食品与饮料制造中的泵要求

2025年9月18日

食品与饮料行业对泵的要求远不止基本功能。在该行业设计与制造泵时，必须满足特定的挑战和监管要求。从维持卫生标准到满足大批量生产的需求，食品与饮料泵制造商必须应对复杂的局面。

崛起的食品与饮料制造业

食品与饮料制造设施利用劳动力、机械设备、能源和专业知识，将食品原材料转化为供中间或最终消费的产品。一些产品，如用于汽水生产的糖浆，可作为进一步加工的原料。

根据美国商务部人口普查局的《县商业模式》数据，全美有近43,000家食品与饮料加工设施。人口普查局的 《制造业年度调查》 也报告称，食品与饮料制造商占美国制造业总销售额的17%和总雇员的15%。更具体地说，该行业在2023年贡献了超过5343亿美元的国内生产总值和近350万个就业岗位，专家预测其在2025年的总收入增长率将在2.5%至3.5%之间。

肉类加工在食品与饮料制造业中领先，紧随其后的是乳制品、饮料以及谷物和油籽。其中，饮料制造业的增长最为显著，仅2023年增长率就达23%。这一增长主要由啤酒厂推动，其在过去五年中贡献了饮料制造业总增长量的一半以上。

随着食品与饮料制造业的持续增长，现在对可靠制造合作伙伴的需求更为迫切，他们需要能够应对并遵守严格的 美国食品药品监督管理局（FDA） 法规与合规标准。

食品与饮料应用中的泵

食品与饮料行业依赖多种不同类型的泵来输送流体。这些包括气动双隔膜泵（AODD）、离心泵和桶泵。

AODD泵设计用于处理从稀薄液体到粘稠产品的各种物料，使其成为各种食品加工任务的理想选择。与旋转凸轮泵、齿轮泵和渐进式腔体泵相比，它们可能成本更低，因此比其他正排量技术更经济。

离心泵设计用于提供稳定的流速，特别适合食品与饮料生产中的大批量输送操作。其坚固的结构提供了优异的耐化学性，并能承受更高的管道负荷。

桶泵在处理粘稠或粘性液体（如油类、糖浆和酱料）时特别有用，确保平稳、卫生和可控的输送，同时满足行业对
安全与卫生

食品制造中的FDA法规

1938年，FDA被授予执行食品安全和召回有害食品、添加剂、药品和化妆品的权力。近30年后，FDA建立了《良好生产规范》（GMPs），这是一套联邦法规（《联邦法规汇编》第21篇第110部分），构成了FDA合规的基础，为制造过程中保持一致性、质量和安全提供了基本准则。

基于这些法规，《食品安全现代化法案》（FSMA）于2011年通过，授权美国食品药品监督管理局（FDA）监管供人类或动物消费的食品的收获、加工和运输。具体而言，FSMA通过实施危害分析和预防控制来重点预防污染。

四年后，即2015年9月，FDA更新了GMP，制定了现行良好生产规范（cGMP）。特别是针对食品和饮料的cGMP法规在21 CFR第117部分中确立。这些指南涉及食品工厂的设计与建造、工厂场地的维护、工厂设备、卫生操作、设施卫生以及食品生产过程中的生产和过程控制等方面。

当食品或饮料制造商符合FDA设定的关于安全、质量和制造标准的现行良好生产规范时，它们被视为符合FDA要求。或者，设备也可以被认定为食品级，这意味着它已被FDA或其他监管机构（如美国国家标准学会、国家卫生基金会或欧盟）认定为在食品生产中安全使用。 American National Standards Institute, National Sanitation Foundation or European Union.

FDA合规标准与食品级标准之间的关键区别在于，食品级设备主要关注与食品直接接触材料的安全性。例如，食品加工或制备中使用的材料（如不锈钢或食品级塑料）可能需要满足特定的安全标准。通常，食品级设备符合确保有害化学物质或物质不会渗入食品的安全标准，且设备耐用、易于清洁以防止污染。

FDA批准泵的材料考量因素

食品和饮料应用领域的泵制造商必须考虑泵本身使用的材料以及与加工产品接触的材料。

食品接触材料的法规通常由CFR 21 Part 177指导，该部分确定了被认为在食品接触表面使用安全的物质。这些包括：不锈钢：不锈钢具有高耐用性、耐腐蚀性和易清洁性，使其成为FDA监管行业中泵的常用材料。不锈钢，特别是304和316等级，常用于泵壳体、轴和其他关键部件。FDA批准的弹性体和密封件：氟橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶和聚四氟乙烯（PTFE）等弹性体耐化学腐蚀、无毒且易清洁。它们常用于密封件、垫圈和O型圈。聚丙烯和PVC：这些热塑性塑料耐化学腐蚀，可模制成各种形状，使其适用于泵壳体、阀门等部件。PTFE：PTFE具有化学惰性、不粘性和耐高温性，使其成为处理强腐蚀性化学品或高温的泵部件的优选材料。陶瓷或涂层：泵部件上可能使用陶瓷和其他专用涂层，以防止腐蚀并便于清洁。这些材料通常无反应性且耐用，并且需要获得FDA批准用于食品接触，并符合21 CFR的相关章节。 CFR 21 Part 177 , which identifies substances that are considered safe for use in food contact surfaces. These include:

1. Stainless steel: Stainless steel is highly durable, resistant to corrosion and easy to clean, making it a common material for pumps in FDA-regulated industries. Stainless steel, especially grades 304 and 316, is commonly used for pump housings, shafts and other critical components.
   
2. FDA-approved elastomers and seals: Elastomers such as fluoroelastomers, silicone rubber, ethylene propylene diene monomer and polytetrafluoroethylene (PTFE) are chemical resistant, nontoxic and easy to clean. They are often used for seals, gaskets and O-rings.
   
3. Polypropylene and PVC: These thermoplastics are resistant to chemicals and can be molded into various shapes, making them suitable for pump components like housings and valves.
   
4. PTFE: PTFE is chemically inert, nonstick and resistant to high temperatures, making it a preferred material for pump components that handle aggressive chemicals or high temperatures.
   
5. Ceramics or coatings: Ceramic and other specialized coatings may be used on pump components in order to prevent corrosion and make cleaning easier. These materials are typically nonreactive and durable, and they need to be FDA-approved for food contact and compliant with the relevant sections of 21 CFR.
   
6. 钛： 钛具有极强的耐腐蚀性，特别是在高纯度环境中，常用于制药和食品行业。

在选择符合FDA标准的泵材料时，了解应避免哪些物质以确保安全、合规性和产品完整性非常重要。这些包括：

1. 含有有毒添加剂的材料： 某些材料，如某些塑料或橡胶，可能含有增塑剂和/或稳定剂等添加剂，这些添加剂可能渗出并污染食品或药品。一些常见例子包括含有未经FDA批准的添加剂的聚碳酸酯和PVC。
   
2. 铜和铜合金： 铜及其合金（如黄铜）通常不符合FDA标准，因为它们容易腐蚀，并可能导致金属析出，尤其是在食品中。通常建议使用不锈钢替代铜基材料。
   
3. 某些橡胶： 并非所有橡胶材料都获得FDA批准用于直接食品接触。有些可能含有有害化学物质，可能渗入产品中。
   
4. 木材或未经批准的复合材料： 应避免使用木材、未经批准的复合材料以及某些其他多孔材料，因为它们无法完全消毒，并可能滋生细菌或污染物。