Küchenabluftbehandlung mit nichtthermischen. Geruchsbeseitigung. Vortrag von Dipl.-Ing. Hartmut Engler

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1 Küchenabluftbehandlung mit nichtthermischen Plasma Geruchsbeseitigung Vortrag von Dipl.-Ing. Hartmut Engler

2 Gliederung Was Warum Wie Womit

3 Was ist Geruch? Den Feind, den man erfolgreich bekämpfen will, muss man erst studieren.

4 Begriffe Reizschwellen Man unterscheidet: Wahrnehmungsschwelle: Ist die niedrigste Geruchskonzentration, um eine Geruchswahrnehmung auszulösen. Man kann den Geruch aber nicht identifizieren. Erkennungsschwelle: Ist die niedrigste Geruchskonzentration, die eine Identifikation möglich macht.

5 Einheitendefinition Europäische Geruchseinheit (GE) Menge eines/mehrer Geruchsstoff/e, die beim Verdampfen in einem Kubikmeter Neutralluft unter Normbedingungen die gleiche physiologische Reaktion eines Panels hervorrufen (Wahrnehmungsschwelle) wie die durch eine Europäische Referenzgeruchsmasse (EROM) hervorgerufene Reaktion nach Verdampfen in einem Kubikmeter Neutralluft unter Normbedingungen. Europäische Referenzgeruchsmasse (EROM) Bezugswert für die europäische Geruchseinheit, der der definierten Masse eines zertifizierten Referenzmaterials entspricht. Ein EROM entspricht 123 μgn Butanol (...) verdampft in einem Kubikmeter Neutralluft entspricht 0,040 μmol/mol. Ein unter Normbedingungen in 1 m³ Neutralluft verdampftes EROM ist die Stoffmasse, die die physiologische D50-Reaktion (Wahrnehmungsschwelle) eines der DIN EN entsprechenden Panels hervorruft; sie hat per Definition eine Konzentration von 1 GE/m³.

6 Warum Geruchsbeseitigung? Gesetze und Vorschriften Es gibt folgende relevanten Vorschriften: Bundesimmissionsschutzgesetz BImSchG Bundesimmissionsschutzverordnung BImSchV TA-Luft Geruchsimmissions-Richtlinie GIRL VDI 3882 Olfaktometrie DIN EN 13725

7 Gesetze und Vorschriften BImSchG Bundes-Immissionsschutzgesetz 22 Pflichten der Betreiber nicht genehmigungsbedürftiger Anlagen (1) Nicht genehmigungsbedürftige Anlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass 1. schädliche Umwelteinwirkungen verhindert werden, die nach dem Stand der Technik vermeidbar sind. 2. nach dem Stand der Technik unvermeidbare schädliche Umwelteinwirkungen auf ein Mindestmaß beschränkt werden und 3. die beim Betrieb der Anlagen entstehenden Abfälle ordnungsgemäß beseitigt werden können. 3 Begriffsbestimmungen (1)Schädliche Umwelteinwirkungen im Sinne dieses Gesetzes sind Immissionen, die nach Art, Ausmaß oder Dauer geeignet sind. Gefahren, erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft herbeiführen. (4)Luftverunreinigungen im Sinne dieses Gesetzes sind Veränderungen der natürlichen Zusammensetzung der Luft, insbesondere durch Rauch, Staub, Gase, Aerosole, Dämpfe oder Geruchsstoffe.

8 Gesetze und Vorschriften GIRL Geruchsimmissions-Richtlinie 1. Allgemeines So hängt die Frage, ob derartige Belästigungen als erheblich und damit als schädliche Umwelteinwirkungen anzusehen sind, nicht nur von der jeweiligen Immissionskonzentration, sondern auch von der Geruchsart, der Hedonik, der tages- und jahreszeitlichen Verteilung der Einwirkung, dem Rhythmus, in dem die Belästigungen auftreten, der Nutzung des beeinträchtigten Gebietes sowie von weiteren Kriterien ab (vgl. Nr. 3.1 und Nr. 5). 3. Beurteilungskriterien Eine Geruchsimmission ist nach dieser Richtlinie zu beurteilen, wenn sie gemäß Nr nach ihrer Herkunft aus Anlagen erkennbar, d. h. abgrenzbar ist gegenüber Gerüchen aus dem Kraftfahrzeugverkehr, dem Hausbrandbereich, der Vegetation, landwirtschaftlichen Düngemaßnahmen oder ähnlichem. 4. Ermittlung der Kenngrößen der Geruchsimmission Grundsätzlich gibt es verschiedene Methoden zur Beurteilung der Erheblichkeit der Geruchsimmission (Tabelle 2). In allen Fällen wird die Geruchsimmission durch einen Wert (Kenngröße) gekennzeichnet, der ihre zeitliche Wahrnehmbarkeit oberhalb einer bestimmten Intensität (Erkennungsschwelle) beschreibt.

9 Wie? System UV-C-Ozon?

10 Geruchsintensität Die Geruchsintensität ist eine Empfindungsstärke: Geruch extrem stark sehr stark stark deutlich schwach sehr schwach kein Geruch Intensitätsstufe Quelle: M. Paduch VDI Berichte 1059

11 Womit? Geruchsbeseitigung mit plasmanorm

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13 Plasmen Thermische oder Plasmen (T > K) -Vollständige thermische Zersetzung (Plasmabrenner) Nicht-thermische Plasmen NTP (T e >>T; T< K) -Abbau durch Radikale, Ionen, Elektronen, plasmachemische Produkte und andere aktive Spezies -Kombinierbar mit Katalysatoren und anderen chem. Verfahren -Erzeugung durch Elektronenstrahlern oder Gasentladungen Kriterien: -Effizienz (Energie, Ertrag/Umsatz, Kosten ) -Selektivität -Nebenprodukte (Gasförmig, Nano-Aerosole) -Parameter (Temperatur ) Quelle: INP-Greifswald Plasma Technologieforum 2008 Name (bitte eintragen)

14 Erzeugung nicht-thermischer Plasmen bei 1 atm Quelle: INP-Greifswald Plasma Technologieforum 2008 Name (bitte eintragen)

15 Das Plasma als Quelle Quelle: INP-Greifswald Plasma Technologieforum 2008

16 Atomarer Sauerstoff und Ozon NTP-Generatoren spalten zur Erzeugung von Ozon (O 3 ) zunächst ein Molekül Disauerstoff (O 2 ) zu atomaren Sauerstoff (O). Die dafür benötigte hohe Energie (5,16 ev entsprechend ca. 500 kj/mol) stammt aus den elektrischen Entladungen. Die einzelnen Sauerstoffatome, die eine extrem reaktive Spezies darstellen, können nun mit einem weiteren Molekül Disauerstoff zu Ozon abreagieren (Bild 2). Die zweite Reaktion in Bild 2 begründet die Reaktivität von Ozon, da es in Form der Umkehrung der Bildung sehr leicht als Quelle von atomaren Sauerstoff in Erscheinung tritt. Obwohl der Energieeintrag in NTP- Reaktoren im Vergleich zu Ozonisatoren deutlich niedriger ist, ist das Entstehen von Ozon aufgrund ihres Arbeitsprinzipes unzweifelhaft. Über das jeweilige Ausmaß können kein allgemeinen Aussagen gemacht werden; dies hängt von der individuellen Bauart und Leistung des Gerätes ab. Wegen der relativen hohen Lebensdauer des Ozons ist seine Freisetzung in Bereiche außerhalb der Plasmazone plausibel. Atomarer Sauerstoff besitzt dagegen begründet durch seine hohe Reaktivität eine extrem geringe Halbwertszeit. Mit seiner Freisetzung ist daher nicht zu rechnen Quelle: Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft (Nr. 10 Oktober)

17 Hydroxylradikal (OH) Das Hydroxylradikal entsteht durch die Reaktion des atomaren Sauerstoffs mit ubiquitärem Wasser (H 2 O, Bild 4) und auch als ein mögliches Produkt aus Ozon und ungesättigten Verbindungen. Es zeichnet sich durch seine relative Reaktivität bei vergleichsweise hoher Stabilität und der damit verbundenen Lebensdauer von ca. einer Sekunde aus. Eine geringfügige Freisetzung aus dem Reaktionsraum eines NTP-Reaktors ist daher nicht auszuschließen. Quelle: Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft (Nr. 10 Oktober) Name (bitte eintragen)

18 Die Gerätetechnische Umsetzung z.b. PlasmaNorm Name (bitte eintragen)

19 Wirkstufe Vorabscheidung Hier wird das Rohgas von Feststoffen, Aerosolen und Kleinstpartikeln befreit. Geeignete Filtermedien wie Taschenfilter oder bei feuchter oder fetthaltiger Abluft der hydrosorp-abscheider werden entsprechend der abzuscheidenden Luftinhaltsstoffe eingesetzt.

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21 Reaktionsprozess und Oxidation Wirkstufe Plasma Nach der Vorabscheidung erfolgt die Einleitung eines auf Plasma basierenden Reaktions- und Oxidationsprozesses. Beim Passieren einer Hochspannungs- Entladungsquelle (offenes, atmosphärisches Plasma) wird das nun vorgefilterte Rohgas u. a. mit atomarem Sauerstoff angereichert. Bei der Diffusion der gasförmigen Stoffe mit energiereichen Ionen und Sauerstoffatomen wird ein Oxidations- und Zersetzungsprozess initiiert, bei dem die Kohlenstoffverbindungen entweder zu Reaktionen angeregt werden oder direkt chemisch mit den Sauerstoffatomen reagieren. Quelle:?

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23 Wirkstufe Speicherreaktor Bis hierher nicht oxidierte Verbindungen werden in der anschließenden Aktivkohle zurückgehalten und dort zur Oxidation gebracht. Die Aktivkohle fungiert in diesem Verfahren als Speicherreaktor, der u. a. Ozon in Luftsauerstoff zurückführt. Merkmal dieser Technik ist dabei die kostengünstige, extrem lange Standzeit der Aktivkohle, plasmanorm liefert als Endprodukte lediglich CO2 und Wasser. Quelle:?

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26 Innenaufstellung mit Abluft

27 plasmanorm Abluftstutzen

28 pn cs direkt Wandhaube

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30 Küchenabluft Vorschriften: BGR 111 Arbeiten in Küchenbetrieben In Arbeitsräumen muss während der Arbeitszeit ein gesundheitlich zuträgliches Raumklima vorhanden sein. Die Lufttemperaturen in Küchen sollten mindestens 17 C betragen und im Rahmen der betrieblichen Möglichkeiten 26 C nicht überschreiben Für die gesundheitlich zuträgliche Atemluft und Raumtemperatur ist in Küchen eine raumlufttechnische Anlage (Zu- und Abluft) erforderlich. Davon kann nur bei Kleinstküchen abgesehen werden, sofern durch freie (natürliche) Lüftung eine gesundheitlich zuträgliche Atemluft und Raumtemperatur gewährleistet ist. Als Kleinstküchen gelten solche, in denen die Gesamtanschlussleistung aller wärme- und feuchteabgebenden Geräte, z. B. Gargeräte, Spülmaschinen, 25 kw nicht übersteigt. Hinsichtlich der Einteilung von Küchen siehe auch Anhang A der VDI-Richtlinie Eine Abluftanlage ist immer dann erforderlich, wenn mit erhöhtem Fettdampf- oder Wrasenanfall zu rechnen ist. z. B. bei Friteusen, Kippbratpfannen, Bratgeräten, Grillgeräten, Kochkesseln und ähnlichen Geräten. Die Absaugung von Wrasen und Dünsten sollte unmittelbar an der Entstehungsstelle erfolgen.

31 3. Maßnahmen zur Verhütung von Gefahren für Leben und Gesundheit bei der Arbeit in Küchen 3.1. Allgemeines: Küchen sowie Arbeitsmittel und Einrichtungen müssen in Bezug auf Sicherheit und Gesundheitsschutz nach den geltenden staatlichen oder berufsgenossenschaftlichen Vorschriften und Regeln oder den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechend beschaffen sein und betrieben werden. Abweichungen sind zulässig, wenn die gleiche Sicherheit auf andere Weise gewährleistet ist. Abweichung BÄRO: Bei Küchenumluftanlagen unserer Bauart ist eine normale Be- und Entlüftung (keine Küchenabluft) von mindestens 30% vom Gesamtvolumenstrom vorzusehen! Für den Küchenumluftbetrieb ist immer ein ioncollect und Wärmetauscher (Ausnahme: pn cs direct) mit bauseitiger Kälteversorgung und 30% Luftwechsel mit Aussenbzw. Neutralluftversorgung vorzusehen!

32 Frontcooking Schema

33 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!