一種智能植物液除臭裝置

俞家琛

（浙江省杭州第二中學(xué)，浙江杭州 310053）

一種智能植物液除臭裝置

俞家琛

（浙江省杭州第二中學(xué)，浙江杭州 310053）

為解決學(xué)校、景區(qū)、車站、高速公路服務(wù)區(qū)、影院、會(huì)議中心等人群高密度活動(dòng)區(qū)域廁所的異味問(wèn)題，本研究采用特殊組分的植物液多醛技術(shù)，通過(guò)一種智能的裝置，使植物液和廁所的氨氣、硫化氫等常見(jiàn)的異味發(fā)生永久反應(yīng)，生成一個(gè)新的無(wú)味、更重且更不易揮發(fā)的化合物，或一個(gè)氣味更好聞但迅速揮發(fā)掉的新生化合物。

植物液 自動(dòng) 新分子 消除異味

1　研究背景和目的

1.1研究背景

現(xiàn)實(shí)生活中，廁所的異味令人無(wú)法忍受，而學(xué)校、車站、高速公路服務(wù)區(qū)、影院、會(huì)議中心等人群高密度活動(dòng)區(qū)域廁所的異味更難處理。人們一般采用除臭藥劑、芳香劑或排氣扇來(lái)清除廁所中的異味，藥劑在沖淡異味的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次污染，對(duì)人體健康造成影響，芳香劑致使通過(guò)香氣遮蓋了原理的臭味，排氣扇不僅除臭效果差，而且耗電多、噪音大，這幾種方式都不能有效的將異味清除。

1.2研究目的

利用傳感器技術(shù)的進(jìn)步設(shè)計(jì)一種智能的植物液除臭裝置，當(dāng)異味濃度（VOC總量）達(dá)到一定量時(shí)能自動(dòng)開(kāi)機(jī)，當(dāng)濃度低于一定值時(shí)能自動(dòng)關(guān)機(jī)；此裝置使植物液中的有效分子（雙鍵、羰基等活性基團(tuán)含有生物活性或化學(xué)活性）能迅速和異味分子迅速發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到改變其結(jié)構(gòu)，形成無(wú)味無(wú)害的氣體。

2　研究思路和原理

2.1研究思路

從薄荷、樟腦、肉桂、檸檬、橙、松樹(shù)、雪松、迷迭香、留蘭香、桉樹(shù)等植物中通過(guò)水蒸氣蒸餾法提取植物油，針對(duì)廁所主要異味氨氣和硫化氫，按以上植物油一定的組分配置專用的植物液。根據(jù)廁所異味濃度，采取超聲波（或霧化噴頭）和風(fēng)機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)植物液的充分霧化，霧化后的植物液的比表面積比傳統(tǒng)除臭劑噴射出的除臭劑的比表面積大六十倍左右，在同樣除臭效果的條件下，消耗除臭劑是現(xiàn)有的六十分之一。以上通過(guò)空氣傳感器實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)運(yùn)行。

2.2研究原理

各植物油組分中含有反應(yīng)活性很高的功能團(tuán)化合物和萜類化合物（雙鍵、羰基等活性基團(tuán)），可用于氧化還原反應(yīng)：在該類物質(zhì)與硫化物分子進(jìn)行碰撞時(shí)，可氧化負(fù)二價(jià)的硫，產(chǎn)生萜基硫化物，這類化合物不穩(wěn)定，很容易進(jìn)一步分解為硫酸根離子。醛類化合物可與異味發(fā)生永久反應(yīng)，生成一個(gè)新的無(wú)味、更重且更不易揮發(fā)的化合物，或一個(gè)氣味更好聞但迅速揮發(fā)掉的新生化合物，具體反映方程式如下：

（1）醛與以下物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)：

氨（氣狀）

一級(jí)胺

二級(jí)胺

硫醇

（縮硫醛）

硫化氫

（縮硫醛）

（2）酮與以下物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)：

氨

一級(jí)胺

二級(jí)胺

硫醇

（縮硫醛）

硫化氫

（縮硫醛）

這樣的改變會(huì)生成出一個(gè)不帶原有氣味特征的新分子，其具有安全性，生物降解性并對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害。此類永久消除空氣中異味的方式能顯著地提高空氣質(zhì)量。

3　研究?jī)?nèi)容和分析

本研究涉及一種植物液除臭裝置，屬于環(huán)保衛(wèi)生領(lǐng)域。包括殼體，殼體正面設(shè)有風(fēng)機(jī)，殼體背面設(shè)有若干通孔，殼體內(nèi)設(shè)有填料部分，填料部分的填料上分散有植物液，填料部分上方的殼體上設(shè)有格柵，殼體上設(shè)有開(kāi)關(guān)、清洗指示燈、濃度檢測(cè)器，開(kāi)關(guān)、清洗指示燈、濃度檢測(cè)器分別與設(shè)置在殼體內(nèi)的控制器相連。

當(dāng)異味濃度（VOC總量）達(dá)到一定量時(shí)能自動(dòng)開(kāi)機(jī)，當(dāng)濃度低于一定值時(shí)能自動(dòng)關(guān)機(jī)；當(dāng)填料阻力加大時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量減少，能通過(guò)清洗指示燈提醒人們清洗填料，有效延長(zhǎng)裝置的使用壽命；而且除臭劑中的有效分子（雙鍵、羰基等活性基團(tuán)）含有生物活性或化學(xué)活性能迅速和異味分子發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到改變其結(jié)構(gòu)，形成無(wú)味無(wú)害的氣體，不僅除臭效果好，而且安全綠色無(wú)害。具體用法：（1）將本產(chǎn)品壁掛式安裝在墻體上；（2）當(dāng)臭氣濃度（體現(xiàn)為VOC總量）達(dá)到一定量時(shí)能自動(dòng)開(kāi)機(jī)、當(dāng)濃度低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)能自動(dòng)關(guān)機(jī)；（3）當(dāng)填料阻力加大時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量減少，能通過(guò)清洗指示燈提醒人們清洗填料。

殼體內(nèi)還設(shè)有儲(chǔ)液桶，所述儲(chǔ)液桶頂端通過(guò)管道與殼體上的進(jìn)液口相連通，儲(chǔ)液桶底端設(shè)有出液口，出液口通過(guò)管道與霧化噴頭相連通，出液口與霧化噴頭之間的管道上設(shè)有泵體?？臻g內(nèi)的臭氣濃度較大，一定時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)除臭時(shí)，可以啟動(dòng)霧化噴頭向空間噴灑除臭劑。殼體內(nèi)還可以設(shè)有植物液超聲波霧化裝置，能將植物液霧化增大比表面積，36db以下超靜音，兼具加濕和香薰功能。

采用本產(chǎn)品裝置進(jìn)行除臭，包括下述步驟：

（1）濃度檢測(cè)器檢測(cè)到臭氣濃度達(dá)到一定量時(shí)（TVOC超過(guò)0.6mg/m3），自動(dòng)開(kāi)機(jī)；

（2）臭氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引入殼體內(nèi)，在均勻分散有植物液的填料部分實(shí)現(xiàn)除臭；

（3）除臭后的氣體經(jīng)通孔循環(huán)使用；

（4）一定時(shí)間內(nèi)臭氣濃度仍達(dá)到一定量時(shí)（TVOC仍超過(guò)0.6mg/ m3），啟動(dòng)霧化噴頭噴灑植物液或者啟動(dòng)超聲波霧化裝置使植物液霧化；

（5）濃度檢測(cè)器檢測(cè)到臭氣濃度低于一定值時(shí)（TVOC低于0.45mg/ m3），霧化噴頭或超聲波霧化裝置自動(dòng)關(guān)機(jī)；

（6）濃度檢測(cè)器檢測(cè)到臭氣濃度低于一定值時(shí)（TVOC低于0.30mg/ m3），自動(dòng)停機(jī)。

其中，植物液包括下述重量份的組分配方如下：薄荷油10份、樟油7份、肉桂油7份、檸檬油6份、橙油5份、松樹(shù)油3份、雪松油3份、迷迭香油3份、留蘭香油2份、桉樹(shù)油2份。此配方屬于多醛技術(shù)，混合兩種以上醛類物質(zhì)永久并顯著的消抵難聞的異味。

4　創(chuàng)新點(diǎn)

2015年7月，經(jīng)浙江省科技信息研究院（國(guó)家一級(jí)科技查新單位）查新，部分查新結(jié)論如下：經(jīng)分析比較，委托單位開(kāi)發(fā)的植物液除臭裝置及方法，（1）殼體正面設(shè)有風(fēng)機(jī)，殼體背面設(shè)有若干通孔，殼體內(nèi)設(shè)有填料部分，填料部分的填料上分散有除臭劑，填料部分上方的殼體上設(shè)有格柵，殼體上設(shè)有開(kāi)關(guān)、清洗指示燈、濃度檢測(cè)器，開(kāi)關(guān)、清洗指示燈、濃度檢測(cè)器分別與設(shè)置在殼體內(nèi)的控制器相連；（2）殼體內(nèi)還設(shè)有儲(chǔ)液桶，儲(chǔ)液桶頂端通過(guò)管道與殼體上的進(jìn)液口相連通，儲(chǔ)液桶底端設(shè)有出液口，出液口通過(guò)管道與霧化噴頭相連通，出液口與霧化噴頭之間的管道上設(shè)有泵體；（3）殼體內(nèi)還可以設(shè)有植物液超聲波霧化裝置，36db以下超靜音，兼具加濕和香薰功能；（4）當(dāng)臭氣濃度（VOC總量）達(dá)到一定量時(shí)能自動(dòng)開(kāi)機(jī)，當(dāng)濃度低于一定值時(shí)能自動(dòng)關(guān)機(jī)，當(dāng)填料阻力加大時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量減少，能通過(guò)清洗指示燈提醒人們清洗填料，在上述所檢文獻(xiàn)中未見(jiàn)具體述及。（5）除臭劑包括下述重量份的組分配方如下：薄荷油10份、樟油7份、肉桂油7份、檸檬油6份、橙油5份、松樹(shù)油3份、雪松油3份、迷迭香油3份、留蘭香油2份、桉樹(shù)油2份；此配方屬于多醛技術(shù)，混合兩種以上醛類物質(zhì)永久并顯著的消抵難聞的異味。此多醛技術(shù)與那些常見(jiàn)的異味發(fā)生永久反應(yīng)，生成一個(gè)新的無(wú)味、更重且更不易揮發(fā)的化合物，或一個(gè)氣味更好聞但迅速揮發(fā)掉的新生化合物，在上述所檢文獻(xiàn)中未見(jiàn)具體述及。

5　社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

本研究過(guò)程中，采用亞克力為外殼材料做了樣機(jī)，裝置主要由客體、風(fēng)機(jī)、填料、超聲波霧化機(jī)和傳感器等控制器組成，以上樣機(jī)材料的成本在420元左右。植物液目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，本研究選用了選用了怡科羅（南京）異味控制技術(shù)有限公司的專用植物液，稀釋后植物液的價(jià)格是每公斤10元。綜上，本研究產(chǎn)品的成本是低廉的，針對(duì)性是很強(qiáng)的，經(jīng)過(guò)浙江省杭州第二中學(xué)、杭州濱文路電影院、杭州繞城高速西湖服務(wù)區(qū)等人流密集區(qū)域廁所的實(shí)驗(yàn)，效果良好。

6　結(jié)語(yǔ)

本研究采用的特殊組份的植物油，通過(guò)一種智能除臭裝置霧化除臭，高效、安全且成本低廉，具有一定的推廣價(jià)值。

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