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研究生:蔡宜臻
研究生(外文):Yi-Jhen Cai
論文名稱:以分段式二氧化氯洗滌程序削減油炸臭豆腐異味之研究
論文名稱(外文):The Scrubbing Elimination of Odor Emitted from the Deep Frying of Stinky Tofu by Multi-Staged Addition Process of Chlorine Dioxide
指導教授:蔡政賢蔡政賢引用關係
指導教授(外文):Cheng-Hsien Tsai
口試委員:郭益銘賴怡潔王琳麒蔡政賢
口試委員(外文):Yi-Ming KuoYi-Chieh LaiLin-Chi WangCheng-Hsien Tsai
口試日期:2019-06-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄科技大學
系所名稱:化學工程與材料工程系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:二氧化氯化學洗滌油炸臭豆腐
外文關鍵詞:ClO2chemical oxidative scrubbingfried stinky tofu
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國內小型餐飲業者普遍與民眾居住環境為鄰,加上設置之防制設備處理能力不足,尤其是異臭味的排放,導致陳情案件數日增,因此以經濟有效的技術消除異臭味為空氣污染防制之重要課題。 目前常以化學氧化洗滌法來控制異臭味,雖然相對經濟有效,但欲了解繁複的化學反應機制與操作參數,對於多數的餐飲業者而言仍屬困難。
因此,本研究設計一套可簡易操作的二氧化氯洗滌系統,且為了改善二氧化氯的高揮發與自分解速率,進行分段添加保護型二氧化氯 (簡稱 p-ClO2 ) 洗滌液之程序,降解炸臭豆腐過程中排氣之異味。 對於油炸臭豆腐後之廢氣,實驗在液氣比 (L/G ratio) 1.5~2.0 lpm/CMM ,於不同 p-ClO2 起始濃度下,探討連續處理的過程中,對異味排放濃度、 pH值、氧化還原電位 (ORP值),以及 p-ClO2 殘留濃度等之影響。 結果顯示:本系統對異味去除率最高可達 90% ,在 p-ClO2 起始濃度540 ppm 、洗滌液體積120 L 、進流廢氣 15.6 CMM、L/G ratio = 2.0 lpm/CMM 下,可連續洗滌 2 hrs ,此時 p-ClO2 殘留濃度趨近於0,且 ORP 值降至最低,顯示洗滌液中幾乎已無 p-ClO2 濃度可進行氧化還原能力;因此再次加入等量的 p-ClO2 原液後可完成另一次循環直至營業結束。 顯示本研究設計之分段式加入 p-ClO2 洗滌程序,對於去除炸臭豆腐衍生之異味有甚佳之效果,並可透過 ORP 值監測洗滌液中所含 p-ClO2 之殘留濃度是否仍具有降解異味之能力。

The increasing emission of pungent odor coming from small-scale restaurants, especially the odor emitted from fried stinky tofu, have increased the complaints of people living near the area. The stench does not only add up to environmental pollution, but serves as health hazard as well. So, developing a cost-effective technique on eliminating the foul odor is important in controlling air pollution, which is an important issue in the environment. At present, chemical oxidative scrubbing is commonly used in removing the odor emitted from a restaurant. Although it is relatively cheap, most restaurant staff are still having difficulty in understanding the complex mechanism and operating parameters involved in the chemical oxidative scrubbing system.
In this study, an easily operated, multi-staged chemical oxidative scrubbing system is designed in order to eliminate odor emitted from the frying of stinky tofu. The addition of protective-type chlorine dioxide (p-ClO2) to the washing liquid, chlorine dioxide, is necessary so that its volatilization and self-decomposition can improve. Then, the effects of liquid-gas ratio (L/G ratio, lpm/CMM), initial concentration of p-ClO2 and treatment time on the elimination of odor, residual p-ClO2 concentration, pH value, and ORP value, were investigated. The results indicated that the system can remove odor up to 90% when the operational conditions are followed: initial concentration of ClO2 = 540 ppm, washing liquid volume = 120 L, and inlet waste gas flowrate = 15.6 CMM with an L/G ratio = 2.0 lpm/CMM. At 2 hours’ operation, the residual p-ClO2 concentration approaches 0 ppm and the ORP value is minimized, indicating that almost no p-ClO2 concentration in the washing solution is redox-capable. So, adding the same amount of p-ClO2 into the scrubbing solution again can remove odor for the next elimination cycle until the end of business hours. Therefore, the elimination of the odor emitted from the deep frying of stinky tofu via multi-staged addition process of chlorine dioxide is proven to be able to degrade odor and it can be monitored through the ORP value.

摘 要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII

第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 研究內容 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 餐飲業現況 4
2-2 臭豆腐成分、異味物質 5
2-3 餐飲業油煙處理過程 10
2-4 異味物質之處理技術 11
2-4-1 處理技術介紹 11
2-4-2 洗滌塔處理異臭味 21
2-5 氧化劑種類與特性 23
2-6 二氧化氯 27
2-6-1 簡介 27
2-6-2 包覆劑原理 28
第三章 實驗設備及方法 29
3-1 實驗藥品 29
3-2 實驗設備 30
3-3 實驗流程與方法 34
3-3-1 實驗流程 34
3-3-2 保護型二氧化氯溶液之配製 36
3-3-3 分段式保護型二氧化氯洗滌系統之設計 36
3-3-4 分段式保護型二氧化氯處理異味之實驗 38
3-4 分析方法 40
3-4-1 VOCS 直讀儀器 40
3-4-2 ORP之量測 41
第四章 結果與討論 42
4-1 ClO2 對 ppb RAE 影響 42
4-2 更換排放管道前,油炸臭豆腐後ClO2,廢氣,ORP及PH隨時間之變化 44
4-3 更換排放管道後,油炸臭豆腐後ClO2,廢氣,ORP及PH隨時間之變化 46
4-4 更換排放管道後,油炸臭豆腐後分段式加藥法之ClO2,廢氣,ORP及PH隨時間之變化 48
4-5 p-ClO2溶液中ORP與pH電位之關係 51
第五章 結論與建議 57
5-1 結論 57
5-2 建議 58


 表 目 錄 
表2-2-1 發酵臭豆腐臭味成分 5
表2-2-2 二甲基二硫之主要物化特性 6
表2-2-3 硫化氫之主要物化特性 7
表2-2-4 含還原態硫之化合物及其異味官能基 7
表2-2-5 吲哚之主要物化特性 8
表2-2-6 氨之主要物化特性 9
表2-2-7 含還原態氮之化合物及其異味官能基 9
表2-4-1 各種防制設備之油煙與異味去除效率 11
表2-4-2 濕式洗滌之優缺點比較 22
表2-5-1 常用之化學氧化劑及適用異味成份 24
表2-5-2 NaOCl洗滌法處理餐飲廢氣之文獻比較 25
表2-5-3 ClO2與NaOCl之性質比較表 26
表 2-6-1 二氧化氯之物化特性 27
表3-1 實驗藥品與氣體之種類、分子式、純度及供應廠商 29
表3-3-4-1 實驗參數表 39
表3-3-4-2 實驗參數表 39
表3-3-4-3 實驗參數表 39
表4-1 不同濃度 p-ClO2 以 ppb RAE 量測之 TVOC 濃度( ppb ) 43
表4-2 更換排放管道前,油炸臭豆腐後ClO2,廢氣,ORP及pH隨時間之變化 45
表4-3 更換排放管道後,油炸臭豆腐後ClO2,廢氣,ORP及pH隨時間之變化 46
表4-4 更換排放管道後,油炸臭豆腐後分段式加藥法之ClO2,廢氣,ORP及pH隨時間之變化 49
表4-5-1 p-ClO2溶液對ORP與pH之關係表 (1/2) 52
表4-5-2 p-ClO2溶液對ORP與pH之關係表 (2/2) 53
表4-5-3 模擬現場狀況之p-ClO2與pH、ORP關係表 55


 圖 目 錄 
圖2-3 油煙處理過程圖 10
圖2-4-1-1 氣簾導煙機照片 12
圖2-4-1-2 油煙擋板照片 13
圖2-4-1-3 油煙濾材過濾器照片 14
圖2-4-1-4 水幕式油煙集氣罩照片 15
圖2-4-1-5 濕式洗滌塔(水洗機) 16
圖2-4-1-6 油煙靜電集塵機處理原理 18
圖2-4-1-7 濾材式集塵設備處理原理 19
圖2-4-1-8 UV-O3設備照片 20
圖2-4-2 濕式洗滌之基本作用示意圖 21
圖3-2-1 pH測定儀 30
圖3-2-2 ORP 測定儀 30
圖3-2-3 PID氣體偵測器 31
圖3-2-4 PID氣體偵測器 31
圖3-2-5 PID氣體偵測器 32
圖3-2-6加熱及攪拌器 32
圖3-2-7 精密分析天平 33
圖3-2-8 精密分析天平 33
圖3-3-1 實驗流程圖 35
圖3-3-3-1 分段式保護型二氧化氯洗滌系統(側視圖) 37
圖3-3-3-2 分段式保護型二氧化氯洗滌系統(俯視圖) 38
圖4-1 不同濃度下保護型二氧化氯以 ppb RAE 量測的 TVOC 濃度 43
圖4-2 更換排放管道前,油炸臭豆腐後ClO2,廢氣,ORP及pH隨時間之變化 45
圖4-3 更換排放管道後,油炸臭豆腐後ClO2,廢氣,ORP及pH隨時間之變化 47
圖4-4 更換排放管道後,油炸臭豆腐後分段式加藥法之ClO2,廢氣,ORP及pH隨時間之變化 50
圖4-5-1 p-ClO2溶液對ORP與pH之關係圖 54


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