Cách tính số lượng HEPA Box cần thiết cho nhà máy sản xuất thực phẩm
HEPA Box là một thiết bị lọc khí chuyên dụng được sử dụng trong hệ thống phòng sạch của nhà máy thực phẩm. Thiết bị này giúp cung cấp không khí sạch, loại bỏ các hạt bụi, vi khuẩn, và tạp chất có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thực phẩm.
- I. Giới thiệu về HEPA Box và vai trò trong nhà máy thực phẩm
- II. Tiêu chuẩn quy định về chất lượng không khí trong nhà máy thực phẩm
- III. Cách tính số lượng HEPA Box cần thiết cho nhà máy thực phẩm
- IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng HEPA Box cần lắp đặt
- V. Hướng dẫn lựa chọn và lắp đặt HEPA Box tối ưu
- VI. Kết luận
Cùng Thiết bị phòng sạch VCR tìm hiểu về Cách tính số lượng HEPA Box cần thiết cho nhà máy sản xuất thực phẩm qua bài viết này nhé!
I. Giới thiệu về HEPA Box và vai trò trong nhà máy thực phẩm
1. HEPA Box là gì?
HEPA Box là một thiết bị lọc khí chuyên dụng được sử dụng trong hệ thống phòng sạch của nhà máy thực phẩm. Thiết bị này giúp cung cấp không khí sạch, loại bỏ các hạt bụi, vi khuẩn, và tạp chất có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thực phẩm.
Cấu tạo cơ bản của HEPA Box:
- Khung vỏ: Làm từ thép sơn tĩnh điện hoặc inox 304 chống ăn mòn, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Bộ lọc HEPA: Được trang bị lọc HEPA H13 hoặc H14, có khả năng giữ lại 99,995% hạt bụi, vi khuẩn kích thước ≥ 0.3µm.
- Bộ khuếch tán khí: Giúp phân phối luồng khí sạch đều khắp không gian phòng.
- Cổng đo áp suất chênh lệch: Để kiểm tra hiệu suất lọc theo thời gian.
Nguyên lý hoạt động:
HEPA Box hoạt động theo nguyên tắc lọc khí tuần hoàn hoặc cấp khí tươi, đảm bảo không khí đi qua bộ lọc HEPA được làm sạch hoàn toàn trước khi vào khu vực sản xuất. Quá trình này giúp kiểm soát số lượng hạt bụi trong không gian, giữ môi trường luôn đạt chuẩn vệ sinh thực phẩm.
2. Vai trò quan trọng của HEPA Box trong sản xuất thực phẩm
Kiểm soát chất lượng không khí, loại bỏ bụi bẩn & vi khuẩn
Không khí trong nhà máy thực phẩm có thể chứa nhiều hạt bụi, vi khuẩn, nấm mốc hoặc các chất ô nhiễm khác. Nếu không được kiểm soát, những yếu tố này có thể làm hỏng sản phẩm hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. HEPA Box giúp:
- Lọc sạch không khí trước khi vào khu vực sản xuất.
- Loại bỏ vi khuẩn, nấm mốc, giảm nguy cơ nhiễm chéo.
- Bảo vệ sản phẩm khỏi tác động từ môi trường bên ngoài.
Đáp ứng tiêu chuẩn GMP, HACCP, ISO 22000
HEPA Box đóng vai trò quan trọng trong việc tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm:
- GMP (Good Manufacturing Practices): Đảm bảo môi trường sản xuất thực phẩm luôn sạch, hạn chế tối đa nguy cơ ô nhiễm.
- HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points): Kiểm soát các điểm quan trọng có nguy cơ gây ô nhiễm thực phẩm.
- ISO 22000: Tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống quản lý an toàn thực phẩm, yêu cầu kiểm soát chặt chẽ chất lượng không khí trong sản xuất.
Ngăn chặn nhiễm chéo, bảo vệ chất lượng sản phẩm
Bụi bẩn và vi khuẩn có thể di chuyển từ khu vực này sang khu vực khác, gây ra nhiễm chéo giữa các sản phẩm. HEPA Box giúp duy trì môi trường sản xuất vô trùng, đặc biệt trong các dây chuyền đóng gói, chế biến thực phẩm tươi sống hoặc sản phẩm yêu cầu môi trường sạch cao.
3. Những ngành thực phẩm cần sử dụng HEPA Box
Không phải tất cả các ngành sản xuất thực phẩm đều cần sử dụng HEPA Box, nhưng đối với các lĩnh vực có yêu cầu khắt khe về vệ sinh, đây là thiết bị không thể thiếu. Một số ngành cần sử dụng HEPA Box bao gồm:
- Sản xuất sữa bột & thực phẩm dinh dưỡng: Kiểm soát vi khuẩn, ngăn ngừa nhiễm khuẩn vào sản phẩm.
- Chế biến thịt, thủy sản: Tránh ô nhiễm vi sinh, kiểm soát chất lượng không khí trong khu sơ chế, đóng gói.
- Sản xuất bánh kẹo & thực phẩm đóng hộp: Đảm bảo môi trường sản xuất sạch, tăng thời gian bảo quản sản phẩm.
- Đồ uống đóng chai & nước giải khát: Kiểm soát chất lượng không khí trong khu vực chiết rót, đảm bảo độ tinh khiết.
Tại sao HEPA BOX được ứng dụng phổ biến trong phòng sạch?
II. Tiêu chuẩn quy định về chất lượng không khí trong nhà máy thực phẩm
GMP (Good Manufacturing Practices) – Thực hành sản xuất tốt
- Sử dụng hệ thống lọc khí HEPA để giảm thiểu hạt bụi và vi sinh vật trong không khí.
- Kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, hạn chế điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển.
- Thiết kế hệ thống thông gió đảm bảo không khí di chuyển từ vùng sạch đến vùng ít sạch hơn.
- Nhận diện các mối nguy từ không khí trong nhà máy.
- Thiết lập hệ thống lọc khí phù hợp tại các khu vực sản xuất, đặc biệt là khu đóng gói.
- Giám sát định kỳ chất lượng không khí, đảm bảo nồng độ vi sinh không vượt ngưỡng.
- ISO Class 7: Yêu cầu ≤ 352.000 hạt bụi ≥ 0.5µm/m³.
- ISO Class 8: Yêu cầu ≤ 3.520.000 hạt bụi ≥ 0.5µm/m³.
- ISO Class 9: Yêu cầu ≤ 35.200.000 hạt bụi ≥ 0.5µm/m³.
Khu vực sản xuất
|
Yêu cầu ACH (lần/giờ) |
Phòng sản xuất chính
|
20 - 30 |
Phòng đóng gói vô trùng | 30 - 40 |
Phòng nguyên liệu nhạy cảm | 35 - 50 |
Ví dụ: Nếu một phòng sản xuất có thể tích 600m³ và yêu cầu 30 ACH, thì trong một giờ cần có 18.000m³ không khí sạch đi qua hệ thống lọc.
TỔNG LƯU LƯỢNG KHÍ = THỂ TÍCH PHÒNG * ACH =600×30=18.000m3/h
Từ đó, có thể tính số lượng HEPA Box cần lắp đặt để đáp ứng tiêu chuẩn (sẽ được đề cập chi tiết trong phần tiếp theo).
3. Bảng phân loại cấp độ sạch phù hợp với sản xuất thực phẩm
Dưới đây là bảng phân loại cấp độ sạch theo tiêu chuẩn ISO 14644-1 và mức độ ứng dụng trong ngành thực phẩm:
Cấp độ sạch (ISO 14644-1) | Số hạt bụi ≥ 0.5µm/m³ | Ứng dụng trong thực phẩm |
ISO Class 7 | ≤ 352.000 | Phòng đóng gói vô trùng, sản xuất sữa bột |
ISO Class 8 | ≤ 3.520.000 | Khu sản xuất bánh kẹo, chế biến thịt, thủy sản |
ISO Class 9 | ≤ 35.200.000 | Khu sơ chế thực phẩm, bảo quản nguyên liệu |
- Nhà máy thực phẩm có khu vực đóng gói vô trùng phải đáp ứng tối thiểu ISO Class 7 hoặc 8.
- Khu sơ chế nguyên liệu có thể đáp ứng mức ISO Class 9, nhưng vẫn cần kiểm soát tốt luồng không khí để tránh nhiễm khuẩn.

III. Cách tính số lượng HEPA Box cần thiết cho nhà máy thực phẩm
- Diện tích và thể tích không gian sản xuất (m², m³).
- Số lần thay đổi không khí yêu cầu (ACH) theo từng khu vực sản xuất.
- Lưu lượng khí của mỗi HEPA Box (m³/h hoặc CFM - cubic feet per minute).
Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng HEPA Box:
- Cấp độ sạch theo tiêu chuẩn ISO 14644-1: Khu vực càng sạch yêu cầu ACH càng cao.
- Sự phân bố luồng khí: Hướng gió, số lượng công nhân, vị trí máy móc ảnh hưởng đến hiệu suất HEPA Box.
- Loại HEPA Box: HEPA Box có quạt (FFU - Fan Filter Unit) hoặc HEPA Box không quạt sẽ ảnh hưởng đến công suất lọc khí.
- Diện tích phòng: 200m²
- Chiều cao phòng: 3m
- Tổng thể tích: 200 × 3 = 600 m³
- Số lần thay đổi không khí yêu cầu: 35 ACH (theo tiêu chuẩn GMP)
- Lưu lượng khí của HEPA Box: 800 m³/h
- Diện tích phòng: 300m²
- Chiều cao phòng: 3.5m
- Tổng thể tích: 300 × 3.5 = 1.050 m³
- Số lần thay đổi không khí yêu cầu: 30 ACH
- Lưu lượng khí của HEPA Box: 1.000 m³/h
- Diện tích phòng: 150m²
- Chiều cao phòng: 3m
- Tổng thể tích: 150 × 3 = 450 m³
- Số lần thay đổi không khí yêu cầu: 50 ACH (đối với khu vực bảo quản nguyên liệu dễ hỏng)
- Lưu lượng khí của HEPA Box: 700 m³/h
3.3. Tổng kết phương pháp tính toán
- Bước 1: Xác định diện tích và chiều cao phòng để tính thể tích không gian.
- Bước 2: Tra tiêu chuẩn ACH phù hợp theo loại sản phẩm thực phẩm.
- Bước 3: Sử dụng công thức tính số lượng HEPA Box cần thiết.
- Bước 4: Kiểm tra vị trí lắp đặt để đảm bảo luồng khí sạch phân bố đồng đều.
Bảng tham khảo nhanh số lượng HEPA Box cần thiết:
Loại khu vực sản xuất | Diện tích (m²) | Chiều cao (m) |
ACH yêu cầu | Lưu lượng khí HEPA Box (m³/h) | Số lượng HEPA Box |
Sản xuất sữa bột | 200 | 3 | 35 | 800 | 26 - 27 |
Đóng gói nước giải khát | 300 | 3.5 | 30 | 1000 | 31-32 |
Kho bảo quản nguyên liệu nhạy cảm | 150 | 3 | 50 | 700 | 32-33 |
Sản xuất bánh kẹo | 250 | 3 | 25 | 900 | 21-22 |
IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng HEPA Box cần lắp đặt
- Nhà máy đặt gần khu công nghiệp, khu vực ô nhiễm cao.
- Sử dụng nguyên liệu có khả năng phát tán bụi nhiều (sữa bột, bột mì, bột protein).
- Không có hệ thống lọc khí sơ cấp trước khi khí đi vào khu vực sản xuất.
- Sử dụng bộ lọc sơ cấp (Pre-filter) hoặc lọc than hoạt tính để giảm tải cho HEPA Box.
- Kiểm tra chất lượng không khí đầu vào bằng thiết bị đo hạt bụi để tối ưu hóa số lượng HEPA Box cần lắp đặt.
- Cửa gió đầu vào: Để ngăn bụi bẩn từ không khí bên ngoài.
- Khu vực sản xuất chính: Đảm bảo chất lượng không khí ổn định trong quá trình chế biến.
- Khu vực đóng gói vô trùng: Kiểm soát chặt chẽ bụi và vi khuẩn, tránh nhiễm chéo.
- Kho bảo quản nguyên liệu nhạy cảm: Đảm bảo môi trường sạch, tránh hư hỏng nguyên liệu.
- Đặt HEPA Box trên cao hoặc âm trần để khí sạch lan tỏa tốt hơn.
- Tránh lắp đặt quá gần máy móc tỏa nhiệt cao, vì có thể làm giảm hiệu suất lọc khí.
- Nếu hệ thống HVAC đã có lọc thô và lọc trung gian, HEPA Box chỉ cần lọc bụi mịn và vi khuẩn nhỏ, giúp giảm số lượng cần lắp đặt.
- Nếu nhà máy không có hệ thống HVAC, HEPA Box phải chịu toàn bộ trách nhiệm lọc không khí, do đó số lượng thiết bị cần lắp đặt sẽ nhiều hơn.
- Kết hợp HEPA Box với hệ thống HVAC để đảm bảo hiệu quả lọc khí tối ưu.
- Định kỳ kiểm tra bộ lọc trong hệ thống HVAC, tránh tình trạng quá tải làm ảnh hưởng đến HEPA Box.
- HEPA Box có lưu lượng 800 m³/h cần nhiều thiết bị hơn để đạt 30.000 m³/h.
- HEPA Box có lưu lượng 1.200 m³/h giúp giảm số lượng thiết bị, tiết kiệm chi phí đầu tư.
- Lựa chọn HEPA Box có lưu lượng khí phù hợp với diện tích nhà máy.
- Tránh chọn thiết bị quá nhỏ hoặc quá lớn so với yêu cầu thực tế để đảm bảo hiệu quả kinh tế.
- Bố trí HEPA Box không đồng đều có thể khiến một số khu vực bị thiếu khí sạch.
- Cản trở từ máy móc, vách ngăn có thể làm giảm hiệu quả lưu thông không khí.
- Sự di chuyển của công nhân trong khu vực sản xuất có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí.
- Định vị HEPA Box theo hướng gió tự nhiên để tăng hiệu suất lọc khí.
- Kết hợp quạt tăng áp hoặc điều chỉnh hệ thống hút gió để tối ưu hóa việc phân phối không khí sạch.
- Thường xuyên đo lường luồng khí để kiểm tra xem không khí có lưu thông đúng như thiết kế hay không.

V. Hướng dẫn lựa chọn và lắp đặt HEPA Box tối ưu
- HEPA H13: Phù hợp với môi trường sản xuất thực phẩm thông thường.
- HEPA H14: Được khuyến nghị cho khu vực đóng gói vô trùng, nơi yêu cầu kiểm soát vi khuẩn nghiêm ngặt hơn.
- Inox 304: Bền, chống gỉ, dễ vệ sinh, phù hợp với nhà máy chế biến thực phẩm tươi sống, thủy sản.
- Thép sơn tĩnh điện: Giá thành hợp lý, chống bám bẩn, phù hợp với nhà máy sản xuất bánh kẹo, sữa bột.
- HEPA Box không quạt (Standard HEPA Box)
- HEPA Box tích hợp quạt (Fan Filter Unit – FFU)
- Nếu nhà máy đã có hệ thống HVAC, nên sử dụng HEPA Box không quạt để tiết kiệm chi phí.
- Nếu nhà máy không có hệ thống HVAC, nên sử dụng FFU để đảm bảo hiệu quả lọc khí.
- Trần nhà: Cách bố trí phổ biến nhất, giúp không khí sạch phân bố đồng đều từ trên xuống.
- Tường gần cửa gió: Phù hợp với khu vực có diện tích nhỏ, giúp tận dụng tối đa diện tích nhà xưởng.
- Luồng khí sạch phải luôn chảy từ khu vực sạch nhất xuống khu vực ít sạch hơn để tránh nhiễm chéo.
- Phòng sản xuất chính: HEPA Box lắp trên trần, kết hợp với cửa gió hồi để duy trì áp suất dương.
- Phòng đóng gói vô trùng: HEPA Box bố trí phía trên băng chuyền, đảm bảo không khí sạch bao quanh sản phẩm.
- Kho bảo quản nguyên liệu: HEPA Box đặt trên cao, giúp duy trì chất lượng nguyên liệu trong thời gian dài.
- Tránh lắp đặt gần máy móc tỏa nhiệt lớn, vì có thể làm giảm hiệu suất lọc khí.
- Đảm bảo khoảng cách hợp lý giữa các HEPA Box, tránh tình trạng một số khu vực không nhận đủ khí sạch.
- Kiểm tra tốc độ gió đầu ra (Face Velocity) để đảm bảo phân bố luồng khí đồng đều.
- Thời gian bảo trì: 1-3 tháng/lần
- Lý do: Bộ lọc sơ cấp giữ lại các hạt bụi lớn trước khi không khí đi qua bộ lọc HEPA. Nếu bị bám bụi nhiều, sẽ làm giảm lưu lượng khí.
- Cách làm sạch: Dùng máy hút bụi hoặc nước để vệ sinh (tùy vào loại lọc sơ cấp).
- Chu kỳ thay thế: 6-12 tháng/lần (tùy vào mức độ sử dụng).
- Lưu lượng gió giảm đáng kể.
- Xuất hiện mùi khó chịu hoặc hơi ẩm trong không khí.
- Kết quả kiểm tra hạt bụi không đạt tiêu chuẩn phòng sạch.
- Mục đích: Đảm bảo luồng khí vẫn lưu thông tốt qua bộ lọc HEPA.
- Thiết bị đo: Sử dụng đồng hồ đo chênh áp (Differential Pressure Gauge).
- Ngưỡng cảnh báo: Nếu áp suất chênh lệch vượt quá 250 Pa, cần thay bộ lọc HEPA.
- Không tái sử dụng bộ lọc HEPA sau khi hết tuổi thọ.
- Ghi chép lịch sử bảo trì để có kế hoạch thay thế kịp thời.
- Đào tạo nhân viên kỹ thuật về quy trình bảo trì đúng cách để tránh hư hỏng thiết bị.