 8573 系列的其他部分或单独的指南中处理。实际上，ISO 8573-1 与 SQF、BRC 或 FSSC 22000 等食品安全系统一起用于食品和饮料生产。

对于质量管理人员来说，这意味着 ISO 8573-1 构成了 "压缩空气必须清洁，不得对食品安全构成威胁 "等声明的技术基础。它为每个污染维度提供了具体的数值限制，您可以对其进行测试、记录并提交给审核人员。

ISO 8573-1 清洁度等级的工作原理 - [A:B:C] 系统

该标准用[A:B:C]三段式表示空气质量。第一个位置表示颗粒级别，第二个位置表示水级别（通常通过压力露点），第三个位置表示油级别。数字越小，表示空气越洁净；等级 0 表示比等级 1 更严格的客户特定要求，必须用数值限值来定义。
例如指定 [2:2:1]：
- 颗粒等级 2：在相关尺寸范围内，颗粒数限制在规定的最大值内。
- 水质等级 2：压力露点为 -40 °C 或更高，足够低的温度可显著限制冷凝和微生物生长的风险。
- 油类 1 级：总油含量（液体、气溶胶和蒸汽）不超过 0.01 mg/m³。

说明： 根据 ISO 8573-1 编制的压缩空气等级英文一览表

这些名称与压缩机类型无关。它们描述了系统中特定点的空气质量，例如干燥器出口处或终端过滤器处的空气质量。

压缩机产生压缩空气，但并不决定压缩空气的最终质量。即使是无油压缩机也会从大气中吸入灰尘、湿气和碳氢化合物，而压缩过程本身也会浓缩污染物。真正能达到一定 ISO 等级的是空气处理组件：干燥器可控制湿度和露点，过滤器可去除微粒和油污。

吸附式干燥机通过不断将露点控制在-40 °C，可以达到 2 级或更高的水质标准。聚结过滤器、颗粒物过滤器和活性炭过滤器通过去除固体杂质以及油气溶胶和蒸汽，确保符合颗粒物和油的等级要求。根据 ISO 8573 的测量点，无菌终端用途过滤器可在临界点对微生物和最细微的颗粒形成最终屏障。在测试是否符合 ISO 8573-1 时，决定性的问题不是 "哪台压缩机？"，而是 "哪台干燥机和哪条过滤链在哪些点上？"。

食品安全、法规和审核

食品安全法规和标准将压缩空气视为间接食品添加剂和污染的潜在来源。在美国，21 CFR 110.40 规定，与食品或食品接触面直接接触的压缩空气必须以不污染食品的方式处理。SQF、BRC 和 FSSC 22000 等全球计划要求工厂将压缩空气纳入其前提计划，包括可接受质量的定义、控制和测试验证。

英国压缩空气协会（BCAS）等行业机构以及制定食品级压缩空气指南的组织已将此转化为实用建议。例如，直接联系应用的通用准则是 ISO 8573-1 等级 [2:2:1]，而间接联系应用（空气在靠近产品的地方排放）则可以指定 [2:4:2]。 德国 VDMA 指南根据产品是干燥、潮湿还是无菌，提出了类似或稍严格的等级建议。这些建议越来越多地被审核员和客户用作参考点。

直接联系与间接联系--风险的真正所在

直接联系是指压缩空气接触到产品或主包装，从而导致污染的实际转移。典型的例子包括在水厂或乳品厂灌装 PET 瓶前吹气，运输奶粉或可可等粉末，或使用气刀干燥或清洁与产品接触的表面。在这些情况下，压缩空气基本上是一种食品接触介质。

间接联系包括空气不直接对着产品，而是在产品附近排出的应用。例如，吹走包装外部的污染物或驱动气动组件，其废气进入生产环境。间接联系也存在风险--污染物可能会沉积在表面上，但其概率和严重程度通常低于直接联系。

质量经理在确定各点所需的 ISO 8573-1 等级时，需要区分这些情况。直接联系应用通常需要更严格的等级以及更强大的压缩空气干燥器和过滤器组合，尤其是使用点的无菌过滤。

隐藏的污染物--微生物、水和油

环境空气中自然含有细菌、孢子和真菌。当这些空气被压缩时，微生物的浓度就会增加，系统中存在的任何水分都会为管道、容器和过滤器中生物膜的生长创造理想的环境。生物膜会定期向气流中释放大量微生物，而且通常无法从视觉上识别。对于即食产品和超高温灭菌牛奶或瓶装水等敏感产品来说，这对其安全性和保质期构成了严重威胁。

水也是一个机械问题。冷凝水会导致粉末结块并粘在料斗和灌装线上。来自润滑压缩机或环境中碳氢化合物的油气溶胶和蒸汽会产生异味和臭味，违反法律限制和客户要求。过滤器和压缩空气干燥机是去除水和油的关键工具，通过控制露点和确保必要时的精细无菌过滤来限制微生物风险。

干燥机--控制水分和微生物风险

ISO 8573-1 中的水等级用压力露点表示。2 级（露点为 -40 °C）是与食品直接接触的典型基准，因为在正常操作条件下，管道中不会出现冷凝水。要可靠地达到这一露点，需要采用合适的干燥技术。

冷冻式干燥机可将压缩空气的露点冷却到 +3 °C 左右（4 级），这对于许多一般工业应用和一些间接接触食品的应用来说已经足够。对于直接联系和更为关键的应用，则需要使用吸附式干燥机。这些系统使用吸附材料去除空气中的水分，根据配置的不同，露点可达 -40°C（2 级）或 -70°C（1 级）。

从质量经理的角度来看，干燥机的选择不仅是一个技术问题，也是一个风险和成本决策。吸附式干燥机能在高峰负荷条件下可靠地将露点保持在 -40 °C，从而确保微生物生长和冷凝的风险得到控制。现代吸附式干燥机还具有节能功能。这使得系统在减少不必要的冲洗损失和能耗的同时，还能保持严格的露点。

过滤器 - 确定颗粒和油类等级

过滤器根据 ISO 8573-1 确定每个取样点的颗粒和油类等级。一个典型的处理设备由多个过滤级组成，每个过滤级完成特定的任务：

• 预过滤器用于去除液态水和大颗粒，保护下游设备。
  聚结过滤器用于去除细小液滴和油类气溶胶。
• 细颗粒过滤器，用于捕捉小于 1 微米的小固体颗粒。
• 活性炭过滤器，用于去除极低油类级别的油类蒸汽和气味。
• 使用点无菌或最终过滤器，用于直接与产品或包装联系，截留效率通常在 0.01 微米左右，微生物截留效率高。

与其考虑微米等级，不如根据过滤器在特定配置下对颗粒和油所达到的 ISO 8573-1 等级来指定过滤器。许多现代过滤器都经过测试并公布了以这些术语表示的性能。这样就可以更容易地设计出一种系统，例如在灌装机上可靠地达到颗粒等级 2 和油等级 1，并向审核人员证明这种设计的合理性。

在食品或饮料生产中，压缩机可以是无油的或润滑的，可以是现有的或新的。下游组件对空气质量起着决定性作用。直接接触式应用的典型设置如下：

• 压缩机和后冷却器：提供温度适宜的压缩空气。
• 旋风分离器和排水器：清除积聚的液体。
• 聚结过滤器：去除残留液体和油气溶胶。
• 微粒过滤器：将空气净化到所需的微粒等级。
• 干燥器：制冷干燥器或吸附干燥器，以达到所需的露点。
• 活性炭过滤器（如需要）：减少油蒸汽和气味。
• 使用点无菌过滤器：安装在关键接触点（如吹塑站或灌装系统）之前。

说明： 食品和饮料生产中压缩空气的过滤工艺示例，符合 ISO 8573 标准，配有聚结和颗粒物过滤器、活性炭过滤器和无菌滤芯

总拥有成本和能源--压降和干燥为何重要

压缩空气是工厂中最昂贵的运行资源之一，能源占其生命周期成本的大部分。关于我们的过滤器和干燥机的每毫巴压降都会迫使压缩机更加努力地工作。这不仅增加了耗电量，而且在许多地区还增加了相关的二氧化碳排放量。长年累月，压降和冲洗损失的微小差异都会导致可观的成本增加。

由于过滤器的介质和外壳设计，以及过滤器装入污染物后压差的增加，过滤器会随着时间的推移而产生压降。吸附式干燥器会导致内部压降，并消耗净化空气。因此，选择低压降过滤器和能源优化型干燥机，并按照适当的计划对其进行维护，是符合 ISO 8573 标准和控制总拥有成本的关键。

具有露点控制功能的现代干燥机可根据实际湿度负荷调整运行，而不是持续满负荷运行，从而降低能耗。高性能过滤器利用先进的滤料结构，将高截留效率、低初始压降和随时间的缓慢上升结合在一起。对于质量经理来说，不仅要将空气处理视为合规成本，还要将其视为工厂能源和可持续发展战略中的可控杠杆，这才是明智之举。

过滤器和干燥机的选择可视为一项基于投资回报的决策。处理规格不足可能会降低购买价格，但会导致更频繁的产品质量问题、审核过程中的更高风险，以及因过滤器尺寸不正确或过早堵塞而增加的能耗。不考虑压降的过度规范也会浪费能源和金钱。

结构化的选择过程会考虑到这一点：

• 每个使用点所需的 ISO 8573-1 等级。
• 现有压缩机的配置和需求情况。
• 全年所需的露点，以保持安全系数。
• 维护选项和间隔。

根据这些信息，过滤专家可以提出既能实现质量目标，又能最大限度降低生命周期成本的配置方案。这样，质量管理人员就可以从总体拥有成本的角度来证明投资的合理性：降低不达标和召回的风险，减少计划外停机时间，降低系统寿命周期内的能源和维护成本。

第 1 步 - 记录压缩空气的用途和所需等级

首先确定压缩空气在工艺中的使用地点和方式。确定每一点

• 空气是否直接与产品或主包装接触。
• 是否间接接触，但足够接近污染途径。
• 是否仅用于供应目的或非产品接触目的。

利用 HACCP 研究将压缩空气的每次使用正式记录为潜在危害，并根据 ISO 8573-1 指定所需的等级。例如，乳制品厂的 PET 瓶吹瓶可以分配到 1:2:1 级，而供应室的气动执行器出口可能不需要特定的食品级。这一步骤将标准准则和客户期望转化为每个工厂或机器的具体目标。

步骤 2 - 确定正确的过滤器和干燥机组合

一旦确定了所需的等级，就可以逆向确定所需的过滤器和压缩空气干燥器的组合。这就是汉格斯特过滤专家发挥附加值的地方。为每个压缩空气分支或每组分支定义

• 干燥器类型和容量：制冷剂或干燥剂；目标露点和容量。
• 过滤器级别和等级：预过滤器、聚结过滤器、精细过滤器、活性炭（如需要）。
• 在所有直接接触点使用无菌过滤器。
• 预期压降及其对压缩机设定点的影响。

结果应该是一个清晰的战略，显示每个区域的工艺流程以及设计的 ISO 8573-1 等级。该文件是审核证据的一部分，可作为内部技术参考。

第 3 步 - 测量、监控和记录

一旦安装了处理系统，就需要通过基本的压缩空气测试来验证。与合格的合作伙伴合作，使用符合 ISO 8573 系列标准的方法，并确保采样点反映实际使用条件（在过滤器之后，在实际使用点）。实验室报告应说明每个取样点的每个尺寸达到的等级。

在日常运行中进行监控：

• 适当位置的露点，以验证干燥机的性能。
  过滤器上的压差，以检测应变和可能的突破。
  管道或容器中的冷凝水迹象。

根据您的计划设定检测间隔（通常情况下，认证计划至少每年一次，内部质量保证计划则更频繁）。保存所有检测报告、趋势记录和维护记录，以便在审核时快速检索。

步骤 4 - 持续优化总体拥有成本和投资回报率

压缩空气系统和生产要求会随着时间的推移而变化。新生产线、产品变化或季节性波动都会改变风险和消耗结构。定期检查：

• 当前的等级是否仍然适合相应的用途。
• 过滤器和干燥器的尺寸是否仍然最佳。
• 过滤器的使用寿命和压降曲线是否表明需要更换滤料或滤级。

汉格斯特的过滤专家可以帮助您分析测试数据和运行历史，提出改进建议--例如，升级为具有较低Δp的滤芯，实施露点控制干燥器，或提出优化过滤工艺的具体建议。我们的建议将帮助您确保合规性和效率都符合工厂的当前条件。

一个常见的误解是，只有无油压缩机才能保证提供食品级空气。无油技术大大降低了压缩机油污染的风险，但无助于去除水分、环境空气中的颗粒或碳氢化合物和微生物。干燥器和过滤器仍需满足 ISO 8573-1 等级和食品安全要求。

另一个误解是，清洁的系统出口意味着使用点过滤器是可选的。实际上，管道和下游设备会导致微粒、湿气和微生物滋生。使用点无菌过滤器的作用正是在最关键的地方提供最后一道屏障。对于直接联系的应用，许多指南和计划都要求安装并验证此类过滤器。
第三个误解是，过滤器越多就意味着质量越好，而不考虑其对压降的影响。过度过滤或在不考虑压降的情况下使用多级过滤器会大大增加能耗。我们的目标不是盲目地增加过滤器，而是设计一个优化的处理设备，以尽可能低的压降和维护成本达到所需的纯度。

压缩空气质量可能被视为合规的负担，但同时也是一个机遇。通过明确定义 ISO 8573-1 等级、设计相应的过滤器和干燥器组合以及系统地监控性能，您可以降低污染风险、提高产品完整性，同时降低能源成本。

我们的过滤专家可以帮助您将法规和客户期望转化为具体的压缩空气质量概念。这包括对应用进行分级、选择过滤器和干燥机并确定其尺寸，以及为您提供审核文件和测试指导。

如果您的生产在关键阶段依赖压缩空气，而大多数乳制品、饮料和食品生产都是如此，那么下一步就是评估您当前的过滤器和干燥机是否能提供您所期望的空气质量。以 ISO 8573-1 合规性和总体拥有成本为重点的评估可以让您了解自己的状况，以及在安全和效率方面可以获得的收益。