食品工作服为什么需要防静电?

时间: 2024-07-06 20:09:44 |   作者: 资产

  摘要:食品工作服是食品生产、制作的步骤中的重要防护装备,对于食品安全和质量有着密切的关系,防静电功能作为食品工作服的基本功能之一,已经慢慢的受到食品生产制造企业的重视,本文主要就食品工作服为何需要防静电,以及食品工作服防静电的原理及检测进行详细的说明和介绍。

  我国是人口大国,也是食品生产和消费大国,据统计,2022年我国精制食用植物油产量达4881.9万吨、肉类达3632.5万吨,糖类也有1486.8万[1],如此巨量的食品生产、流通与消费行为,其中的安全和质量上的问题容不得一点马虎。

  食品工作服作为防止相关人员异物混入的重要配套“设备”,已得到了慢慢的变多的重视,2019年发布的我国第一份关于食品工作服的国家标准GB/T 37850《食品从业人员用工作服技术方面的要求》,更是慢慢的变成为了饮食业评估、选择、验证工作服的重要依据,新型的具有防静电功能的食品工作服也随着国标的宣贯推广以及大众安全意识的提升,而渐渐地受到了慢慢的变多的食品企业的采纳和应用。

  然而,近期食品工服市场出现了一些标称具有防静电性能,实际却达不到防静电指标要求的产品,给企业选购和使用工作服带来了一定风险。本文将从食品工作服防静电的作用、原理以及检测、鉴别等几个部分出发,来协助读者了解食品工作服与防静电,帮助食品企业更好的选择合适的防护装备。

  生产生活中最常见的静电产生方式,是材料通过摩擦、接触和分离而导致电子的得失,从而在表面上呈现不同极性的电荷,也就是人们常说的“摩擦起电”。只要有摩擦,就会有静电,可以说静电是无处不在的,我们日常的一个简单走动、站起、转身的动作,都会因为衣物、皮肤和其他家具的摩擦、分离而产生从几十到几千伏甚至上万伏的静电。

  但人对于静电的感知是不敏锐的。关车门时被静电电击,静电电压可能有3000V;打开塑料包装时,听到噼啪的放电声,静电压来到了4000V;冬季穿脱羊毛衫时的电火花,常常要高达5000V的静电。1000V以下的静电和静电放电,通常是不会被感受和观察到的。

  而我们的衣服只要有少量的静电就可吸附空气中的灰尘和头发,这就是静电的吸附效应。静电吸附效应,是指带静电荷的物体由于静电感应原理使靠近它的物体产出相反极性的电荷,因此导致两个物体间产生吸引力而靠近(异性相吸)的现象。中学物理课用塑料尺摩擦头发后会吸附小纸片的试验,就是静电吸附效应的最佳解释。

  所以,如果我们服装上带有一定量的静电荷,就有可能随时随地吸附空气当中悬浮的灰尘和人体上脱落下来的毛发,并将其携带进入生产环境。

  食品生产环境,不论要求高还是低,不论是清洁作业区还是准清洁作业区,本质上都是一个环境必须受控的洁净区域,表1的食品车间洁净控制要求来自于GB/T 50687《食品制造业洁净用房建筑技术规范》。

  在洁净/清洁生产领域有一个公认的理论——要保持洁净或清洁,就必须消除静电;要做洁净控制,就必须要考虑静电控制的问题。为了能够更好的保证生产环境达到相应的卫生等级,不仅要在建筑、设备、器具和工艺上做到合理设计和有效管控,还需要对人员及人员服装来管理,如果服装带有静电,将会吸附灰尘和毛发,导致异物混入的风险。

  越来越多的食品企业在人员进入车间前设置了风淋室和服装清洁用粘尘滚筒,目的是通过风淋或滚筒清除人员及服装上携带的灰尘、毛发,如果员工穿着的服装不具备防静电功能,则风淋和滚筒的效果将大打折扣,异物混入的可能性将大大增加。

  另外,如果生产环境中存在易燃的液体、气体或粉体,防静电功能不达标的服装在生产操作的流程中可能积累大量静电,当静电荷积累到某些特定的程度就会出现静电放电,一个微小的静电放电花火,就可能会带来难以估量的损伤和危害。因此,在部分特殊环境,服装的防静电静电性能还一定要满足强制性国标GB 12014《防护服装 防静电服》的有关法律法规[3]。

  要实现工作服的防静电功能,就要让服装材料(主要是面料)不容易产生并不易积累静电,最常见的手段有两类,一类是让服装更容易“吸水”,另一类是让服装更加“导电”。

  “吸水”的方案,主要是使用亲水性的抗静电剂对服装面料进行后整理,让服装更加容易吸收到空气中的水分子,见图1,“含有水分”的工作服面料不仅表面相对润滑,绝缘性也会下降,在穿用过程中相对不易产生静电。但,使用抗静电剂进行后整理的工作服存在两个致命缺点——一是不耐洗涤,几次洗涤后之后,就不具备吸收水分的功能了;二是在干燥环境(例如冬春季节)中无法吸收水分子,也就无法起到防静电的作用。

  “导电”的方案,主要是在服装面料织造的过程按照一定的间隔设计加入导电纤维。导电纤维本身具静电耗散的特性,加入到面料组织中以后,可以通过传导、感应和电晕放电的方式,减少面料的静电荷产生和积累,见图2。这种方式制作的工作服,防静电耐洗性能大幅度的提高,并且不易受环境温湿度的影响,是目前最主要的服装防静电的解决方案。

  作为目前最主要的工作服防静电解决方案,导电纤维的类型以及加入方式对于工作服的防静电性能有很重要的影响。目前市场上存在导电纤维能够说是五花八门,排除专用于电磁屏蔽领域的金属纤维,导电纤维从外观上分主要黑色、白色和灰色三类,各种导电纤维的结构类型、功能特点及适用领域可参加表2。

  从表中能够准确的看出,白色导电纤维由于导电成分在涤纶内部,不仅没有脱落的风险,还能确保服装布面颜色的一致性,更便于识别工作服的毛发吸附和脏污问题,减少人员携带异物的风险,非常适用于食品生产加工领域。

  此外,导电纤维的排列方式也对服装的防静电性能有重要影响,通常是导电纤维加入量越大,防静电性能越好,表3的数据说明了导电纤维的加入量和排列方式对于面料摩擦起电电的影响。

  所以,根据应用领域的需求选择适配的导电纤维及排列方式,对于工作服的防静电性能的适用性有很重要的决定作用。而导电纤维作为高技术上的含金量产品,在防静电面料中加入量虽不多,成本占比却高达2%~10%,也因此成了厂商提升产品性能及控制产品成本的重要着眼点。

  为了识别食品工作服的防静电性能是不是满足要求,通常需要进行严谨的检测,根据我国食品工作服标准GB/T 37850《食品从业人员工作服技术要求》的规定[5],有防静电要求的工作服,其带带电荷量应满足GB 12014《防护服装 防静电服》的B类要求,也就是说食品工作服经模拟洗涤100次后,其带电电荷量不应大于0.6μC,其中的模拟洗涤是为了确保工作服在多次洗涤后仍然具有防静电性能。电荷量的测试装置装置见图3。

  工作服的使用方可要求供应商提供有关的检测报告,也可自行检测或送第三方机构进行检测验证,以确保服装的防静电性能满足规定的要求。

  如前文所述,导电纤维决定了服装的防静电性能,但成本占比较高,部分工作服面料厂商为降低成本提升竞争力,使用了普通纱线来代替导电纤维,如下图3。

  照片中的产品标称是1cm×2cm导电纤维间距加入面料,外观上也确实呈现了1×2cm的暗格纹,但经过仔细辨认外观及性能检验测试确认,发现“√”所指示的位置为具有防静电性能的导电纤维,而“×”所指示的位置其实是普通的不具备防静电功能的纱线,这样的产品电荷量不足以满足<0.6μC的规定要求,在实际体验中,也更易吸附灰尘和毛发。

  白色导电纤维由于其外观和性能特点,更适用于饮食业,但由于其导电成分在纤维内部,不能通过常规的电阻检测来识别,也给“以假乱真”提供了更多机会。除了送第三方机构进行电荷量检测鉴别,“真假”白色导电纤维在布面也有细微的区别,如上图3中,“假”纤维颜色略浅,成规律性的每3根“假”加1根“真”,也能看出的。

  此外,还可在服装上取样,将导电纤维从面料中抽出,“真”导电纤维通常是一束丝当中有几根纤维特别不同,而“假”导电纤维则是一束纤维全部都是一样的,如下图4。

  为了避免或减少服装吸附灰尘、毛发,控制人员服装异物混入问题,食品工作服通常需具备防静电功能;导电纤维是实现服装防静电的重要材料,用户要加以谨慎鉴别。

  【1】中国食品制造业协会. 2022年中国食品工业经济运行报告[DB/OL]. 2023. 国家统计联网直报门户.

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  商务部:11月13日至19日生产资料价...据商务部市场运行监测系统显示,11月13日至19日,全国生产资料市场行情报价比前一周上涨0.3%。

  商务部:11月6日至12日食用农产品价...11月6日至12日,全国食用农产品市场行情报价与前一周(环比,下同)基本持平。

  商务部:11月6日至12日生产资料价格...据商务部市场运行监测系统显示,11月6日至12日,全国生产资料市场行情报价比前一周下降0.2%。

  商务部:10月份全国生产资料市场行情报价环...据商务部市场运行监测系统显示,10月份全国生产资料市场行情报价环比上涨0.3%。

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