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隨著餐飲業的迅猛發展，產生的環境污染問題日益突出：油煙投訴案件近年來已成為環保投訴的熱點；餐飲業油煙也是PM2.5的主要成因之一；餐飲業油煙廢氣正和工業廢氣、機動車尾氣一起，被視為大氣中的三大“污染殺手”，對人體身心健康危害極大。 國家環保部嚴令要求全國各省、市、自治區。直轄市環境保護局（廳）和環境保護重點城市環境保護局將油煙污染問題列入正常環境管理工作范圍。按照《飲食業油煙排放標準》，限制餐飲企業的油煙最高允許排放濃度和油煙凈化設施的最低去除效率。 眾所周知，油煙是指食物烹飪、加工過程中揮發的油脂、有機質及其加熱分解或裂解產物。烹調時，食用油和食物在高溫條件下，產生的大量熱氧化分解產物，主要由細顆粒物和氣態物質(揮發性和半揮發性有機化合物)組成，其中部分分解產物以煙霧形式散發到空氣中，形成油煙。當溫度達到食用油的發煙點170℃時，出現初期分解的藍煙霧，隨著溫度繼續升高，分解速度加快，當溫度達250℃時，出現大量油煙，并伴有刺鼻的氣味。 污染源主要來自燃料的燃燒和炒菜鍋內的油煙氣，產生的有害物種類多，毒性大，像CO、SO2、CO2、NOx、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、戊烷、硫化氫、煙塵、臭氣、熱氣、多環芳烴及強致癌物（如苯并蓖、氡等），即使用些電炊具，也會產生大量的氮氧化。這些有害物的濃度大大超過國家規定的居民區大氣衛生標準，少則3-5倍，多則100倍之多。 油煙污染物成分比較復雜，既有油脂、蛋白質和原料等在受熱條件下進行物理化學反應產生的有機煙氣，也有加熱操作過程中，油料物料液滴濺裂所分解、氧化、聚合的高分子化合物，再與燃燒煙氣混合，形成氣態、液態和固態的三類污染。 研究表明，油煙氣組成化合物至少有300多種，其中含有多種有害化合物。油煙中主要有脂肪酸、烷烴、烯烴、醛、酮、醇、酯、芳香化合物和雜環化合物等，具體隨所選用的烹調油種類、操作條件、操作規模及操作溫度等的不同有很大差異。除此之外，廚房燃料在燃燒或不完全燃燒時也會產生大量的有害氣體，如CO、CO2、NOx、SO2及顆粒物等。 油煙濃度在線監控系統原理在油煙的傳感器測量方面，和多家國外專業氣體傳感器廠家進行了深入合作。根據提供的研究數據，對相關氣體傳感器的參數配置提出了特別的要求，生產廠家對氣體傳感器的參數配置進行了優化設計。同時，采用多個氣體傳感器一起協同工作，而每個氣體傳感器都針對油煙的一部分特性做了特別優化，當多個傳感器一起協同工作時，就能有效測量油煙內包含的各種成分，從而保證了油煙濃度測量結果的準確可靠。RTU模塊對油煙濃度探測儀采集到的各種油煙信號進行綜合計算和分析，并根據國標測量結果進行校準后得到最終油煙濃度，結果準確可靠。 根據研究結果，各種不同菜系所生成的油煙濃度范圍各不相同，油煙成分有很大區別，為了能夠有效的測量油煙濃度，需要采用多個氣體傳感器進行協同工作，通過對多個氣體傳感器的采樣結果進行綜合分析，建立相對應的數學模型，才能夠比較準確的計算出油煙濃度。實際應用中，需要根據不同的地域特色，針對不同的典型油煙特點，選用不同的傳感器組合，以及對傳感器的參數做不同的調校配置，配以不同的分析方法和數學模型，才能夠得到最準確的計算結果。 根據GB 18483-2001《飲食業油煙排放標準》，油煙濃度的標準測量方法為紅外分光光度法。此標準規定了油煙的含量測量方法主要是監測油煙中的有機成分，油煙濃度在線監控系統對油煙的研究都是以此標準為依據。 圖 4-1為示意圖，以藍色代表實際油煙各種成分和綜合總量，紅色代表標準油煙測量方法能夠測量的范圍，紅色與藍色的交集代表了標準測量方法的測量結果，綠色和黃色分別代表氣體傳感器，綠色和黃色各覆蓋一部分藍色，表示各能測量一部分油煙成分，同時也各與紅色有一部分交集，表示各自的測量結果都與標準測量結果有相關性。最終得到的油煙濃度才能夠更準確。 圖 4-1很容易看出，使用單個氣體傳感器測量油煙濃度的誤差會比較大，測量結果有很大的不確定性。即使在濃度相同的情況下，不同條件下產生的油煙成分區別也很大，而每一種氣體傳感器都有特定的氣體種類探測范圍，對每種可探測氣體又有不同的敏感度和特征系數。這樣，測量結果就會有比較大的分散性，對比標準油煙測量方法，就會出現對某些情況下產生的油煙測量比較準確，對另一些情況下產生的油煙測量結果出現較大差別，從而產生較大的誤差。 由于氣體傳感器的測量通常與環境溫度和濕度有關，因而在具體測量時常需要同時監測氣體溫度和濕度。為了準確計算濃度和油煙排放總量，還可能需要測量氣壓、風速、風量等參數。 油煙濃度關鍵氣體傳感器技術的應用目前市場上可以選擇的用于測量氣體濃度的傳感器型號、種類繁多，測量原理也多種多樣，這就需要進行大量的實驗進行測試研究。如美國Baseline的pid氣體傳感器和英國alphasense 的PID氣體傳感器，其測量原理是：傳感器主要由紫外線發光管和傳感部件組成，氣體進入傳感器后，被紫外線照射并發生電離，電離后的氣體成分被傳感單元監測并轉換成電壓信號輸出，電壓值與VOC氣體濃度總量（TVOC）成線性正比關系。又如英國city的MICROpeL 75 可燃氣體傳感器，采用化學催化方法監測可燃氣體。電化學氣體傳感器的工作原理是：采用具有催化活性的金屬，如鉑涂覆在一層透氣但憎水的薄膜上作為電極，被測氣體擴散透過多孔膜在其上進行電化學氧化或還原反應，通過電極的熱力學電位與參考電極上的熱力學電位之間產生電位差，對此電位差進行測量可以得到氣體濃度。又如日本Figaro的TGS2600 gas sensor，其測量原理是：傳感器主要由傳感部件和加熱部件構成，傳感部件是一種金屬氧化物半導體材料。加熱部件在特定的電壓和電流條件下，將傳感部件加熱到一定的高溫，一般在300℃ - 500℃。這樣，在特定的高溫條件以及在有氧氣作為介質的情況下，傳感部件與氣體發生作用，一般是氣體從傳感部件表面吸收氧離子并發生氧化，傳感部件由于失去氧從而導致電阻值發生變化，一般是電阻值減小，通過測量此電阻值的變化，從而可以得知氣體濃度。 |
