俞家琛

（浙江省杭州第二中學，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，浙江杭州 310053）

為解決學校、景區(qū)、車站、高速公路服務區(qū)、影院、會議中心等人群高密度活動區(qū)域廁所的異味問題，本研究采用特殊組分的植物液多醛技術，通過一種智能的裝置，使植物液和廁所的氨氣、硫化氫等常見的異味發(fā)生永久反應，生成一個新的無味、更重且更不易揮發(fā)的化合物，或一個氣味更好聞但迅速揮發(fā)掉的新生化合物。

植物液 自動 新分子 消除異味

1　研究背景和目的

1.1研究背景

現(xiàn)實生活中，廁所的異味令人無法忍受，而學校、車站、高速公路服務區(qū)、影院、會議中心等人群高密度活動區(qū)域廁所的異味更難處理。人們一般采用除臭藥劑、芳香劑或排氣扇來清除廁所中的異味，藥劑在沖淡異味的同時會產生二次污染，對人體健康造成影響，芳香劑致使通過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

利用傳感器技術的進步設計一種智能的植物液除臭裝置，當異味濃度（VOC總量）達到一定量時能自動開機，當濃度低于一定值時能自動關機；此裝置使植物液中的有效分子（雙鍵、羰基等活性基團含有生物活性或化學活性）能迅速和異味分子迅速發(fā)生反應，達到改變其結構，形成無味無害的氣體。

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、雪松、迷迭香、留蘭香、桉樹等植物中通過水蒸氣蒸餾法提取植物油，針對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）和風機結合實現(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。以上通過空氣傳感器實現(xiàn)裝置的自動運行。

2.2研究原理

各植物油組分中含有反應活性很高的功能團化合物和萜類化合物（雙鍵、羰基等活性基團），可用于氧化還原反應：在該類物質與硫化物分子進行碰撞時，可氧化負二價的硫，產生萜基硫化物，這類化合物不穩(wěn)定，很容易進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，生成一個新的無味、更重且更不易揮發(fā)的化合物，或一個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）醛與以下物質的化學反應：

氨（氣狀）

一級胺

二級胺

硫醇

（縮硫醛）

硫化氫

（縮硫醛）

（2）酮與以下物質的化學反應：

氨

一級胺

二級胺

硫醇

（縮硫醛）

硫化氫

（縮硫醛）

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

3　研究內容和分析

本研究涉及一種植物液除臭裝置，屬于環(huán)保衛(wèi)生領域。包括殼體，殼體正面設有風機，殼體背面設有若干通孔，殼體內設有填料部分，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有格柵，殼體上設有開關、清洗指示燈、濃度檢測器，開關、清洗指示燈、濃度檢測器分別與設置在殼體內的控制器相連。

當異味濃度（VOC總量）達到一定量時能自動開機，當濃度低于一定值時能自動關機；當填料阻力加大時，風機風量減少，能通過清洗指示燈提醒人們清洗填料，有效延長裝置的使用壽命；而且除臭劑中的有效分子（雙鍵、羰基等活性基團）含有生物活性或化學活性能迅速和異味分子發(fā)生反應，達到改變其結構，形成無味無害的氣體，不僅除臭效果好，而且安全綠色無害。具體用法：（1）將本產品壁掛式安裝在墻體上；（2）當臭氣濃度（體現(xiàn)為VOC總量）達到一定量時能自動開機、當濃度低于標準值時能自動關機；（3）當填料阻力加大時，風機風量減少，能通過清洗指示燈提醒人們清洗填料。

殼體內還設有儲液桶，所述儲液桶頂端通過管道與殼體上的進液口相連通，儲液桶底端設有出液口，出液口通過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有泵體?？臻g內的臭氣濃度較大，一定時間內無法實現(xiàn)除臭時，可以啟動霧化噴頭向空間噴灑除臭劑。殼體內還可以設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。

采用本產品裝置進行除臭，包括下述步驟：

（1）濃度檢測器檢測到臭氣濃度達到一定量時（TVOC超過0.6mg/m3），自動開機；

（2）臭氣經風機引入殼體內，在均勻分散有植物液的填料部分實現(xiàn)除臭；

（3）除臭后的氣體經通孔循環(huán)使用；

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

（5）濃度檢測器檢測到臭氣濃度低于一定值時（TVOC低于0.45mg/ m3），霧化噴頭或超聲波霧化裝置自動關機；

（6）濃度檢測器檢測到臭氣濃度低于一定值時（TVOC低于0.30mg/ m3），自動停機。

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、松樹油3份、雪松油3份、迷迭香油3份、留蘭香油2份、桉樹油2份。此配方屬于多醛技術，混合兩種以上醛類物質永久并顯著的消抵難聞的異味。

4　創(chuàng)新點

2015年7月，經浙江省科技信息研究院（國家一級科技查新單位）查新，部分查新結論如下：經分析比較，委托單位開發(fā)的植物液除臭裝置及方法，（1）殼體正面設有風機，殼體背面設有若干通孔，殼體內設有填料部分，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有格柵，殼體上設有開關、清洗指示燈、濃度檢測器，開關、清洗指示燈、濃度檢測器分別與設置在殼體內的控制器相連；（2）殼體內還設有儲液桶，儲液桶頂端通過管道與殼體上的進液口相連通，儲液桶底端設有出液口，出液口通過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有泵體；（3）殼體內還可以設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）當臭氣濃度（VOC總量）達到一定量時能自動開機，當濃度低于一定值時能自動關機，當填料阻力加大時，風機風量減少，能通過清洗指示燈提醒人們清洗填料，在上述所檢文獻中未見具體述及。（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、松樹油3份、雪松油3份、迷迭香油3份、留蘭香油2份、桉樹油2份；此配方屬于多醛技術，混合兩種以上醛類物質永久并顯著的消抵難聞的異味。此多醛技術與那些常見的異味發(fā)生永久反應，生成一個新的無味、更重且更不易揮發(fā)的化合物，或一個氣味更好聞但迅速揮發(fā)掉的新生化合物，在上述所檢文獻中未見具體述及。

5　社會效益和經濟效益

本研究過程中，采用亞克力為外殼材料做了樣機，裝置主要由客體、風機、填料、超聲波霧化機和傳感器等控制器組成，以上樣機材料的成本在420元左右。植物液目前已經產業(yè)化，本研究選用了選用了怡科羅（南京）異味控制技術有限公司的專用植物液，稀釋后植物液的價格是每公斤10元。綜上，本研究產品的成本是低廉的，針對性是很強的，經過浙江省杭州第二中學、杭州濱文路電影院、杭州繞城高速西湖服務區(qū)等人流密集區(qū)域廁所的實驗，效果良好。

6　結語

本研究采用的特殊組份的植物油，通過一種智能除臭裝置霧化除臭，高效、安全且成本低廉，具有一定的推廣價值。

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