飲食油因直接排入空氣中不僅嗆人,而且含有大量的有害物質(zhì),從表1可看出:[1]二乙醇醚是神經(jīng)麻醉劑,苯并噻唑、菲、甲氧基琥珀亞胺、2,6-二甲基喹啉等是強致癌物質(zhì),2,6-雙(1-1-二甲基乙基)酚是具有毒性的物質(zhì)。目前,餐飲業(yè)油煙和家庭廚房油煙已構成城市的三大公害,2000年7月1日國家環(huán)??偩职l(fā)布了《飲食油煙排放標準(試行)》(GB18483-2001),對其排放及處理作出了明確規定。目前,城市中的大多數家庭、餐館是直接通過(guò)風(fēng)機將油煙排出室外,污染十分嚴重。研制出經(jīng)濟可行,切實(shí)有效的方法來(lái)治理家庭、餐飲油煙污染勢在必行。
表1油煙的主要化學(xué)成分
見(jiàn)表
1實(shí)驗部分
1.1主要儀器
QC-28型氣體采樣器721光光度計;分析天平
1.2主要藥品、試劑及材料
食用菜油(500ml,從油脂公司購買(mǎi)),石油醚(60℃~90℃餾分,500ml,2瓶),碳酸鈉(分析純500g,1瓶),四氧化碳(500ml,1瓶)
1.3實(shí)驗裝置見(jiàn)圖1
圖1 實(shí)驗裝置
?、貿C-28型氣體采樣器?、谔枤怏w處理瓶?、?號氣體處理瓶?、?000ml圓底燒瓶?、菸找骸、逌囟扔嫛、卟A夤堋、嗖擞?BR>
2實(shí)驗步驟
2.1 標準油的制備[2]
在1000ml三頸瓶中加入300ml的食用菜油,插入量程為350℃的溫度計,檢查氣密性后,先控制溫度于120℃,敞口加熱30min,排除水分,然后在其正上方安裝一空氣冷凝管,升溫至300℃,回流2h,即得到標準油,密封保存待用。
2.2標準曲線(xiàn)繪制
準確稱(chēng)取標準油品0.100g,用石油醚(60℃~90℃)溶解后定容至100ml,此溶液每毫升含1.00mg實(shí)驗用油。臨用前把上述標準儲備油用石油醚稀釋10倍,此液濃度為0.10mg/ml。記錄下不同波長(cháng)下的吸光度值,找出最大吸收波長(cháng)。
2.3吸光度-油煙濃度關(guān)系
取6個(gè)100ml容量瓶,分別加入0.00、2.00、4.00、8.00、10.00ml標準油,用石油醚(60℃~90℃)定容至100ml,在選定的波長(cháng)下,用石英比色皿于分光光度計上比色,記錄下吸光度值,用多項式回歸法確定吸光度一濃度關(guān)系。
2.4空白實(shí)驗
將實(shí)驗裝置如圖1連接安裝,在1000ml容量的燒瓶中加入300ml油品,在前后兩個(gè)容量為1000ml的試劑瓶中加入250ml蒸餾水,檢查裝置的氣密性,將樣瓶末端的導管和氣體采樣器連通,在空氣流量為1L/min的情況下,采樣80min(該時(shí)間的長(cháng)短可靈活掌握,下同),油煙產(chǎn)生溫度控制在235℃~240℃之間,采樣結束后,將導氣管和吸收瓶中的蒸餾水經(jīng)石油醚清洗或萃取,將萃取液移入分液漏斗里面,將下層溶液分出,然后將萃取液在石油醚參比,在最大波長(cháng)為410nm的情況下比色,求出油煙濃度,平行測定三次,計算平均值。
2.5確定碳酸鈉溶液最大吸收濃度
分別配制濃度為3g/100ml、10g/100ml、17g/100ml、24g/100ml、31g/100ml、38 g/100ml的碳酸鈉溶液各500ml均勻分配在兩個(gè)吸收瓶中,各加1ml四氯化碳,檢查裝置的氣密性,將采樣瓶末端的導管和氣體樣器連通,在空氣流量為1L/min的情況下,采樣80min,油煙產(chǎn)生溫度控制在235℃~240℃之間,波長(cháng)為405nm的情況下色,求出油煙濃度,平行測定三次,計算平均值。
2.6加入磷酸氫二鈉的吸收情況
磷酸鹽是洗滌劑中常用的添加劑,可以助溶油脂,本實(shí)驗中用它增強對油霧的吸收能力。在碳酸鈉最佳濃度前提下,分別配制250ml濃度為2000mg/L、4000 mg/L、6000 mg/L、8000 mg/L的磷酸氫二鈉,重復2.4所做實(shí)驗。
3數據和結論
3.1最大吸收波長(cháng)的確定
根據實(shí)驗2.1及2.2,測得如表2的數據,將表繪成曲線(xiàn)后,可以得出405nm處的波長(cháng)是最大吸收波長(cháng),吸光度是0.115,如圖2所示。
表2最大波長(cháng)測定數據表
見(jiàn)表
圖2 最大波長(cháng)的測定曲線(xiàn)
3.2吸光度一油煙濃度關(guān)系式的確立
根據實(shí)驗2.3,測得如下數據
見(jiàn)表
實(shí)驗表明,吸光度-油煙濃度并不是線(xiàn)形的,而二次函數關(guān)系[3]。本文利用多項式回歸法、自編程序運行計算,結果如下:
A=0.00871+0.0806c-0.00156c2復相關(guān)系數為0.9977,濃度c的單位是mg/100ml。
3.3碳酸鈉最佳吸收濃度的確定
通過(guò)2.5對碳酸鈉的測這,得出如下的數據表,從據表3、圖3分析得出,盡管38g/100ml(或更大)時(shí)碳酸納的吸光度較大、吸收總量也較大,但是從吸收相對百分率比較和經(jīng)濟效益的角度講,在吸光度和吸收總量相差不大的情況下,碳酸鈉處于24g/100ml濃度的時(shí)候是最佳的吸收濃度。
表3 不同濃度碳酸鈉溶液在兩上吸收瓶的吸收數據
見(jiàn)表
2號瓶是吸收泄漏的油煙,可以看出隨著(zhù)Na2CO3濃度的增加,泄漏的油煙越來(lái)越少;但Na2CO3濃度為3.0g/100mlH2O、10.0g/100mlH2O、100 g/100mlH2O時(shí),吸光度幾乎相同,31.0 g/100mlH2O、38.0 g/100mlH2O時(shí)也是如此,這很有可能是Na2CO3的吸收速度很慢造成的。
圖3 兩個(gè)吸收瓶的吸收油煙的相對數量曲線(xiàn)
3.4磷酸氫二鈉最佳吸收濃度的確定
通過(guò)2.6對磷酸氫二鈉的測定,得出如下的數據表4,盡管8g/L時(shí)磷酸氫二鈉的吸光度較大,吸收總量也相對較大,但是從經(jīng)濟效益的角度講,在吸光度和吸收總量相差不大的情況下,磷酸氫二鈉大約處于7g/L濃度的時(shí)候是最佳的吸收濃度。
實(shí)驗表明,加入Na2HPO4后,吸收能力明顯增強;2號吸收瓶吸收泄漏的油煙明顯減少,這表明Na2HPO4的助溶能力是很強的。
4討論
本實(shí)驗選用的是菜油,油煙特別多,已經(jīng)幾乎沒(méi)人食用了;而居民日常生活中常用的色拉油油煙特別少。本實(shí)驗用菜油的原因是:如果吸收液對菜油產(chǎn)生的油煙都能很好吸收,那么對其他油產(chǎn)生的油煙就能更好地吸收,結果表明,本實(shí)驗達到了這一要求。
本實(shí)驗吸收油煙的時(shí)間為80min,這并沒(méi)有達到吸收液的飽和和吸收值,實(shí)驗表明:當達到240min時(shí)吸收才飽和,在這之前沒(méi)有聞以油煙的氣味,說(shuō)明大部分油煙已被吸收;這時(shí),1號吸收瓶的吸光度為0.851,而2號瓶的吸光度在240min后即越來(lái)越大,1號瓶的吸光度卻保持基本穩定。這時(shí)會(huì )逐漸聞到油煙的氣味。
表4 不同濃度磷酸氫二鈉溶液復合液在1號吸收瓶的吸收數據
見(jiàn)表
圖4 吸收液的飽和吸收值與時(shí)間的關(guān)系
油煙濃度的分析方法是按GB18483-2001[4]進(jìn)行的。
5結束語(yǔ)
吸收液的碳酸鈉濃度為24 g/100mlH2O,磷酸氫二鈉濃度為7g/L 為最佳條件上,吸收液可使用240min。
