紅外分光光度法測定餐飲業油煙的方法介紹

一、原理

用采樣氣泵等速抽取油煙排氣筒內的氣體,將油煙吸附在油煙霧采集頭內。將收集了油煙的濾芯置于帶蓋的聚四氟乙烯套筒中,回實驗室后用四氯化碳作溶劑進行超聲清洗,移入比色管中定容,用紅外分光光度法測定油煙的含量。

油煙的含量由波數分別為2930cm^-1(CH₂基團中C一H鍵的伸縮振動)、2960cm^-1(CH₃基團中C一H鍵的伸縮振動)和3030cm^-1(芳香環中C—H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度A₂₉₃₀、A₂₉₆₀和A₃₀₃₀進行計算。

本方法的檢出限為0.5mg/L,采樣標干體積為125L時,最低檢出濃度為0.1mg/m³。

二、儀器

①儀器:紅外分光光度計,能在3400～2400cm^-1之間進行掃描操作,并配有4cm帶蓋石英比色皿。

②超聲清洗儀。

③容量瓶:50ml、25ml。

④比色管:25ml。

⑤油煙采集器與濾筒。

⑥帶蓋聚四氟乙烯圓柱形套筒。

⑦煙塵采樣器,其采樣系統技術指標要求參照 HJ/T 48—1999。

三、試劑

①四氯化碳(CCl₄):在2600cm^-1至3300cm^-1之間掃描不超過0.03吸光度(4cm比色皿,空氣池作參比),一般情況下,分析純四氯化碳蒸餾一次便能滿足要求。

②標準油:高溫回流食用花生油(或菜籽油、調和油等)。

四、采樣

1)采樣位置:采樣位置應優先選擇在垂直管段應避開煙道彎頭和斷面急劇變化部位。采樣位置應設置在距彎頭、變徑管下游方向不小于3倍直徑和距上述部位上游方向不小于1.5倍直徑處。對矩形煙道,其當量直徑D=2AB/(A+B),式中A、B為邊長。

2)采樣點:當排氣管截面積小于0.5m²時,只測一個點,取動壓中位值處;超過上述截面積時,則按采樣位置與采樣點有關規定進行。

3)采樣時間和頻次:執行GB 18483-2001標準規定的排放限值指標體系時,采樣時間應在油煙排放單位正常作業期間,采樣次數為連續5次,每次10min。

4)采樣工況:樣品采集應在油煙排放單位作業(炒菜、食品加工或其它產生油煙的操作)高峰期進行。

5)采樣步驟:參照顆粒物采樣方法中采樣步驟進行。

①采樣前,先檢查系統的氣密性。

②加熱用于濕度測量的全加熱采樣管,潤濕濕球,測出干、濕球溫度和濕球負壓。

③測量煙氣溫度、大氣壓和排氣簡直徑。

④測量煙氣動、靜壓。

⑤計算煙氣含濕量、煙氣密度、煙氣流速等速采樣流量及確定采樣嘴直徑。

⑥裝采樣嘴及濾筒:裝濾簡時需小心將濾簡直接從聚四氟乙烯套簡中倒入采樣頭內,特別注意不要污染濾筒表面。

⑦將采樣管放入煙道內,封閉采樣孔。

⑧設置采樣時間,開機。

⑨記錄采樣前后累積體積、濾筒號、采樣流量、表頭負壓、溫度及采樣時間。記錄濾簡號。

⑩用油煙采集器采集油煙。

6)樣品保存:采集了油煙的濾筒應立即轉入聚四氟乙烯清洗杯中,蓋緊蓋子;樣品若不能在24h內測定,可在冰箱的冷藏室中(≤4℃)保存7d。

五、步驟

1、制備油煙標準油及貯備液的配制

在500ml三頸瓶中加入300ml的食用油,插入量程為500℃的溫度計,先控制溫度于120℃,敞口加熱30min,然后在其正上方安裝一空氣冷凝管,升溫至300℃,回流2h,即得標準油。用精度為萬分之一的天平稱取1.0000g上述標準油,于50ml容量瓶中,用重蒸(控制溫度70～74℃)后的分析純CCl₄稀釋至刻度。即得標準貯備液。

2、標準曲線的繪制

取上述標準貯備液1.00ml于50ml容量瓶中,用CCl₄定容,得到濃度為400.00mg/L的中間液,分別取中間液0.50ml,1.50ml,2.50ml,3.50ml于4個25ml的容量瓶中,用CCl₄定容分別得到濃度為8.00mg/L,24.0mg/L,40.00mg/L,56.00mg/L的標準溶液。

打開紅外測油儀,預熱30min以上,選定組校正系數(或根據所使用的儀器,在測定標準系列前,先測定校正系數,具體步驟參照所使用的儀器使用說明書),用4cm比色皿和CCl₄調整儀器的零點和滿度,在2600～3300cm^-1之間掃描,得出CCl₄的掃描曲線,再分別對標準系列各濃度進行測定,繪出標準曲線。

3、樣品測定

①把樣品的套筒蓋打開,加入CCl₄至剛好淹沒濾筒,蓋好套筒蓋,然后置于超聲儀中,超聲波清洗10min。

②把清洗液轉移到25ml比色管中。

③再用少許四氯化碳清洗濾筒及聚四氟乙烯套筒二次,一并轉移到上述25ml的比色管,加入四氯化碳稀釋至刻度標線。

④樣品的測定:用繪出的標準曲線和與共同組的校正系數測定樣品。

六、計算

1、排放濃度

式中:C——煙排放濃度,mg/m³;

          C_溶液——液濾筒清洗液油煙濃度,mg/L;

          V——濾筒清洗液稀釋定容體積,ml;

          V_nd——標準狀態下氣的采樣體積,L。

折算為基準風量時的排放濃度

式中:C_基——折算為單個灶頭基準排風量時的排放濃度,mg/m³;

          Q_測——實測排風量,m³/h;

          q_基——單個灶頭基準排風量,大、中、小型均為2000m³/h;

          n——折算的工作灶頭個數。

2、治理效率

指經處理設施凈化治理后的油煙與治理之前的油煙的質量百分比。

式中:P——油煙去除效率,%;

          C_前——治理設施前的油煙濃度,mg/m³;

          Q_前——治理設施前的排風單,m³/h;

          C_后——治理設施后的油煙濃度,mg/m³;

          Q_后——治理設施后的排風量,m³/h。

七、說明

①濾筒在清洗完后,應置于通風無塵處晾干,轉原聚四氟烯套筒中,蓋紫蓋子存放;采樣前后均保證沒有其它帶油漬的物品污染濾筒。

②四氯化碳可提純再使用。

③飲食業油煙是以氣固、氣液氣溶膠形態存在,其采樣儀器、采樣方法以及測量的煙氣參數均與測定顆粒物相同,僅在定量方法上與顆粒物有所不同。