商用調(diào)合生物燃油灶具要求、檢測方法探討

韓小平

（成都產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院有限責任公司，四川成都 610100）

商用調(diào)合生物燃油灶具（以下簡稱生物燃油灶具）是最近兩年來在國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策的背景下出現(xiàn)的餐飲烹飪用環(huán)保節(jié)能新型商用灶具，包括炒菜灶、大鍋灶、蒸箱、蒸爐、煮面爐、煲仔爐等系列產(chǎn)品。生物燃油灶具與商用燃氣、柴油、煤油、甲醇、白油灶具的不同之處，一是燃料，生物燃油灶具使用餐廚、食品加工行業(yè)中產(chǎn)生的各種動植物廢棄油脂以及微生物油脂等通過酯交換反應或生物酶催化，將制得脂肪酸單烷基酯與高閃點烷烴化合物，經(jīng)添加劑調(diào)和制成的液體燃料油或是使用脂肪酸甲酯含量（質(zhì)量分數(shù)）不小于96.5%的BD100 生物柴油[1]按一定比例與石化柴油或白油，助燃劑等調(diào)和而成的液體燃油；二是燃燒器結(jié)構(gòu)，燃燒方式不同。

生物燃油灶具目前沒有相應生產(chǎn)加工技術(shù)標準和規(guī)范，加之現(xiàn)在生產(chǎn)生物燃油灶具不需要取得工業(yè)生產(chǎn)許可證，行業(yè)準入門檻降低。部分廠家為節(jié)約成本，選用價格低廉的材料、配件，配套加工設備落后、工藝跟不上等因素，生物燃油灶具質(zhì)量稂莠不齊；時有警示、標志內(nèi)容不齊，技術(shù)參數(shù)不詳?shù)痊F(xiàn)象。筆者查看了能部分參照適用的同類產(chǎn)品的標準，還有多項技術(shù)要求以及相應的檢測方法未涉及，有待進一步完善。

1 商用調(diào)合生物燃油灶具概述

1.1 生物燃油灶具的現(xiàn)狀

全國批量生產(chǎn)、銷售生物燃油灶具的有山東、河南、四川、廣東、江蘇、福建等省份，生物燃油灶具已經(jīng)走進各類餐飲場所、酒店、企事業(yè)單位、工廠、學校等地的后廚；各地對其稱謂眾多，如生物柴油灶、植物燃料油灶、電噴柴油灶等。筆者稱其為：商用調(diào)合生物燃油灶具，主要是考慮燃油原料的一部分來源于動植物油脂、微生物油脂，且經(jīng)過調(diào)配合成的液體燃料這兩個因素，這里不包括醇基類燃料灶具。

1.2 商用調(diào)合生物燃油灶具的特點及分類

1.2.1 生物燃油灶具的特點

隨著生物燃油灶具不斷技術(shù)改進，更新?lián)Q代，目前該產(chǎn)品技術(shù)日臻成熟，主要有以下特點：

（1）供油精細，燃燒更充分，節(jié)能。生物燃油灶具采用先進的電磁泵，由電流大小控制電機轉(zhuǎn)速，通過操作檔位旋鈕，調(diào)節(jié)燃油流量、流速，同步自動匹配或手動匹配合適空氣風量，整體集成電路控制；燃燒器配裝精密霧化噴油嘴，將燃油噴成油霧狀。比傳統(tǒng)柴油、煤油灶具燃燒更充分、更徹底，效率更高。

（2）環(huán)保安全。生物燃油灶具所使用燃料的原料，部分來源于動物、植物、微生物等油脂，含硫量低，屬于可再生能源；相比柴油、煤油、白油，調(diào)合生物燃料油更環(huán)保。調(diào)合生物燃料油閃點高，無毒害，易于運輸、儲存，較醇基類燃料（如甲醇）更安全。

1.2.2 生物燃油灶具的分類

按燃燒方式可分為：電磁泵噴油燃燒式（目前也是市場主流）；低壓鼓風噴油燃燒式。

按用途可分為：炒菜類；蒸飯（菜、包）類；煮食（面）類；煲湯類。

2 商用調(diào)合生物燃油灶具要求

2.1 對生物燃油灶具材料及零部件的要求

2.1.1 材料要求

（1）生物燃油灶具采用的輸油管應能承受正常工作條件下的溫度、壓力，耐腐蝕。

（2）與食物、蒸汽直接接觸的不銹鋼材料，材質(zhì)應符合GB 4806.9—2016《食品安全國家標準 食品接觸用金屬材料及制品》規(guī)定的要求。

（3）各金屬部件材料（耐腐蝕性材料除外）應進行電鍍、噴漆或防腐表面處理。

（4）采用的保溫和隔熱材料性能應為不燃或在1 min 之內(nèi)自然熄滅。

2.1.2 零部件要求

（1）燃燒器。燃燒器火孔應均勻，不得發(fā)生影響使用的變形；點火器、噴油嘴的位置布局準確、固定且設計合理；燃燒器采用的壓火帽、噴油嘴具有耐高溫、耐腐蝕性能，膨脹率低。

（2）風機。風機在正常工作狀態(tài)下，供風量能完全滿足燃油各檔位包括最大檔的風量匹配；符合GB/T 5171.1—2014《小功率電動機 第1 部分：通用技術(shù)條件》和GB/T 12350—2009《小功率電動機的安全要求》的規(guī)定。

（3）電磁泵。防觸電保護等電氣性能符合GB 4706.1—2005《家用和類似用途電器的安全 第1 部分：通用要求》的規(guī)定。

（4）集成電路控制器。在點火不成功時，應再點火或再啟動或關機；應具有外部故障開機自檢或運行自檢功能。

（5）熄火保護裝置。筆者所知：斷油熄火，加油重啟；在風力風壓下，燃燒器火焰會偏邊。提出此問題共同進行探討。

2.2 對生物燃油灶具結(jié)構(gòu)的要求

地方標準DB51/T 1431—2012《商用燃油灶具通用技術(shù)條件》中明確了適用范圍：本標準適用于以0#、10#、-10#輕柴油為燃料的商用燃油中餐炒菜灶、商用燃油大鍋灶、商用燃油蒸箱[2]。當時是依據(jù)使用輕質(zhì)柴油灶具而制定，但在結(jié)構(gòu)要求上仍然適用。對生物燃油灶具的結(jié)構(gòu)要求，結(jié)合DB51/T 1431中的5.1 通用結(jié)構(gòu)部分，筆者還提出以下內(nèi)容：

（1）空氣供應系統(tǒng)應能確保在運行和維護時，不發(fā)生堵塞或非正常調(diào)節(jié)。

（2）排煙道應具備防止堵塞的保護裝置，一級排煙道應凸出灶具本體。

（3）蒸箱、蒸飯車在水膽底部，蒸腔底部均應設置有排污口，且排污閥的位置應便于操作。

（4）在蒸箱、蒸飯車最上層蒸腔適當位置應設置蒸汽壓力測壓接口；其排氣閥（孔）能確保蒸腔內(nèi)蒸汽壓力（表壓）不大于500 Pa。

（5）蒸腔應與燃油系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)隔絕。

（6）煮食爐應設置自動補水或防干燒安全裝置。

2.3 生物燃油灶具性能要求

2.3.1 燃燒工況

（1）正常燃燒時火苗清晰、均勻；火焰穩(wěn)定，無熄火、無回火、無離焰；燃油檔位旋鈕轉(zhuǎn)換時，火焰變化應連續(xù)，穩(wěn)定。

（2）燃油檔位旋鈕調(diào)到最大檔位，燃燒器正常運行時噪音不大于85 dB(A)，熄火噪音不大于85 dB(A)。

（3）點火性能，連續(xù)點火10 次，應全部點燃燃燒器且不產(chǎn)生爆燃現(xiàn)象。

2.3.2 表面溫升

灶具不同部位表面溫升應符合表1 的要求。

表1 表面溫升

2.3.3 電氣性能

在DB51/T 1431 中5.3.2 電氣要求的基礎上，筆者還提出以下要求：

（1）安裝在生物燃油灶具外殼的電源開關應采取防水措施，安裝部位防護等級應不低于IPX4。

（2）點火器高壓帶電部件與非帶電金屬部件之間的距離應大于點火電極之間的距離，在點火操作時不應發(fā)生漏電，手可能接觸的高壓帶電部位應進行良好絕緣。

2.3.4 耗油量偏差

單個燃燒器耗油量偏差在±10%以內(nèi)；具有兩個及以上燃燒器的灶具總實測耗油量不小于各單個燃燒器實測耗油量之和的85%。

2.3.5 熱效率熱效率是指生物燃油灶具在單位時間吸收利用的熱量與相同時間內(nèi)所消耗生物燃油熱量的百分比，是評價灶具利用能源（節(jié)能）程度的重要指標。熱效率不應小于25%。

2.3.6 環(huán)保要求

（1）煙氣中CO 含量不大于0.2%（a=1）。

（2）煙氣的煙塵濃度應不大于30 mg/m3。

（3）煙氣的黑度應不大于林格曼1 級。

（4）氮氧化物NOx（a=1）排放。

3 生物燃油灶具檢測方法探討

3.1 試驗基本條件

實驗室大氣壓應在86 kPa～106 kPa 之間，空氣相對濕度不應大于85%，溫度應為20℃±15℃，每次試驗過程中溫度波動在±5℃范圍內(nèi)。實驗室通風良好，空氣中CO 體積百分比小于0.002%，CO2含量體積百分比應小于0.2%。

3.2 對檢測方法的探討（這部分筆者以目前實踐中還是空白的耗油量偏差、熱效率等為重點討論）

3.2.1 電磁泵電氣強度

在3.1 節(jié)的試驗基本條件下，使用安規(guī)介電分析儀，在電磁泵電源插頭L 端或N 端與閥門外殼之間施加1250 V，頻率為50 Hz/60 Hz 的交流電壓1 min，不出現(xiàn)擊穿和閃絡。

3.2.2 電源開關安裝部位防護等級

宜采用GB/T 4208—2017《外殼防護等級（IP 代碼）》中圖5 所示的防淋水和濺水手持式噴頭，從噴頭上除去擋板，向外殼各方向濺水。水壓在50 kPa～150 kPa 之間，濺水時間按外殼面積1 min/m2，最少5 min。

3.2.3 耗油量偏差檢測方法

在3.1 節(jié)的試驗條件下，使用灶具明示的同標號同一種生物燃油進行，先做好準備，接著給生物燃油灶具自帶或匹配的相應器皿（如大鍋灶、炒菜灶、蒸爐配備的鍋，蒸箱、蒸飯車的水膽）中加入器皿容積2/3 的水；點燃灶具，燃油檔位開至最大（檔），同步自動匹配風量或根據(jù)需要手動調(diào)節(jié)空氣閥門，當灶具燃燒達到穩(wěn)定狀態(tài)后，開始測定。將燃油油箱（壺）放置電子秤上，得到初始讀數(shù)M0，同時秒表計時。灶具運行20 min 后，立即關掉燃油，停止運行，同時記錄電子秤此時讀數(shù)M1。連續(xù)2 次取平均值。用式（1）計算耗油量偏差：

式（1）中：

M0-試驗開始時電子秤初讀數(shù)，單位千克（kg）；

M1-試驗結(jié)束時電子秤初讀數(shù)，單位千克（kg）；

M-灶具出廠設計的單位時間（1 小時）最大耗油量，單位千克（kg）；

3-將20 min 耗油量換算成1 小時耗油量。

兩個及以上燃燒器的灶具，先按上述方法，對每個燃燒器進行試驗，得到各個燃燒器的實測耗油量；然后點燃所有燃燒器，同時燃燒，得到總實測耗油量。

3.2.4 熱效率檢測方法（以生物燃油大鍋灶進行討論）

在3.1 節(jié)的試驗條件下，根據(jù)大鍋口徑選用攪拌器的規(guī)格（直徑）、結(jié)構(gòu)分別參考GB 35848—2018《商用燃氣燃燒器具》6.14.5 中的表8、圖10。

檢驗用鍋由廠家配置，加熱水量為鍋有效容積的75%；燃油油箱（壺）放置在電子秤上。點燃灶具，燃油檔位開至最大（檔），待燃燒穩(wěn)定后，將水銀溫度計插入鍋中心水深1/4 處，水初溫取室溫加5℃，水終溫取初溫加45℃。在低于水初溫5℃時開始攪拌直至初溫，并記錄電子秤的讀數(shù)M0；在低于終溫5℃時開始攪拌直至終溫，立即關掉燃油，停止運行，并記錄此時電子秤讀數(shù)M1。連續(xù)2 次取平均值。熱效率按式（2）計算：

式（2）中：

η-大鍋灶的熱效率，單位為百分數(shù)（%）；

c-水的比熱，單位為兆焦每千克攝氏度[4.2×10-3MJ/（kg?℃）]；

M0-試驗開始時電子秤初讀數(shù)，單位千克（kg）；

M1-試驗結(jié)束時電子秤終讀數(shù)，單位千克（kg）；

Q-試驗時所使用的燃油的熱值，單位兆焦每千克（MJ/kg）；

M-加熱的水質(zhì)量，單位千克（kg）；

45-水的溫升值，單位為攝氏度（℃）。

對于式（2）中的Q，目前調(diào)合生物燃油還沒有統(tǒng)一標準國家、行業(yè)標準，有《爐灶用合成液體燃料》團體標準還在起草制定中，各個調(diào)合生物燃油生產(chǎn)企業(yè)的油品熱值差異大。筆者建議檢驗機構(gòu)實驗室采用市場上普遍使用的一種調(diào)合生物燃油作為標準燃油，恒定熱值。

3.2.5 環(huán)保指標的檢測方法

（1）煙氣中CO 含量。在主燃燒器點燃15 min 后，應盡可能均勻地在排煙部位采集煙氣樣，采樣的位置和方法按各燃具標準規(guī)定[3]。煙氣取樣裝置及取樣位置參考GB 35848—2018《商用燃氣燃燒器具》6.5.7 干煙氣中CO（a=1）試驗的測試方法中：c)的內(nèi)容，并按GB/T 16411—2008 式（4）計算。這里需要說明對于多個燃燒器（多爐頭）灶具（如平頭爐），各燃燒器分別坐鍋，同時點燃全部燃燒器進行試驗。

（2）煙氣的煙塵濃度和黑度。點燃生物燃油灶具，將燃油檔位開至最大，按GB/T 9079 中的過濾計重法測定煙氣的煙塵濃度；煙氣的黑度按GB/T 9079 規(guī)定方法試驗。

（3）氮氧化物NOx（a=1）排放。筆者建議參照GB 16410—2020《家用燃氣灶具》附錄A 規(guī)定的試驗方法并按公式（A.1）計算得到實測值即可。

4 結(jié)束語

相比之下，商用調(diào)合生物燃油灶具因其環(huán)保、節(jié)能，在燃油灶具中極具代表性，市場潛力巨大。對該產(chǎn)品的要求，檢測方法進行完善，在規(guī)范商用調(diào)合生物燃油灶具生產(chǎn)、銷售，促進產(chǎn)品功能性、質(zhì)量安全性提高方面意義重大。本文研究希望能為下一步商用調(diào)合生物燃油灶具標準的制定提供參考。