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烹调油烟污染及其净化技术探讨

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-02-26  来源:中国活性炭网  作者:[db:作者]  浏览次数:1786

  烹调油烟污染及其净化技术探讨程希季学李(污染控制与资源化研究国家重点实验室,同济大学,上海200092)对人体健康不利。现有的净化技术主要有惯性分离、洗涤、过滤以及静电沉积4种,应用仍存在局限性,应尽快开发出高效实用的油烟净化设备以满足社会的需要。

  烹调油烟污染对人体健康的影响近几年来,随着我国经济的不断发展,第三产业蓬勃兴起,饮食店也越来越多。但长期以来我国餐饮业油烟排放没有控制标准,大多数饮食店进行无组织排放,对环境造成很大的危害。同时油烟中的异味使得居民投诉连年上升。经统计,因餐饮业油烟问题的投诉占所有环保投诉的40.随着2000年7月1日国家环保总局饮食业油烟排放标准试行)的实施,餐饮业油烟气处理势在必行。开发合理有效的净化设备对餐饮业油烟进行治理,符合国家制定的油烟排放标准,消除其环境影响,己是迫在眉睫。

  2烹调油烟污染状况分析食用油主要有植物油和动物油两种。烹调温度达到170(时,食用油开始分解,出现少量青烟;随着温度的升高,分解速度加快,当温度达到250(时,油面就会冒出大量具有刺鼻气味的烟气与空气分子碰撞,温度迅速下降后冷凝成露。一般来说,我们所指的油烟气主要是由直径为10-3+m以上的微小油滴所组成的。

  油烟污染物成分比较复杂,既有油脂、蛋白质和原料等在受热条件下进行物理化学反应产生的有机烟气,也有加热操作过程中,油料物料液滴溅裂所分解、氧化、聚合的高分子化合物,再与燃烧烟气混合,形成气态、液态和固态的三类污染。研究表明,油烟气组成化合物至少有300多种,主要有脂肪酸、烷烃、烯烃、醛、酮、酷、芳香化合物和杂环化合物等,具体随所选用的烹调油种类、操作条件、操作规模及操作温度等的不同有很大差异。李中山等曾对不同食用油产生的污染物含量进行过比较测试,结果见表1.从表1可看出,油烟中的苯并芘(Bap)和二苯并蒽(DBahA)都比未加温油增加几十甚至几百倍,菜籽油增加得最多。

  表1三种油在未加温时和油烟雾中测试结果的对比值(!g/g)种类未加温油油烟雾菜籽油豆油玉米油均取5个样品的平均值。

  烹调油烟含有多种有毒化学成分,对机体具有肺脏毒性、免疫毒性、致癌致突变性,对人体健康的危害应引起高度重视。陈宇炼、楚建军、刘占琴等曾对接触烹调油烟后的老鼠进行研究,发现肺部遭到损伤;陈宇炼、朱运奎等测试过志愿者的肺功能,结果表明油烟对呼吸道有强烈刺激作用,可致使黏膜损伤;Hendeeson等报道,烹饪业的鼻咽癌发病率高于其他职业;高玉堂、汪国雄、Wu-Williams等的研究指出,油烟是肺癌发生的重要因素;陈华、王瑾、陈宇炼等发现油烟接触对机体免疫功能有一定抑制作用;瞿永华、邹介智、徐冠雄、朱莉芳等的实验显示,油烟污染还具有致突变性,致突变物质来自不饱和脂肪酸的高温分解产物。

  烹调油烟污染净化技术现状中式烹饪以火饮为主要方式,但我国对烹调油烟污染防治的研究却起步较晚。多年来,保持良好的室内通风条件,或在厨房设置排油烟机是绝大多数餐饮店所采用的方法。但是,抽排油烟不能从根本上解决问题。首先,排油烟机的原型来自国外,国外的烹饪方法与我国大不相同,食物多生吃或加工成半成品,厨房污染程度低,而中式烹饪的厨房温度高、污染严重,简单地照搬国外技术是不合理的;其次,仅仅将厨房操作间内产生的油烟转移到大气环境中,并没有去除污染物,仍然留有污染隐患。近年来,餐饮业的迅速发展使这一问题日趋突出。

  我国80年代油烟净化设备产品开始出现。由于大多数餐馆在居民区周围,油烟气味及设备配套的风机噪声是选择净化设备需要首先考虑的问题,其次良好的设备还应具有较高的净化效率,适当的体积,较低的运行费用,而且无二次污染。目前,油烟处理技术主要有惯性分离、洗涤、过滤以及静电沉积4种,其基本工作原理是运用颗粒物的净化机理去除油烟中的颗粒物。各饮食店应根据自身情况选用适合的净化设备。

  4.1惯性分离惯性分离是通过气流方向的改变所产生的惯性,将油雾中的颗粒物从气流中分离出来,其设备简单,压降较小,但净化效工程与技术率不高,只适用于预处理和对净化效果要求低的场合,通常与其他方法结合应用。

  铁岭环保局的李中山、杨杰研制的冲击折射式油烟气过滤装置,将冲击折射式吸附和筛网过滤吸附机理相结合,取得了良好的效果。过滤装置分3级,1级为筛网,2级为炉渣层,3级为挡板。高速运动的油烟气经过多次冲击碰撞,逐级通过净化器,净化率可达到90'.此法具有系统阻力小,净化效益高,投资少,安装方便等优点,很受用户欢迎,在铁岭市饭店油烟气污染治理中应用广泛。

  北京市劳动保护科学研宄所的邓九兰等研制的复合式油烟及有害气体净化设备,采用旋风分离与吸附过滤相结合的方式净化油烟及有害气体,可去除油烟中的气味,净化效率达85',且更换材料方便,但设备体积较大,需有一定场地放置。

  此设备从开始运行至今效果较好,己经在北京地区安装上百台,取得了可观的经济效益和社会效益。

  洗涤洗涤是用吸收液吸收烟气中污染物,通过气液接触使污染物从气相向液相转移。气液接触的方式不同,效果差别很大。简单的喷淋效果很差,高效装置的结构比较复杂,需在水中添加活性剂,存在洗涤液的处理处置问题。

  上海冠盛厨具有限公司生产的运水烟罩,是将吸风罩和油烟净化装置集于一体。系统工作时洗涤剂以雾化状态喷射,使之与吸入的油烟充分接触,从而达到高效洗涤的目的,然后经叶轮将洗涤残留的油雾、水汽和其他物质甩掉,达到除油、隔烟的效果。

  该法香港使用较普遍。林斌等设计开发的水雾水膜式油烟净化专利产品,是将排烟罩与净化装置结合成一体,在排烟罩内形成水雾水膜洗涤油雾,其安装使用方便,且价格适宜,尤其适用于中小饭店。刘祖文等采用的液膜过滤法利用环形喷头喷出的液体吸收剂形成的液膜净化油烟后,再用金属滤网拦截下污染物。

  吸收液是洗涤吸收操作中至关重要的因素,直接关系到整个吸收洗涤过程的运行效果。居德全等通过实验,寻找到了一种多功能高效吸收液,对油雾污染物的去除率达91.7',提高了吸收液的效率,扩大了洗涤法的应用范围。

  过滤过滤设备现有滤布过滤、纤维过滤等,原理是污染气流通过滤层,油烟颗粒物由于动力捕集作用被除去。此种方法效率高,运行可靠;但是,滤料容易堵塞,需定期更换,压降大,价格较贵。今后应着重从滤料的布置方式和研制开发价格低廉、吸附容量大且对环境不造成二次污染的新型滤料等方面开展研宄。

  上海同济大学的羌宁、季学李、赵建夫以高效、实用、简便为目标,建立了一种新型的油雾气过滤净化方法。滤料的布置采用平行气流的方式,与传统的垂直布置方式相比,阻力减少了2.5倍。滤料的更换采用标准化过滤元件,将现场的维护工作降低到最少,对使用后滤料的处理避免了二次污染。上海豪士宾馆成套设备有限公司研制生产的过滤式油烟净化设备也有一定的技术突破。

  静电沉积处理油烟气的静电沉积法是将电除尘器小型化应用于民用,利用电场使油雾颗粒荷电,并在电场力作用下被收集到极板上,从而得以净化。此法阻力小,效率高,能满足排放标准中所有大、中、小型要求的最低去除率。但长期使用后电极表面沉积油垢,形成油膜层,阻碍电场放电,且不易清洗,导致处理能力下降。目前宁波、萧山等地使用较普遍。

  上海绿洲气体净化设备厂研制的D系列静电油雾净化器在电场结构、气流均布、高压发生技术等方面有所创新,实用性强,净化效率达90',投入市场后,用户都较满意。上海交通大学通过实验成功设计了EP-0W高效油雾电过滤器,有效地净化了食品油烟,效率可达到97'.1998年上海交通大学又开发了一种新型的静电沉积油烟净化器。

  静电沉积法今后的研宄方向应重点考虑集尘极上油膜的去除方法。采用湿式静电法可以解决这一问题。通过在集尘极上覆盖一层水膜,有效地避免了油烟在极板上的沉积。上海同济大学正在进行这方面的研宄。

  国外技术现状国外餐饮业油烟浓度低,大饭店一般是采用热氧化焚烧法处理油烟,即利用热氧化反应将油烟中的有毒有害成分转化成安全状态;中小饭店一般采用催化剂净化法,通过催化氧化燃烧将油滴转化为C0和蒸汽,从而消除污染和臭味。

  结语烹饪是我国文化重要的一部分,烹调油烟污染不容忽视。

  现有的净化设备各有其优缺点,净化技术还不够完善。国外油烟净化的先进技术可以拓展我国净化技术发展方向的思路,但因国情的不同,不能简单地洋为中用,应在国外技术的基础上加以改进,使之适合我国国情,从而进一步开发符合实际需求,高效的油烟净化新型设备。

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