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基于 IncoPat 数据库的油烟净化技术分析 珠海格力电器股份有限公司、珠海精实测控技术有限公司 罗汉兵*王海霞 摘 要 厨房烹饪油烟含有大量有害气态、固态以及液态小颗粒，若未经吸收净化处理直接排到室外，会造成空气污染，引起大气雾霾，影响公众健康。随着国内餐饮业的快速发展以及人们对空气污染关注度的提高，如何降低排放至大气中的烹饪油烟污染物已经成为各大厨房电器生产厂家、高校科研院所的重要研究内容。关键词 烹饪油烟；空气污染；油烟净化 Analysis of Fume Purification Technology Based on IncoPat Database Luo Hanbing and Wang Haixia Abstract Cooking fume in kitchen contains a lot of harmful gases and small solid and liquid particles.If it is directly discharged outdoors without absorption and purification treatment,it will cause air pollution,cause large haze,and affect public health.With the rapid development of domestic catering industry and peoples increasing attention to air pollution,how to reduce cooking fume pollutants emitted into the atmosphere has become an important research content for major kitchen appliance manufacturers,universities and scientific research institutes.Keywords Cooking lampblack;Air pollution;Oil fume purification 0 引言 烹饪油烟中的微小颗粒是由水、油脂、其它有机物及其燃烧产物等组成，大部分粒子的粒径小于 10 m，是大气污染的重要来源之一1。研究表明2-3，家用厨房吸油杯的冷凝物中含有多种可致癌、促癌物质，可能导致细胞 DNA 氧化损伤，对人体呼吸系统及免疫系统造成严重的危害。由于厨房油烟大部分粒子具有直径小、呈不均匀分布，传统的吸油烟机一般属于外排式烟机，直接将厨房油烟排至大气中，也将 直接影响大气的质量，严重威胁到人类的身体健康及生活环境。与空气净化的原理类似，油烟净化可采用物理手段或者化学手段去除、收集不同粒径的气态及液态颗粒物4。表 1 列举了常见的油烟净化技术，其中，技术 16 属于利用油烟及材料的物理性能达到净化油烟的功能，711 属于利用油烟及相关物质的化学性能完成油烟净化的功能。根据国家及地方环保行政主管部门对净化器的各项性能指标和环保控制指标要 求，目前常用的油烟净化技术主要为静电分离技术、过滤网优化设计方案、催化技术、泡沫发生器带动油脂分离方案、波纹管方案、旋风过滤以及减少油烟外溢等技术方案。2023 年 9 月 洁净与空调技术CC&AC 第 3 期表 1 油烟去除主要技术及其优缺点 序号 净化技术 设备 成本 优点 缺点 1 惯性分离法 金属网罩 低 设备简单、压降小 小直径油滴去除率偏低、总体效率偏低 2 旋风分离法 旋风分离器 低 设备简单、压降小 清洗困难、小油滴去除率低 3 普通过滤法 亲油复合材料 低 净化效率高、稳定可靠 易阻塞、滤料无法重复使用 4 蜂窝式设备 光洁硬质膜层 低 体积小 阻力大、清洗频率高 5 光触媒 TiO2 低 可去除有害废气 光触媒易失效 6 活性炭吸附 活性炭 低 对气味有净化效果 阻力大、随着油雾附着效果减弱 7 静电沉积法 高压电场设备 高 净化效率高、气流影响小、运行费用低 集尘极清洗难、不能去除气态污染物 8 等离子体净化法 等离子发生器 高 气流影响小、降解油烟粒子、分解有害气体 成本高、油烟净化应用上技术成熟度不高9 液体洗涤法 洗涤液 高 可去除有害废气 小油滴去除效率不足、吸收液二次污染 10 催化剂净化法 催化剂 高 灶具涂层、具有热 浸透性远红外功能 技术成熟度不高、需要高温条件 11 热氧化燃烧法 燃烧室 高 处理彻底、热量可回收 设备及技术复杂、成本非常高*罗汉兵，男，1985年11月生，硕士研究生，高级工程师 519070 广东省珠海市香洲区前山金鸡西路789号 珠海格力电器股份有限公司 18023035604 E-mail: 收稿日期：2022-09-05，修回日期：2022-09-17 Incopat 是第一个将全球顶尖的发明智慧深度整合并为科研人员提供决策、研发参考、知识管理的科技创新情报平台。本文通过 IncoPat 数据库检索，对油烟颗粒净化年专利授权量及变化趋势、主要申请人、技术分类等进行分析，概述了油烟净化方面的专利技术发展，对重点技术方案进行归纳分析。在此基础上，为我司开展油烟净化的技术研发提出建议。1 油烟净化专利技术概况 1.1 专利申请趋势 近些年来，国家颁布、修订了一系列与油烟排放相关的法律、法规，相关国标、行标、企标也得到完善与发展，如大气污染防治法、关于加强饮食娱乐服务企业环境管理的通知、环境空气质量标准、大气污染物综合排放标准、饮食业油烟排放标准（试行）、饮食业油烟排放标准、固体污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法应运而生。图 1 为新世纪以来国内油烟净化专利技术的申请趋势，体现了油烟净化专利技术的发展情况：油烟净化的专利申请量变化呈现出爆发式逐年增长，这也和国家及地方部门对油烟排放的法规、标准及政策息息相关。基于以上国家规定和要求，国内油烟净化技术的探索阶段逐渐开始萌芽，并不断蓬勃发展。其发展历 程大致分为两个阶段。首先是技术萌芽期（2000 年 2011 年），这一时期油烟净化的专利申请数量一直维持在较低水平并缓慢地波动增长；接着进入快速发展期（2011 年2019 年），油烟净化领域的申请量有了一个井喷式的增长，但在 2020 年后的几年时间里申请量缓慢下降，分析认为与 2020 年的新冠疫情爆发有极大的相关联性。但总体而言，油烟净化专利的申请呈现出积极增长的态势，这与国内的研发能力不断提升和市场需求的不断扩大密切相关。1.2 专利申请单位分析 油烟净化专利申请数量前 20 名的单位、个人统计如图 2 所示。从图 2 可以看出，申请人以企业、高校为主，其中宁波方太厨具有限公司、佛山科蓝环保科技股份有限公司、杭州老板电器股份有限公司位居前三，天津大学榜上有名。这也说明了油烟净化领域的技术研发比较完善，现阶段的研发主要集中在技术的成果转化和实际应用，具备产学研的完整全产业链。1.3 油烟净化技术关键词检索 在现有数据库中，按出现频次排序，检索得到前20 个油烟净化技术相关的关键词。如图 3 所示。其中油烟净化、厨房油烟、烹饪油烟出现的频次位居前三位。可以看出厨房油烟、烹饪油烟为目前行业的研究热点，也是消费者面临的主要痛点。图 1 新世纪以来国内油烟净化技术专利申请趋势 012004015 13 10 1961100151205333502874125119821457750200400600800100012001400160018002000专利申请数量专利申请年份.54.洁净与空调技术CC&AC 第3期 图 2 油烟净化专利申请统计图宁波方太厨具有限公司佛山科蓝环保科技股份有限公司杭州老板电器股份有限公司佛山市美的洗涤电器制造有限公司江苏保丽洁环境科技股份有限公司佛山市科思博科技有限公司广东美的厨房电器制造有限公司四川厨源不锈钢设备有限公司珠海格力电器股份有限公司广州双枪机电设备有限公司上海爱餐机器人集团有限公司上海多环油烟净化设备有限公司武汉创新环保工程孝感有限公司深圳世纪百力环保科技有限公司天津大学佛山市合捷电器实业有限公司深圳市创新先进科技有限公司姚舜广州郎洁环保科技有限公司张家港市保丽洁环保科技有限公司0100200300400500600700800各单位、个人专利数量图 3 油烟净化技术关键词检索词云分布图 油烟净化厨房油烟烹饪油烟低碳环保净化效率VOCS颗粒物静电式油烟处理设备油烟能源浪费处理与净化技术吸油烟机钙钛矿应用原理基于空气倍增的油烟抽吸器零和式滤网油烟污染Al2O3第 3 期 基于 IncoPat 数据库的油烟净化技术分析 .55.2 油烟净化重点技术信息 综合分析油烟领域的油烟净化技术发展可以看出，近 10 年来油烟净化技术由单一的物理吸附、机械汇聚逐渐向静电场和等离子体技术发展，并形成多种物理化学复合的手段，综合收集并去除油烟颗粒。如表 2 所示，新兴的内循环、零和式烟机净化技术、紫外耦合光催化也是近些年油烟净化方向研究关注的热点。因商用设备操作空间大，方便大型化、集中化对油烟进行处理，目前国内在商用厨房领域使用的油烟净化设备主要以静电复合式油烟净化技术为主。3 结语 本文通过分析油烟净化技术专利申请趋势、重点申请人、检索关键词以及技术分类情况，重点分析了国内的专利相关情况，并对本领域的重点技术进行了梳理。从中可以看出，国内油烟净化技术的发展如雨后春笋，专利申请数量增长迅猛，在传统技术领域如过滤式油烟分离、等离子体净化、催化氧化等理论层 面研发相对成熟，而对于实际领域的应用以及新兴领域的研发还需要进一步提高，因此对于国内企业来说，还需要由“量变”到“质变”。在企业发展方面，国内企业应该加大研发投入，积极借力大专院校、科研院所，通过合作研发进行创新，发挥自身特点，形成技术和竞争优势，加强对新技术、新方向的开拓性研发，形成前瞻性的专利布局。同时，企业还应当积极利用专利信息，学习和借鉴国外优秀企业的专利申请和保护策略，提高专利保护意识，加强专利布局力度，作出针对性的专利布局。参考文献 1 胡永.吸油烟机中静电油烟净化模块的设计开发D.成都:电子科技大学,2019 2 朱春,李旻雯,缪盈盈等.城市烹饪油烟颗粒物排放特性分 析J.绿色建筑,2014,6(5)3 崔冬冬,薛海涛,于振波.浅析餐饮油烟污染的危害及治理 对策J.科技视界,2019,（32）4 郑小红,闫旭.高校食堂油烟净化技术对比及改进研究J.清洗世界,2021,37(10)表 2 油烟净化重点技术信息表 序号 日期（年）申请人 标题 重点技术 1 2010 吉林大学 新型厨房油烟净化器的研制 钙钛矿催化还原 2 2014 武汉理工大学 基于空气倍增的吸附电解净化环保抽油烟机设计 复合技术：机械汇聚、冷凝吸附、电解分离 3 2014 吉林大学 厨房油烟催化净化器的研究 复合催化氧化 4 2016 浙江科瑞特环境科技公司 双区静电电场在家用厨房油烟机中的应用 双区电场、静电分离 5 2016 辽宁石油化工 雾化电晕放电式油烟净化器的实验研究 电晕放电、等离子体技术收集油烟 6 2017 广西环保产业协会 新型静电油烟净化设备的特点及应用 结构优化+静电分离 7 2018 武汉鑫瑞泽科技有限公司 新型湿法撞击流式油烟净化装置净化性能实验研究 撞击流油烟净化 8 2018 广东创新科技职业学院 湿式静电除尘技术在油烟净化设备中的应用研究 湿式静电除油除烟 9 2019 英国培朴肯有限公司 基于对零和式油烟净化器的分析 内循环技术 10 2019 南京大卫杨环保有限公司 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