Lọc ULPA có thực sự cần thiết trong sản xuất thực phẩm?

Trong ngành sản xuất thực phẩm, kiểm soát chất lượng không khí là yếu tố quan trọng để đảm bảo sản phẩm an toàn và đạt tiêu chuẩn vệ sinh. Lọc ULPA (Ultra Low Penetration Air Filter) là một trong những bộ lọc có khả năng loại bỏ hạt bụi siêu nhỏ và vi khuẩn hiệu quả nhất, nhưng liệu nó có thực sự cần thiết trong mọi quy trình sản xuất thực phẩm? Cùng Thiết bị phòng sạch VCR tìm hiểu Bài viết này sẽ phân tích vai trò, ứng dụng và những yếu tố cần cân nhắc khi sử dụng lọc ULPA, giúp doanh nghiệp đưa ra quyết định tối ưu về hệ thống lọc khí.

I. Sự khác biệt giữa lọc ULPA và các loại lọc khác

Trong hệ thống lọc khí phòng sạch, HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter) và ULPA (Ultra Low Penetration Air Filter) là hai loại bộ lọc phổ biến nhất. Cả hai đều có khả năng loại bỏ bụi mịn, vi khuẩn và các tạp chất trong không khí, nhưng chúng khác nhau về hiệu suất lọc, mức độ cản trở không khí và ứng dụng thực tế.

1. So sánh lọc ULPA với lọc HEPA

Lọc HEPA có khả năng loại bỏ 99,97% - 99,995% các hạt bụi có kích thước từ 0,3 µm trở lên. Trong khi đó, lọc ULPA có hiệu suất lọc cao hơn, đạt 99,9995% - 99,999995%, loại bỏ các hạt bụi siêu nhỏ có kích thước từ 0,12 µm trở lên.
Về thiết kế, lọc ULPA có mật độ màng lọc dày hơn so với HEPA, điều này giúp lọc được các hạt nhỏ hơn nhưng cũng làm tăng sức cản luồng không khí. Do đó, tốc độ khí đi qua bộ lọc ULPA thường thấp hơn, dẫn đến yêu cầu hệ thống quạt có công suất mạnh hơn để đảm bảo lưu thông không khí hiệu quả.
Chi phí sản xuất và lắp đặt lọc ULPA cũng cao hơn so với lọc HEPA do công nghệ sản xuất phức tạp hơn. Trong các ứng dụng thực tế, lọc HEPA được sử dụng phổ biến hơn nhờ hiệu suất cao và chi phí hợp lý. Ngược lại, lọc ULPA chỉ được dùng trong những môi trường yêu cầu độ sạch cực cao như phòng sạch cấp độ ISO 5 - ISO 6, nơi cần kiểm soát nghiêm ngặt các hạt bụi siêu nhỏ và vi khuẩn.

Xem thêm: Hepa Filer và Ulpa Filter - Điểm khác biệt là gì?

2. Khả năng lọc và phạm vi ứng dụng

Lọc HEPA thường được sử dụng trong các nhà máy sản xuất thực phẩm có yêu cầu kiểm soát không khí sạch nhưng không cần mức độ vô trùng tuyệt đối. Chúng phù hợp với phòng sạch cấp độ ISO 7 - ISO 8, như khu vực chế biến thực phẩm, đóng gói sản phẩm hoặc kho bảo quản nguyên liệu.
Ngược lại, lọc ULPA được ứng dụng trong những môi trường có yêu cầu độ sạch cao hơn, chẳng hạn như phòng sạch cấp độ ISO 5 - ISO 6. Đây là những khu vực sản xuất thực phẩm chức năng, sữa bột hoặc thực phẩm vô trùng, nơi cần hạn chế tối đa vi khuẩn và hạt bụi siêu nhỏ để bảo đảm chất lượng sản phẩm.
Tóm lại, mặc dù lọc ULPA có khả năng lọc không khí vượt trội hơn HEPA, nhưng không phải ngành thực phẩm nào cũng cần sử dụng loại lọc này. Việc lựa chọn bộ lọc phù hợp cần dựa trên yêu cầu về độ sạch của môi trường sản xuất, chi phí đầu tư và khả năng vận hành của hệ thống lọc khí.

II. Yêu cầu về chất lượng không khí trong ngành thực phẩm

Không khí sạch đóng vai trò quan trọng trong ngành sản xuất thực phẩm, giúp ngăn ngừa ô nhiễm, kéo dài tuổi thọ sản phẩm và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Để duy trì môi trường sản xuất đạt chuẩn, các doanh nghiệp thực phẩm phải tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về kiểm soát không khí và quản lý nguy cơ ô nhiễm từ vi khuẩn, vi rút, bụi bẩn và nấm mốc.

1. Tiêu chuẩn về không khí trong sản xuất thực phẩm

Để đảm bảo chất lượng không khí trong sản xuất thực phẩm, nhiều tiêu chuẩn quốc tế đã được thiết lập nhằm kiểm soát mức độ ô nhiễm không khí và yêu cầu về hệ thống lọc khí.
Tiêu chuẩn ISO 14644-1 quy định các cấp độ phòng sạch
ISO 14644-1 là tiêu chuẩn quốc tế về phòng sạch, quy định số lượng hạt bụi có trong không khí theo từng cấp độ. Trong ngành thực phẩm, các khu vực sản xuất thường áp dụng các cấp độ phòng sạch sau:

• ISO 7 - ISO 8: Dùng trong khu vực chế biến, đóng gói thực phẩm.
• ISO 5 - ISO 6: Dùng trong sản xuất thực phẩm chức năng, sữa bột, nơi cần môi trường không khí siêu sạch.

Mỗi cấp độ yêu cầu hệ thống lọc khí phù hợp, từ lọc HEPA (H10 - H14) cho phòng sạch ISO 7 - ISO 8 đến lọc ULPA (U15 - U17) cho phòng sạch ISO 5 - ISO 6.

HACCP, GMP, ISO 22000 yêu cầu kiểm soát chất lượng không khí
Bên cạnh ISO 14644-1, các tiêu chuẩn như HACCP, GMP và ISO 22000 cũng quy định nghiêm ngặt về kiểm soát không khí trong sản xuất thực phẩm:

• HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points): Yêu cầu kiểm soát mối nguy từ không khí, đặc biệt là vi khuẩn và nấm mốc có thể ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm.
• GMP (Good Manufacturing Practice): Đòi hỏi nhà máy sản xuất thực phẩm phải có hệ thống thông gió và lọc khí để đảm bảo vệ sinh.
• ISO 22000: Tiêu chuẩn quản lý an toàn thực phẩm, trong đó yêu cầu duy trì môi trường không khí sạch trong toàn bộ quá trình sản xuất.

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp doanh nghiệp giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm thực phẩm và nâng cao chất lượng sản phẩm.

2. Mức độ nguy hiểm của vi khuẩn, vi rút trong sản xuất thực phẩm

Trong môi trường sản xuất thực phẩm, vi khuẩn, vi rút và nấm mốc có thể dễ dàng xâm nhập vào sản phẩm nếu không khí không được kiểm soát chặt chẽ. Chúng không chỉ làm giảm chất lượng thực phẩm mà còn gây ra các vấn đề về sức khỏe cho người tiêu dùng.
Vi khuẩn, nấm mốc có thể ảnh hưởng đến chất lượng và hạn sử dụng của thực phẩm

• Vi khuẩn như Salmonella, Listeria, E. coli có thể gây ngộ độc thực phẩm nếu xâm nhập vào sản phẩm trong quá trình sản xuất.
• Nấm mốc có thể phát triển trong môi trường có độ ẩm cao, ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc và thời hạn sử dụng của thực phẩm.
• Các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs) do vi sinh vật tạo ra có thể làm thay đổi thành phần hóa học của sản phẩm, gây mất chất dinh dưỡng hoặc làm hư hỏng thực phẩm nhanh hơn.

Hệ thống lọc khí ULPA có thể giúp loại bỏ tới 99,9995% - 99,999995% vi khuẩn, vi rút và các hạt siêu nhỏ, giúp kiểm soát môi trường không khí và giảm nguy cơ nhiễm khuẩn.

Một số sản phẩm cần kiểm soát vi khuẩn chặt chẽ hơn như sữa bột, thực phẩm chức năng

Không phải tất cả các loại thực phẩm đều yêu cầu kiểm soát không khí ở mức độ cao như nhau. Một số sản phẩm cần được bảo vệ nghiêm ngặt hơn để tránh nhiễm khuẩn, bao gồm:

• Sữa bột và sản phẩm từ sữa: Quá trình sản xuất sữa bột yêu cầu không khí siêu sạch vì vi khuẩn có thể ảnh hưởng đến chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm.
• Thực phẩm chức năng và dinh dưỡng y tế: Những sản phẩm này có tiêu chuẩn vệ sinh cao do ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng.
• Thực phẩm vô trùng: Như sữa thanh trùng, đồ uống dinh dưỡng, yêu cầu môi trường không khí gần như vô khuẩn để tránh lây nhiễm chéo.

Ở những khu vực này, lọc ULPA (U15 - U17) thường được sử dụng để đảm bảo không khí đạt tiêu chuẩn ISO 5 - ISO 6, giúp kiểm soát vi sinh vật một cách tối ưu.

III. Ứng dụng của lọc ULPA trong ngành thực phẩm

Lọc ULPA là một trong những bộ lọc có hiệu suất cao nhất trong hệ thống lọc khí phòng sạch, giúp loại bỏ đến 99,9995% - 99,999995% các hạt bụi siêu nhỏ, vi khuẩn và vi rút có kích thước ≥ 0,12 µm. Tuy nhiên, không phải tất cả các ngành sản xuất thực phẩm đều cần đến mức độ lọc này. Việc sử dụng lọc ULPA chủ yếu phù hợp với những lĩnh vực yêu cầu môi trường không khí cực kỳ sạch, trong khi một số ngành khác có thể chỉ cần sử dụng lọc HEPA để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

1. Các lĩnh vực cần lọc ULPA

Một số ngành sản xuất thực phẩm có yêu cầu cao về độ sạch của không khí, đặc biệt là các sản phẩm dễ bị nhiễm khuẩn và có thời gian bảo quản dài. Trong những lĩnh vực này, lọc ULPA đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa ô nhiễm vi sinh và duy trì chất lượng sản phẩm.
Sản xuất sữa bột, thực phẩm chức năng

• Yêu cầu về môi trường sản xuất: Sữa bột và thực phẩm chức năng có yêu cầu khắt khe về chất lượng không khí, vì chỉ cần một lượng nhỏ vi khuẩn hoặc nấm mốc cũng có thể làm hỏng sản phẩm hoặc rút ngắn thời gian bảo quản.
• Ứng dụng lọc ULPA:

• Sử dụng lọc ULPA U15 - U17 trong phòng sạch cấp ISO 5 - ISO 6, đặc biệt là trong các giai đoạn sấy khô và đóng gói để tránh nhiễm khuẩn.
• Kết hợp với hệ thống kiểm soát độ ẩm để hạn chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc trong không khí.

Sản xuất thực phẩm vô trùng
Nhóm thực phẩm cần kiểm soát vi khuẩn nghiêm ngặt:

• Đồ uống dinh dưỡng, nước trái cây, sữa thanh trùng là những sản phẩm dễ bị nhiễm vi khuẩn nếu không có môi trường vô trùng.
• Sản phẩm yêu cầu đảm bảo không khí sạch trong suốt quá trình sản xuất để tránh lây nhiễm vi khuẩn từ môi trường bên ngoài.
  
  

Ứng dụng lọc ULPA:

• Dùng lọc ULPA U15 - U17 để đảm bảo không khí không chứa bụi mịn, vi khuẩn trong khu vực chiết rót và đóng gói.
• Hỗ trợ giảm thiểu việc sử dụng chất bảo quản, nâng cao chất lượng sản phẩm.
  
  

Phòng kiểm nghiệm thực phẩm
Vai trò của môi trường sạch trong phòng kiểm nghiệm:

• Các phòng thí nghiệm phân tích chất lượng thực phẩm cần không khí sạch để tránh lây nhiễm chéo giữa các mẫu thử.
• Đặc biệt trong các phòng kiểm tra vi sinh, một lượng nhỏ vi khuẩn hoặc nấm mốc từ không khí có thể làm sai lệch kết quả kiểm nghiệm.
  
  

Ứng dụng lọc ULPA:

• Sử dụng lọc ULPA U15 - U17 trong hệ thống điều hòa không khí để giữ không khí trong phòng kiểm nghiệm luôn ở mức vô trùng.
• Đảm bảo đạt tiêu chuẩn ISO 5 - ISO 6, giúp kết quả kiểm nghiệm chính xác và đáng tin cậy.

2. Các lĩnh vực không cần thiết dùng lọc ULPA

Mặc dù lọc ULPA có hiệu suất lọc cao, nhưng không phải tất cả các ngành sản xuất thực phẩm đều cần sử dụng loại lọc này. Trong một số lĩnh vực, việc sử dụng lọc HEPA là đủ để đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, đồng thời giúp tiết kiệm chi phí vận hành.
Sản xuất bánh kẹo, nước giải khát, thực phẩm chế biến sẵn
Mức độ yêu cầu về chất lượng không khí:

• Các sản phẩm như bánh kẹo, snack, nước giải khát và thực phẩm chế biến sẵn thường ít bị ảnh hưởng bởi vi khuẩn trong không khí.
• Các quá trình chế biến như nướng, chiên, tiệt trùng bằng nhiệt độ cao giúp tiêu diệt phần lớn vi khuẩn có trong sản phẩm.
  
  

Lựa chọn hệ thống lọc khí phù hợp:

• Sử dụng lọc HEPA H13 - H14 là đủ để đảm bảo môi trường sạch trong quá trình sản xuất.
• Lọc ULPA không thực sự cần thiết, vì chi phí cao và có thể làm giảm hiệu suất hệ thống thông gió.
  
  

Nhà máy sản xuất thịt, hải sản
Yêu cầu về kiểm soát chất lượng không khí:

• Ngành chế biến thịt và hải sản không yêu cầu mức độ lọc không khí quá cao như ngành thực phẩm vô trùng, nhưng cần kiểm soát mùi và vi khuẩn từ không khí.
• Các sản phẩm này dễ bị hỏng do vi khuẩn, nhưng các phương pháp bảo quản như cấp đông, hút chân không hoặc xử lý nhiệt giúp giảm thiểu nguy cơ nhiễm khuẩn từ không khí.
  
  

Hệ thống lọc khí phù hợp:

• Lọc than hoạt tính là lựa chọn tối ưu để kiểm soát mùi hôi từ quá trình chế biến thịt và hải sản.
• Lọc HEPA H13 - H14 kết hợp với hệ thống kiểm soát độ ẩm giúp giảm thiểu vi khuẩn trong không khí mà không cần phải sử dụng lọc ULPA.
  
  

IV. Nhược điểm và thách thức khi sử dụng lọc ULPA

Mặc dù lọc ULPA có khả năng lọc sạch không khí với hiệu suất cao nhất, nhưng việc sử dụng loại lọc này cũng đi kèm với nhiều thách thức. Không phải tất cả các ngành sản xuất thực phẩm đều cần đến lọc ULPA, và khi áp dụng, doanh nghiệp phải cân nhắc đến chi phí, khả năng vận hành cũng như yêu cầu bảo trì. Dưới đây là ba nhược điểm chính khi sử dụng lọc ULPA trong sản xuất thực phẩm.

1. Chi phí đầu tư cao

Một trong những rào cản lớn nhất khi sử dụng lọc ULPA là chi phí cao hơn đáng kể so với lọc HEPA.

• Giá thành đắt đỏ: Lọc ULPA có giá cao hơn lọc HEPA từ 1,5 - 2 lần, do cấu trúc màng lọc phức tạp hơn và quy trình sản xuất yêu cầu công nghệ tiên tiến hơn. Điều này có thể gây áp lực tài chính cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ khi đầu tư vào hệ thống lọc khí.
• Tăng chi phí vận hành: Do màng lọc ULPA có mật độ cao hơn, luồng không khí phải đi qua một trở kháng lớn hơn so với lọc HEPA. Điều này yêu cầu quạt công suất lớn hơn, dẫn đến tiêu tốn nhiều điện năng hơn để duy trì lưu lượng không khí trong hệ thống.
• Chi phí lắp đặt và nâng cấp hệ thống: Khi sử dụng lọc ULPA, hệ thống HVAC hoặc phòng sạch có thể cần được thiết kế lại để phù hợp với yêu cầu của bộ lọc, làm tăng thêm chi phí ban đầu.

Với những chi phí đầu tư và vận hành cao, các doanh nghiệp cần đánh giá kỹ xem việc sử dụng lọc ULPA có thực sự mang lại giá trị xứng đáng với chi phí bỏ ra hay không.

2. Bảo trì và thay thế phức tạp

Bộ lọc ULPA không chỉ có chi phí cao mà còn yêu cầu quy trình bảo trì nghiêm ngặt để đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.

• Cần thay thế định kỳ: Giống như các bộ lọc khác, lọc ULPA có thời gian sử dụng nhất định và cần được thay thế định kỳ để duy trì khả năng lọc tối ưu. Nếu bộ lọc quá tải hoặc bị tắc nghẽn, hệ thống thông gió sẽ hoạt động kém hiệu quả, làm giảm chất lượng không khí trong phòng sạch.
• Ảnh hưởng đến lưu lượng không khí: Do màng lọc dày hơn và có sức cản lớn hơn, nếu không bảo trì đúng cách, lọc ULPA có thể làm giảm lưu lượng không khí, dẫn đến hiện tượng tích tụ nhiệt và độ ẩm, tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển.
• Chi phí thay thế cao: So với lọc HEPA, việc thay thế lọc ULPA tốn kém hơn đáng kể. Ngoài giá bộ lọc cao, doanh nghiệp còn phải đầu tư vào nhân công, thời gian bảo trì và hệ thống kiểm tra chất lượng sau khi thay thế.

Nếu không được bảo trì đúng cách, hiệu suất lọc của ULPA có thể giảm đáng kể theo thời gian, gây lãng phí chi phí đầu tư ban đầu và ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất.

Xem thêm: Thời điểm cần thay thế bộ lọc HEPA, ULPA

3. Hiệu suất lọc cao nhưng không cần thiết cho mọi ngành

Mặc dù lọc ULPA có khả năng loại bỏ các hạt bụi và vi khuẩn siêu nhỏ, nhưng không phải ngành thực phẩm nào cũng yêu cầu mức độ sạch cao như vậy. Trong nhiều trường hợp, sử dụng lọc HEPA đã đủ để đảm bảo chất lượng sản xuất.

• Không cần thiết trong các ngành thực phẩm thông thường: Những ngành như sản xuất bánh kẹo, nước giải khát, thực phẩm chế biến sẵn không yêu cầu môi trường vô trùng nghiêm ngặt, vì các quá trình như nướng, chiên, tiệt trùng đã giúp loại bỏ phần lớn vi khuẩn.
• Tập trung vào kiểm soát yếu tố khác: Trong chế biến thịt và hải sản, mối quan tâm chính không phải là độ sạch của không khí, mà là kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ và mùi. Do đó, các nhà máy trong lĩnh vực này thường sử dụng lọc than hoạt tính để xử lý khí thải và mùi hôi, thay vì đầu tư vào lọc ULPA đắt đỏ.
• Ứng dụng phổ biến hơn trong ngành dược phẩm và điện tử: Lọc ULPA thường được sử dụng nhiều hơn trong các ngành yêu cầu môi trường cực kỳ sạch như sản xuất dược phẩm, linh kiện điện tử, nơi chỉ một lượng bụi nhỏ cũng có thể làm hỏng sản phẩm. Trong khi đó, ngành thực phẩm chỉ có một số lĩnh vực đặc thù như sản xuất sữa bột, thực phẩm chức năng, thực phẩm vô trùng mới thực sự cần đến ULPA.
  
  

V. Kết luận

Lọc ULPA có khả năng loại bỏ vi khuẩn, bụi mịn và vi rút với hiệu suất cực cao, giúp đảm bảo môi trường không khí sạch trong sản xuất thực phẩm. Tuy nhiên, việc sử dụng lọc ULPA đi kèm với chi phí đầu tư lớn, yêu cầu bảo trì phức tạp và không phải lĩnh vực thực phẩm nào cũng cần đến mức độ lọc này.
Trong các ngành sản xuất sữa bột, thực phẩm chức năng, thực phẩm vô trùng, lọc ULPA là giải pháp tối ưu để kiểm soát vi khuẩn và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, với các ngành bánh kẹo, nước giải khát, chế biến thịt và hải sản, sử dụng lọc HEPA hoặc lọc than hoạt tính có thể là lựa chọn hợp lý hơn về mặt chi phí và hiệu quả.
Doanh nghiệp cần cân nhắc kỹ về yêu cầu chất lượng không khí, chi phí và lợi ích trước khi đầu tư vào hệ thống lọc ULPA, nhằm tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

Hieu VCR