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1、中北大学硕士学位论文超重力法净化餐饮油烟技术研究姓名：张秀东申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘有智20090527中北大学学位论文超重力法净化餐饮油烟技术研究摘要由于我国的饮食习惯是将食用油加热至很高温度，再进行煎、炒、烹、炸，所以在烹饪过程中不可避免地产生大量的油烟。油烟中含有多种有毒化学成分，对人体具有吸入毒性、致突变性、致癌性、免疫毒性和生殖毒性等危害。油烟如未经处理就直接排放会对环境造成严重污染。伴随着我国经济的快速发展，餐饮业规模迅速的扩大，餐饮油烟的污染问题已受到越来越多的关注。目前，餐饮业油烟净化技术，主要有机械分离法、过滤法、静电沉积法、液体洗涤法等。但这些方法分别存
2、在净化效率低、能耗高、设备复杂、运行费用高等问题。因此，需要找到一种新的处理技术来解决以上问题。本文详细论述了油烟的形成、成分和危害，并对超重力技术净化油烟的机理进行了分析，油烟气体在高速旋转的填料中，流动方向在不断改变，而同时吸收液被撕裂成微米级的液滴。因此，气液接触面积极大，大大提高了吸收液对油烟的捕集效率。超重力油烟净化机理是集惯性碰撞、拦截效应、扩散效应、离心分离、过滤分离、液体洗涤等机理于一体，可以成功实现油烟气体中的气液固的分离，从而达到高效、经济、环保的净化油烟的目的。本文以中北大学一食堂的油烟气体作为实验对象，建立了油烟净化工艺流程。以食用油为吸收剂，通过正交实验，对超重力因子
3、、进气量、气液比这三个操作条件的显著性进行了检验，确定了最佳操作条件；并考察了超重力净化油烟的干床吸收效率和操作条件对其影响规律；实验还考察了不同浓度碱性溶液的吸收性能，并与食用油的吸收性能进行了比较。实验结果表明：油烟净化效率随超重力因子的增大而增大，随着进气量和气液比的增大而减小，在超重力因子1 3 为2 5 7，气体流量为9 0 m 3，气液比为6 0 0(m 3 m 3)的条件下，油烟净化效率达到9 2 2，处理后的油烟浓度约0 9 m g m 3，低于国家要求标准2 m g m 3，两种吸收剂吸收性能的比较上，质量浓度为5 的碱性溶液的吸收性能与食用油的吸收性能基本相当。超重力油烟净
4、化技术具有净化效率高、运行稳定、投资少、占地面积小、运行管理方便、操作维护简单、无二次污染等特点，具有巨大的经济效益、环境效益和现实意义。I中北大学学位论文关键词：餐饮油烟，净化，超重力技术，净化机理I I中北大学学位论文S t u d yo no i lf u m ep u r i f i c a t i o nb yh i g hg r a v i t yt e c h n o l o g yA b s t r a c tD u et ot h ee a t i n gh a b i t so fC h i n a,e d i b l eo i li sh e a t e dt oh i
5、g ht e m p e r a t u r ea n dt h e nb o i l e d，s t i r-f r i e d，c o o k e d，o rf r i e d，S Ot h ec o o k i n gp r o c e s sw i l li n e v i t a b l yp r o d u c eal o to fo i lf u m e O i lf u m ec o n t a i n sm a n yk i n d so ft o x i cc h e m i c a lc o m p o s i t i o n s，i th a si n h a l a
6、t i o nt o x i c i t y，m u t a g e nc i t y，c a r c i n o g e n i c i t y，i m m u n o t o x i c i t ya n dr e p r o d u c t i v et o x i c i t yt ot h eh u m a nb o d y I ff u m ew a sd i s c h a r g e dd i r e c t l yw i t h o u tb e i n gt r e a t e d，i tw i l lc a u s es e r i o u sp o l l u t i
7、o nt ot h ee n v i r o n m e n t A l o n gw i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fC h i n a se c o n o m y，t h es c a l eo ft h er e s t a u r a n ti n d u s t r ye x p a n d sr a p i d l y，p o l l u t i o no fo i lf u m eh a sd r a w nm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n A tp r e s e n t，f u m
8、 ep u r i f i c a t i o nt e c h n o l o g yo ft h er e s t a u r a n ti n d u s t r ym a i n l yc o n t a i n sm e c h a n i c a ls e p a r a t i o nm e t h o d，e l e c t r o s t a t i cd r e c i p i t a t i o nm e t h o d，l i q u i dw a s h i n gm e t h o d，f i l t r a t i o nm e t h o da n dS Oo
9、n H o w e v e r，t h e s em e t h o d so fp u r i f i c a t i o nt e c h n o l o g yh a v em a n yd i s a d v a n t a g e s：l o wp u r i f i c a t i o ne f f i c i e n c y，h i g he n e r g yc o n s u m p t i o n，e q u i p m e n tc o m p l e x i t y，h i g ho p e r a t i n gc o s t s T h e r e f o r e，
10、i ti sn e c e s s a r yt of i n dan e wp u r i f i c a t i o nt e c h n o l o g yt os o l v et h ea b o v ep r o b l e m s I nt h ea r t i c l e，t h ef o r m a t i o n，c o m p o s i t i o na n dh a z a r d so ft h ef u m ew e r ed i s c u s s e di nd e t a i l，a n dt h e o r yo fh i g h g r a v i t
11、yt e c h n o l o g yf o rp u r i f i c a t i o nf u m ei sa n a l y z e d T h ef l o wd i r e c t i o no ft h eg a sf u m ec h a n g e sc o n s t a n t l yi nt h ep a c k i n gw i t hh i g hr o t a t i n gs p e e da n da tt h es a m et i m ea b s o r b i n gl i q u i dh a sb e e nr i p p e di n t od
12、 r o p so fm i c r o no r d e r A c c o r d i n g l y，t h ec o n t a c ta r e ao fg a s-l i q u i di se n o r m o u sa n dt h ec o l l e c t i o ne f f i c i e n c yo ft h ea b s o r b i n gl i q u i df o ro i lf u m ei sg r e a t l ye n h a n c e d T h e o r yo fh i g h g r a v i t yt e c h n o l o
13、 g yf o rp u r i f i c a t i o nf u m ei sa nC o l l e c t i o no fi n e r t i ac o l l i s i o n，b l o c ke f f e c t，p e r v a s i o ne f f e c t，c e n t r i f u g a ls e p a r a t i o nf i l t r a t i o ns e p a r a t i o na n dl i q u i dw a s h i n g A c c o r d i n g l y，g a s l i q u i d s o
14、l i ds e p a r a t i o no ft h eo i lf u m eg a sC a nb es u c c e s s f u l l ya c h i e v e d，i tC a na c h i e v et h eg o a lw h i c ha i m st op u r i f yo i lf u m e se f f i c i e n t l y，e c o n o m i c a l l ya n de n v i r o n m e n t a l l y I 工I中北大学学位论文I nt h i sp a p e r，o i lf u m eg a
15、 si nn u m b e ro n er e f e c t o r yo fN o r t hU n i v e r s i t yo fC h i n ai ss t u d i e da sar e s e a r c ho b j e c t，t e c h n i c a lp r o c e s sf o r t h eo i lf u m ep u r i f i c a t i o ni se s t a b l i s h e d W i t ht h eo i lf u m ea sa b s o r b e n t，t h es i g n i f i c a n c
16、 eo fo p e r a t i n gc o n d i t i o n ss u c ha sh i g hg r a v i t yf a c t o r，g a sr a t e，g a sl i q u i dr a t i ow e r et e s t e db yt h es t u d yo fo r t h o g o n a le x p e r i m e n t，a n dt h eb e s to p e r a t i n gc o n d i t i o n sw e r ed e t e r m i n e d；T h ep a p e ri n s p
17、e c t e dt h es t a t i ca b s o r p t i o ne f f i c i e n c ya n dd r y-b e da b s o r p t i o ne f f i c i e n c yo fo i lf u m ep u r i f i c a t i o nb yt h eH i g h-g r a v i t yT e c h n o l o g y，a n dt h el a wo ft h ee f f e c to nt h e s eb yt h eo p e r a t i n gc o n d i t i o n T h ep
18、a p e ra l s oi n s p e c t e dt h ea b s o r p t i o np e r f o r m a n c eo ft h ed i f f e r e n ta l k a l i n es o l u t i o n，a n dt h ea b s o r p t i o np e r f o r m a n c eo ft h ea l k a l i n es o l u t i o na n do i lf u m eW a sc o m p a r e d T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss
19、 h o wt h a t：t h ee f f i c i e n c yo ff u m ep u r i f i c a t i o nf a c t o ri n c r e a s e dw i t ht h eH i g h g r a v i t yf a c t o ri n c r e a s i n g，a n dd e c r e a s e dw i t ht h eg a sr a t ea n dg a sl i q u i dr a t i od e c r e a s i n g I nt h ec o n d i t i o n so ft h er a t
20、i oi nt h eh i g hg r a v i t yf a c t o rp=2 5 7，g a sr a t eo f9 0 m 3，g a sl i q u i dr a t i oo f6 0 0(m 3 m 3)，t h ee f f i c i e n c yo ff u m ep u r i f i c a t i o nr e a c h e d9 2 2，c o n c e n t r a t i o no fo i lf u m e sa f t e rw o r k e da b o u t0 9 m g m 3，l o w e rt h a nt h er e
21、q u i r e ds t a n d a r d2 m g m O nt h ec o m p a r i s o no ft h ea b s o r p t i o np e r f o r m a n c eo ft w ok i n d so fa b s o r b e n t t h ea b s o r p t i o np e r f o r m a n c eofc o n c e n t r a t i o no f5 o fa l k a l i n es o l u t i o na n do i lf u m ew a sn e a r l ye q u a l
22、T e c h n o l o g yo fo i lf u m ep u r i f i c a t i o nb yH i g h g r a v i t yt e c h n o l o g yh a sm a n ya d v a n t a g e s：h i g hp u r i f i c a t i o ne f f i c i e n c y，s t a b l eo p e r a t i o n，l o wi n v e s t m e n t，s m a l lo c c u p a t i o n，f a c i l eo p e r a t i o na n dm
23、a n a g e m e n t，w i t h o u ts e c o n d a r yp o l l u t i o n，e t c，i th a se n o r m o u se c o n o m i cb e n e f i t s，e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t sa n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e K e y w o r d s：o i lf u m e，p u r i f i c a t i o n，h i g hg r a v i t yt e c h n o l o
24、 g y，t h e o r yo fp u r i f i c a t i o nI V中北大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：挞季么日期：趔2 车墨目墨目关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存
25、学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。日期：缉拿鲴纽日期：塑里雾垒：L中北大学学位论文1 1 引言l 文献综述近年来，我国经济飞速发展，第三产业蓬勃兴起，各种规模的餐馆、饭店数量急剧增加，而由于我国的饮食习惯是将食用油加热至很高温度，再进行煎、炒、烹、炸，所以在烹饪过程中不可避免地产生大量的油烟。这种油烟未经处理直接排放会对环境造成严重污染，伴随着我国经济的快速发展，餐饮业规模的迅速扩大，餐饮油烟的污染问题已受到越来越多的关注【lJ。烹饪过程中的油烟是食用油及食品在高温裂
26、解下的产物。这种油烟既有油脂、食品及佐料在受热条件下进行物理化学反应而产生的有机烟气，也有加热过程液滴溅裂、物料分解、氧化、聚合产生的高分子化合物。因此，存在的状态既有悬浮颗粒物(T S P)又有气体状态的有机污染物。主要成分为不饱和烃类、饱和烃类、苯系物、多环芳烃、杂环化合物以及醇、醛等。加上操作间内燃料产生的污染形成了气、液、固三态污染物。其中，油烟中的味道主要是气态污染物引起的【2 巧】。油烟排放已严重干扰了城市居民的正常生活，引起了人们的强烈不满。在许多城市，因油烟污染引发的投诉案件占环境污染投诉总量的4 0 左右。因此，国家对治理餐饮服务业厨房外排油烟气十分重视，相继颁发了相应法律法
27、规对油烟排放进行限制。1 9 9 5 年2 月国家环保局、国家工商局发布的关于加强饮食娱乐服务企业环境管理的通知及1 9 9 6 年国务院颁布的中华人民共和国大气污染防治法第三十六条等规定：城市饮食服务企业的经营者必须采取措施防治油烟气对附近居民居住环境的污染；必须设置收集油烟、异味的装置，消除油烟气对空气的污染。2 0 0 0 年7 月1 日，经国家环境保护总局批准实施了“饮食业油烟排放标准(试行)”，规定了油烟排放标准限值(最高允许排放标准为2 0 m g m 3)矛1 1 1 N 分析方法，使该行业的环境管理初步走上了规范化、标准化轨道。2 0 0 0年9 月1R，国家施行修订后的大气污
28、染防治法中，新增了“城市饮食服务业的经营者，必须采取措施，防治油烟对附近居民的居住环境造成污染”的条款并明确了排污业主的法律责任，真正做到了饮食业油烟污染防治有法可依，违法必究。中北大学学位论文1 2 油烟的产生与组成油烟是指食物烹饪和食品加工过程中挥发的油脂、有机物及热氧化和热裂解产生的混合物，以及燃料燃烧产生的废气。食油分为植物油和动物油两种，植物油有豆油、菜籽油、花生油等，主要成分为亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪，流动性好；动物油主要是猪油，主要成分是饱和脂肪酸甘油脂，流动性差。食油的沸点比较复杂，主要成分的沸点约3 0 0。将油加热至5 0 -1 0 0 时，油面有轻微热气上升，所含低沸点
29、分量和水分首先气化，当温度上升至1 0 0 2 7 0 时，较高沸点分量丌始汽化，油泡较密，开始形成肉眼可见的油烟。该油烟主要是由直径约1 0。1 c m 以上的小油滴组成。温度大于2 7 0 后，高沸点的食油分量开始汽化，开始形成大量“青烟”，主要是由直径范围为1 0 7 1 0。c m 不为肉眼所见的微油滴组成。此时，往油中加入食品。食品中所含水分急剧汽化膨胀，其中部分冷凝成雾和油烟一起形成可见的雾状体。油烟气体就是上述各阶段所形成的混合气体在离开锅灶上升过程中与液面外的空气分子碰撞，温度迅速下降至6 0 以下，饱和蒸汽压下降，形成含冷凝物的气溶胶。油烟的形态很特殊，由气液固三相构成，它们
30、粒径很小，粒径范围基本在O 1,-,1 0 p,m 昏9 1。从油烟的形成过程分析可知，油烟的组分相当复杂，所含的污染物主要有颗粒物(P M)、挥发性有机物(V O C s)、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等。其化学成分主要为不饱和烃类、饱和烃类、苯系物、杂坏化合物以及醇、醛等，具体有2 0 0 多种。毕彤【lo l 等以活性炭、T e n a x G C 为固体吸附剂，以色谱质谱联用仪为手段，对五脱油和普通二级豆油在烹饪过程中产生的油烟雾中有机物组分进行了测定，其结果见表1 1 和表1 2。2中北大学学位论文表1 1 五脱油加热时产生油烟中的有机化合物3中北大学学位论文4中北大学学位
31、论文军事医学科学院应用气质联用技术对烹调油烟雾颗粒和挥发性有机物进行了全谱分析，并定量检测了其中的多环芳烃【1 1】。结果发现，烹调油烟雾的成分非常复杂，有醛、酮、烃、酯、酸、醇及芳香族和杂环化合物，共检测到1 9 6 5 中成分。由结果看出，最主要的成分是烷烃和烯烃，其次是有机酸、醛类化合物和多环芳烃，结果如表1 3 所示。表1 3 烹调油烟雾中有机物分类分布由此可见，油烟的成分异常复杂，主要有脂肪酸、烷烃、烯烃、醛、酮、酯、芳香化合物和杂环化合物等，油烟成分随所选用的食用油种类、操作条件、操作规模及操作温度的不同有很大差异。油烟因其成分的复杂性以及多相性，决定其治理的困难性【1 2。1 4
32、】。1 3 油烟的性质与危害烹调油烟气体包括颗粒物及气态污染物。油烟是气体状流体，比重比洁净的空气略重，密度一般为1 1 3 0 9 m 3 1 1 3 4 9 m 3(空气密度为1 1 2 9 9 m 3)，具有以下特征雌2 1】：(1)可流动性和空气一样，油烟具有良好的流动性，在气体中相近的两个空间领域罩，只要有很小的压强差存在，就能使气体很快地运动，吸油烟机的工作原理证是在此基础上形成的。(2)扩散现象油烟实际上是包含各种气体成分和微小的固体、液滴颗粒在内的高温混合空气，所以油烟形成之后在上升过程中，会与周围较冷的空气产生热交换现象，并伴随着热交换现象所产生的对流向四周扩散。(3)粘性与
33、所有的流体一样，由于受气体分子间力的作用，油烟在流动过程中表现出一定的粘性。与液体有所不同，油烟的粘度随着温度的上升而增加。而引起油烟温度上升的因素可以是外界因素作用的结果(如油烟受到炉灶、油锅的烘烤)，也可以是内部因素的作用(如油烟在急速流动中气体分子间的碰撞引起升温)，这些都可以导致油烟的粘度增加。5中北大学学位论文而粘度的增加对油烟的流动带来很大的影响。(4)凝结粘附现象油烟的凝结粘附现象是油烟的特有现象，表现在油烟的扩散过程或在被吸油烟机排出室外时，会由于周围较冷的空气进行热交换而导致油烟温度降低，这时原来以气体形式存在或者以悬浮微粒存在的物质(如水蒸汽等)会央带着混合在一起的各种固体
34、微粒沉积、粘附在室内物体以及吸油烟机的表面上，形成凝油层，而且这种凝油层堆积速度相当之快，可以再很短的时间内就形成较厚的油垢层。(5)结露逸出油面的油气分子，与液面外的空气分子碰撞后，温度会迅速下降，导致饱和蒸汽压下降而冷凝结露，由于热油气分子运动的无方向性，会在灶内形成大大小小的液珠油滴，即为珠状凝结，其中结露的临界半径公式为：2 0-M02 1 FR TI nl兄(1 1)式中：液滴的临界半径，m；盯液滴相对蒸汽表面张力，N；M 液相比容，m 3 l(g；只不存在曲面时的饱和蒸汽压，P a；e 气相与液滴共存时饱和蒸汽压，P a；尺理想气体常数，J(k g K)；丁绝对温度，K。(6)微油
35、液滴和油烟分子粒径油烟气体的分子直径约l O c 所，肉眼所见的“油烟”是油气分子中部分失去气化热冷凝结露的液化小油珠，粒径在1 0 q c 聊以上。当温度越高时，二相共存时气体液化滴的临界半径越大，过饱和气相越难成滴。反之温度下降，液化滴的临界半径变小，过饱和气6中北大学学位论文相容易成滴。气相成滴还与气体中杂质有关，气体中灰尘越多，临界半径越小，成滴越容易。范围直径约1 0 1 0 3 c m 的微油液滴不为肉眼所见，它们的运动速度因其质量成几百倍几千倍减少而迅速增加，迅速扩展。油气体、燃气废气的分子质量更小，比微油滴运动更快。烹调油烟含有多种有毒有害化学成分，油烟组分中的多环芳烃(P A
36、 H)等为致癌物，不同食品在高温下会产生不同的挥发性物质，其中含有许多致突变和致癌性物质，餐饮油烟中含有强致癌物和5 7 种有毒有害物，这些物质对人体产生以下危害性【2 2 3 1】：(1)吸入毒性油烟中含有的液、固态颗粒物的直径都很小，易于被呼吸道吸入。油烟被吸入后，表现为损伤呼吸道黏膜，使人们气管炎、肺炎、肺气肿发病率升高。曾有人因意外事故吸入植物油气一小时，病人出现了严重的呼吸因难、闭塞性支气管炎。在随后的四年中观察，病人肺功能测验显示严重气道堵塞。陈宇炼、朱运奎等对志愿者接触油烟后的肺功能进行研究，受试者出现流泪、流涕、呛咳、胸闷等症状，结果表明油烟对呼吸道有强烈刺激作用，致使气道收缩
37、，呼吸阻力增加【2 2。2 3 1。(2)免疫毒性吸入油烟会改变机体免疫功能。免疫功能改变是反映接触环境污染物较灵敏的指标。肿瘤病因学认为机体免疫系统的功能状况与肿瘤的发生、发展密切相关。陈华【2 4】、周亚美阁等人的研究发现烹调油烟能影响机体的细胞免疫、抗肿瘤、免疫监视等功能，从而使机体的免疫功能下降。(3)致突变性大量的研究结果表明油烟具有一定的遗传毒性：刘占琴【2 6 2 7】、席小平【2 8 1 等人的研究结果表明烹调油烟中存在着能引起基因突变、D N A 损伤、染色体损伤等不同生物学效应的细胞遗传毒性物质，其强度大小与食用油种类及烹调温度有关。食用油中不饱和脂肪酸含量越高、加工温度越
38、高，致突变性越强，菜籽油烟气的致突变性强于豆油烟气。由动物实验表明，小鼠吸入菜籽油烟气五天或豆油油烟气七天，骨髓微核率明显升高，并随时间延长显示明显的计量效应关系。项龙生等对饮食业从业人员的外周血淋巴细的微核监测结果也表明，从业的厨师外周血淋巴细胞的微核率明显高于对照组。(4)致癌性7中北大学学位论文烹调油烟中的一些致突变物同时也是致癌物。如杂环胺类化合物、不饱和醛类化合物、不饱和内酯等都会导致各种肿瘤及癌症。其中，油烟气体对肺癌、鼻咽癌的诱发率较高，国内一些地区女性肺癌发病率大大高于男性，朱永梅等指出若消除烹调油烟因素，肺癌发生的几率将可减少一半，而在从事餐饮业烹调的工作人员中，鼻咽癌的发病
39、率远远高于从事其他行业的人员。目前国际上发展了“致癌性预测和实验组合选择方法C P B S法”，利用多个短期遗传性实验预测，计算出菜籽油烹调油烟的致癌性预测值为0 9 6 5，表明油烟有较大的潜在致癌性1 2 9。1 1。(5)生殖毒性油烟会损害生殖细胞的遗传物质并影响其能量代谢，干扰精子的产生与成熟，并可能对后代造成不良影响。综上所述，餐饮油烟严重影响着人体的健康，这也对油烟的净化技术和净化设备的研究提出了更为迫切的要求。1 4 油烟净化技术发展现状我国餐饮油烟污染防治的研究起步较晚。多年来，保持良好的室内通风条件是改善厨房空气环境的主要方法。在经历了自然通风排除油烟的方式之后，人们逐渐认识
40、到自然通J x L 效果不佳，油烟废气弥漫四处，油垢附着于各类用具物品上。此时人们在外窗或外墙上装置带活动百叶格的轴流换气风扇，大型的餐饮厨房则在外墙上装数台轴流风机作为排除炉灶油烟的手段。这类机械排风装置排J x L 量大，耗电量小，但由于排气设备离产生油烟废气的炉灶远，捕集污染废气效率低；而且操作人员处于污染区域，废气流经之处留下油污。另外因排风量大，导致冬季室内温度较低。在进一步实践的基础上，人们又提出在污染源炉灶上方设置抽排油烟机，可将炉灶上升的油烟废气抽排至室外，使工作人员处于有害物的低浓度区域。同时考虑到工作人员处于贫氧、高温区，人们又提出在操作人员头顶部设置新风口，送到此处的新风
41、除有供氧作用外还有能起到风幕的作用，产生隔热的明显效果。但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，国外烹饪方法与我国不同，食物生吃、半成品加工多，不靠燃气主炊，污染程度小，而我国烹饪温度高，厨房污染严重，简单地照搬是不合理的；其次，抽油烟机并没有去除污染物，仅仅只是将厨房内产生的油烟转移到大气环境中，并未解决油烟污8中北大学学位论文染问题。近年来餐饮业迅速发展，这一问题同趋突出，所以餐饮油烟的净化技术也受到了越来越多的关注。油烟净化是指将油烟气体中有害的颗粒、液滴或气体组分从油烟气体中分离出来的过程。主要可为分离法与转化法两大类，转化法也称作化学方法，主要有热氧化焚烧法、催
42、化剂净化法等，分离法主要有机械式净化法、过滤法、静电沉积法、液体洗涤法等。由于转化法设备复杂，成本高，所以主要在国外应用，而国内目前采用的主要是分离法。1 4 1 氧化焚烧法氧化焚烧法的原理为利用热量推进的氧化反应，将油烟气中的有害有毒成分转换成安全状态。为了使所有的排放物燃烧完全，使热效率最佳，同时又保持N O、排放的最低限，所采用的技术是复杂的。斯特林亚洲公司丌发成功获得专利的多级燃烧系统，可以在高效处理快餐业油炸废气的同时采用焚烧产生的废热来加热烹调油，达到有效利用热量的目的，既经济又环保。氧化焚烧法的设备庞大，造价较高，适合于大型油炸食品加工厂、大型饮食业，不适合中小型餐馆【3 2】。
43、1 4 2 催化氧化法催化氧化法有自净化催化法和催化氧化净化法两种。自净化催化法的原理是采用各种具有自净化功能的催化剂，在烹调过程中于烹调温度上通过催化氧化燃烧将油滴转化为C 0 2 和水蒸汽，从而消除污染和臭味。自净化催化齐U(s e l f-c l e a n i n g c a t a l y s t)基本上由催化剂、耐热性粘结剂和泥浆(多孔性)组成，烧结在开口式灶具内壁上。在1 9 9 9 年，日本已开发出此类催化剂并应用于烹调废气处理中，主要形式有：低熔点锂玻璃粘合的，M n 0 2，分子筛和铁氧体及由有机粘合剂粘合的金属氧化物，这些催化剂除了具有净化排气的特点之外，同时还具有热渗透
44、性、远红外发射功能，可达到改善烹调速度和菜肴味色的功能。总体来所，催化净化法具有无二次污染，操作简单及处理能力强等特点，特别适合于中小型餐饮业及家庭烹调使用。缺点是灶具与催化剂的一体化使得催化剂容易堵塞，而且更换和再生困难，造价较高【3 3。4 1。9中北大学学位论文1 4 3 机械分离法机械分离法主要是利用油烟颗粒物的质量大于空气质量这一原理，通过重力、离心力等作用将油烟颗粒物从油烟气中分离下来，机械分离设备主要有惯性分离器、旋风分离器、蜂窝净化器等。(1)惯性分离器惯性分离器的工作原理是通过惯性碰撞使油烟气流运动方向发生强烈转折，使油烟气体中的颗粒物在惯性作用下到达沉积面而从气流中脱离出来
45、。主要设备为工业上惯用的惯性分离除雾设施，有金属网罩、格栅等，这些设备目前在家用厨房抽油烟机中被广泛采用，一些老式饮食业也在使用【3 5 聊】。主要优点是设备简单、压降较小(通常为5 0 -1 0 0 P a)；缺点是对粒径较小的颗粒物去除率低，总去除率也较低，通常为5 0,-一7 0，而且由于油烟中颗粒物粘度很大，清洗维护工作量较大，故推广应用受到限制，随着城市环保执法的要求越来越严，这一方法的应用越来越受到限制。(2)旋风分离器旋风分离器的工作原理是让油烟雾从进口切线方向进入旋风筒，在筒内强烈旋转，逐渐沿筒壁螺旋运动下降，强烈旋转所产生的离心力把油雾抛向筒体内表面，集积在壁面的油烟雾相互粘
46、连形成大的油滴，在重力作用下逐渐降至筒体底部，定期排放。由于离心作用及油烟雾中油的粘性，使气体中的油滴极易同附在筒壁上的油粘连，净化油烟雾效果比较好，旋风分离器结构简单，操作方便，制造成本低廉；缺点是对对粒径较小的颗粒脱除效率低，不能去除气态污染物3 引。(3)蜂窝净化器蜂窝式净化器是把蜂窝型腔表面制成光滑的硬质膜层。烹调时产生的油烟、油雾及水蒸气在腔内快速冷却、凝聚，逐渐形成颗粒状油珠，产生液化集油现象。油珠沿着腔通道流入下端的集油槽内，达到过滤净化油烟气的目的。该法主要有上海会玉蓝环保设备公司生产的K L 1 型厨房用蜂窝式油烟滤清器，杭州龙翔园酒家等单位也在使用。蜂窝净化器的优点是价格较
47、低，直接安装于吸风罩内，不占场地。缺点是易堵塞，处理效率变化大，每月需清洗一次，且要用专门的清洗液，而且阻力偏大，需匹配较大功率风机，造成噪音偏剐3 9 1。1 0中北大学学位论文1 4 4 过滤法过滤法的工作原理是使油烟气通过过滤材料，油烟颗粒物在滤料的碰撞、拦截和扩散作用下被捕集于滤料中得到净化。这种技术的关键是滤料的选择，一般选用吸油性能较高的高分子复合材料，其中活性炭应用最广泛。当油烟气体通过油烟过滤层时，过滤层能吸附油烟气中的小颗粒气溶胶，且对气味有明显净化作用。但一般刚丌始安装时吸附效果好，随着油烟雾的附着，吸附能力会逐渐减弱【4 0 4 1 1。总体来说，过滤法的优点是投资小、净
48、化效率高，通常达8 0 以上，运行稳定可靠，但由于滤料捕集的颗粒物粘度较高，靠通常的重力自流或挤压清除都很难清洗，滤料易堵塞，且压降较大，如玻璃纤维滤床压降高达1 5 0 0 P a，且占地面积大，只能安装在室外，滤料需要定期更换，运行成本高，这些问题使过滤法的应用受到一定限制。1 4 5 静电沉积法静电沉积法的工作原理为将油烟引入高压电场，在高压电场中发生电离而使油烟中颗粒物荷电，在电场力作用下向集尘极运动，并在集尘极凝聚沉积下来而从油烟中脱除，使气体得到净化。静电净化设备主要有两个工作区域，前区安装放电极，称为电离区，油烟颗粒进入后首先荷电，后区安装除尘极，称为收尘区，荷电颗粒在此区域被捕
49、集 4 2-4 4】。静电沉积法的优点是设备紧凑、占地面积小、净化效率高，通常可达9 0 以上，且压降较小，噪音和能耗低，运行费用低；缺点是不能去除气态污染物，而且由于集尘极上油烟冷凝物粘度较高，会形成油膜层，阻碍电场放电，导致净化效率下降，而且集尘极清洗困难，维护工作量大，清除集尘极上的颗粒物时又易产生废液的二次污染，还存在火灾隐患。另外，对中小型饮食业而言，静电沉积型油烟净化器设备投资费用较高。1 4 6 液体洗涤法液体洗涤法的原理为将油烟气通过特殊的气体分布装置与吸收液接触，将油烟气中的颗粒物从气相脱除到液相，从而达到净化的目的。根据气液接触方式的不同，可以分为液膜式、喷淋式和冲击式三种
50、。液膜式油烟净化装置，其原理是通过特制的喷嘴在罩内的空间形成水雾、水膜，油烟通过引风机负压吸到罩内后，油雾粒子与水雾、水膜充中北大学学位论文分接触，经过惯性作用、截留作用、扩散作用而粘附在水滴上，水滴依靠本身的重力下降到罩的底挡板上，底挡板向罩里边的沟槽倾斜，沾附了油珠的水流到沟槽后，通过回水管流到循环水箱，水箱做成特殊的形式兼起隔油池的作用。因为油的比重小于水，油珠依靠自身的浮力上升到水面，聚集成油层后撇除或自动流出加以回收。去除了浮油后的水再通过循环泵打到罩内循环使用。1 9 9 9 年，林斌【4 5 l 等开发出了集油烟捕集与净化功能为一体的循环水定期更换的水雾水膜净化器。当液气比在1：