LED照明在制造业的高规格标准

 美国食品和饮料厂LED照明规范、NSF认证及产品设计建议LED是食品和饮料制造环境的一项重要技术，产品和设备必须遵守复杂的监管制度，包括NSF认证。

在美国，食品和饮料行业受到美国食品和药物管理局(FDA)和美国农业部(USDA)的严格监管。 全球其他地区也有类似的监管机构。为了保持卫生条件，用于食品和饮料生产和包装的所有仪器和设备(包括照明产品)必须符合NSF International(NSF)制定的严格的制造标准。在本文中将简要介绍NSF认证，并解释工业LED照明是否特别适合于这些应用。

事实上，为了维护公共卫生和工人的安全，食品和饮料设施须符合与其他行业一样的一些最严格的标准。NSF最初在美国是以美国国家卫生基金会(National Sanitation Foundation)成立的，自1990年以来以NSF International 在全球范围内运作。

像许多应用一样，食品和饮料企业逐渐采用固态照明(SSL)技术，以实现节能和更长的LED使用寿命。但是，今天的固态照明(SSL)产品为所有苛刻的法规要求提供了强大的环保解决方案，使LED成为NSF认证照明的理想选择(图1)。

图1 位于加利福尼亚州的综合食品服务中心采用了NSF认证的、由Revolution Lighting Technologies生产的LED食品和饮料照明设备

食品和饮料厂环境

食品和饮料厂所使用的照明设备与在普通的工业环境中类型相同，只是某些固定装置必须在卫生、有时是危险的条件下进行。所需的照明产品种类和适用的标准取决于特定区域的环境;食品加工设施通常在一个屋檐下就包含各种环境。

工厂可能包括多个区域，比如加工、仓储、分配，冷藏或干燥存储、洁净室、办公室、走廊、大厅、洗手间等。每一个区域都有自己的一套照明要求。例如，食品加工区的照明通常必须要承受空气中的油、烟雾、灰尘、污垢、蒸气、水、污水和其他污染物，同时还承受高压喷水器和苛刻的清洁溶剂的频繁冲洗。

NSF根据区域条件和与直接接触食品的程度确定了标准。涉及食品和饮料照明产品的NSF标准，称为NSF/ANSI标准2(或NSF 2)，将植物环境分为三个区域类型：非食品区，飞溅区和食品区(表1)。

表1

NSF和食品

由于照明产品不直接与食品接触，所以只有NSF中的“非食品区和飞溅区指南”才适用。为产品寻求NSF-2认证的LED照明厂商必须确保产品的外形设计、使用的材料和所用的制造工艺均符合相关的NSF标准。

某些地点，如粮食加工厂，具有可燃粉尘或易燃气体的区域，可能产生危险情况。 在这些环境下，食品和饮料照明产品通常属于美国国家电气规程中的“危险应用”类。

食品加工厂中各个领域的天花板也可给工业LED照明带来挑战。 除了频繁冲洗，这些天花板有时必须支撑管道和其他设备以及维护人员的重量，这会使安装和更换照明设备变得复杂。此外，冷藏室和放气流冷冻器房间的天花板要低要厚，作为热障，但可能影响天花板安装的结构完整。较低的天花板还需要有更宽光束角度的灯具进行垂直水平照明。

用于食品加工的照明规范

与大多数照明应用一样，IESNA(北美照明工程协会)已经为各种食品加工活动设定了推荐的照明级别。例如，IESNA建议食品检测区域的照明范围为30至1000 fc，颜色分级区应为150 fc，仓库、运输、包装和洗手间为30 fc。

但是，由于食品安全也依赖于良好的照明，美国农业部在其“食品安全和检验服务手册”第416.2(c)节规定了要求足够的照明水平。

良好的色彩再现对食品特别是肉类的准确检查和颜色分级至关重要。美国农业部对一般食品加工区要求的CRI为70，但食品检验区的CRI为85。

此外，FDA和USDA都制定了垂直照明分布的光度规范。垂直表面的照明应测量水平照明的25%至50%，并且在可能危及关键工厂区域安全的地方不能有阴影。

关于设计和装置的建议

鉴于食品行业对于照明设备提出的许多卫生、安全、环境和光度的要求，工业LED照明制造商应关注以下的一些关键设计要素：

使用无毒、耐腐蚀和阻燃的轻质材料，如聚碳酸酯塑料和某些金属

如果可能，避免使用玻璃

设计光滑的脱水外表面，无缝隙、孔洞或可能存留细菌的凹槽

避免可能出现剥落的油漆或涂层表面

使用坚韧的透镜材料，可以承受多次清洁，不会变黄，并产生宽广均匀的照明

使用高效、持久的LED和电子设备，可在高温和冷藏中运行良好

采用符合NSF标准的IP65或IP66照明灯具密封，在高达1500 psi(飞溅区)的高压冲洗下仍然防水并防止内部冷凝

由于食品和饮料厂可以使用许多相同类型的照明设备，常备的工业LED照明产品也可能成为NSF认证的备选，这包括:

具有IP65(IEC60598)或IP66(IEC60529)防护等级的设备

具有UL 潮湿环境或 UL 湿气环境评级的灯具

危险场所的气密产品(例如I类，2级，A、B、C和D组)

洁净室设备(例如，ISO-14644，3至9类，联邦标准209E，1类)

LED食品和饮料照明的优势

对于食品和饮料行业来说，经过适当设计的LED具有许多优于大多数传统照明的优点，比如：没有玻璃或其他可能污染食品的易碎材料，在冷藏库的低温条件下可以改善光输出和效率，低维护成本，更长的使用寿命(70,000小时)，无毒汞，更高的功效，广泛的可调节性和控制性，即时的性能和广泛的工作温度。

效率固态照明(SSL)的出现使得适用于许多食品工业应用所需的光滑、轻巧、密封、明亮、高品质的照明设备成为可能。LED使用寿命长、维护少可以帮助把食品和饮料行业改造成清洁绿色的行业。