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餐廳油煙裝了靜電機和UV燈,為什麼味道還在?

上海食堂實測:UV燈單開時出口臭氧中位數653 μg/m³,約為全關時的15倍;模擬研究指出靜電、濕式、機械分離對VOCs效果普通甚至反效果

餐廳、團膳與中央廚房的油煙,在台灣常見的處理方式是:集氣罩前端用擋板、濾網攔大顆粒,後端先接高壓靜電機收集油煙微粒,再視需要加裝紫外線(UV)燈等除味設備。這套組合對油煙微粒有一定效果,但鄰居抱怨的往往不是看得見的煙,而是聞得到的味道。2022年上海市環境科學研究院在一間實際運作的食堂實測發現:紫外線燈單獨開啟時,排風出口的臭氧濃度中位數為653.3 μg/m³,約為設備全關時的15倍;另一項2023年的模擬研究則指出,高壓靜電、濕式與機械分離技術對揮發性有機物(VOCs)的去除「效果普通,甚至反效果」。

台灣常見配置:先靜電、後UV燈——處理了什麼、又多了什麼 示意圖:整理自兩篇論文與環保署指引,各來源條件不同,非原始論文圖表 灶頭油煙 油霧微粒 +氣態VOCs (前端先經擋板、 濾網攔大顆粒) ① 高壓靜電機 捕集油霧微粒 對VOCs效果普通 甚至反效果* 單開臭氧 55.8† ② UV燈(除味段) 打斷有機物分子鏈 +產生臭氧 單開中位數 653.3 μg/m³† 排風出口 兩者同時開 1215.3† μg/m³ 臭氧 全關時 44.8 三個容易被忽略的事實 1. 靜電機處理的是「看得見的煙」,不是「聞得到的味」 2. 爆炒、煎炸時臭氧被油煙消耗;蒸煮、燉煮時臭氧反而殘留較多 3. 先靜電後UV:UV燈遇到的油煙較少,臭氧可能更容易殘留(本文推論,未經實測) †臭氧數值:Yang et al. (2022) 上海食堂實測中位數;該食堂為相反順序(UV燈在集氣罩內、靜電在後) *VOCs結論:Zhang et al. (2023) 模擬平台研究摘要|配置順序:環保署《餐飲油煙防制設備設置組合指引手冊》(2019)
圖:台灣常見的「先高壓靜電、後UV燈」油煙處理配置示意圖(前端擋板/濾網、後端靜電集塵後再接除味設備,參考環保署2019年指引手冊與業界常見做法)。標註†的臭氧數值來自 Yang et al. (2022) 在上海一間食堂的實測,但該食堂的順序相反(UV燈裝在集氣罩內、靜電機在後),台灣常見順序下的臭氧濃度並未經過這項研究實測;「對VOCs效果普通甚至反效果」取自 Zhang et al. (2023) 模擬平台研究的摘要。本圖為本文整理,非原始論文圖表。

一、靜電機是為「微粒」設計的,不是為「氣味分子」

高壓靜電淨化器的原理,是讓油煙微粒在電場中帶電,再被收集板吸附。它擅長的是看得見的油霧與細微粒;而構成氣味的,多半是氣態的揮發性有機物。北京工商大學 Zhang 等人(2023,《Journal of Environmental Sciences》)在模擬採集平台上比較了川湘菜、家常菜、魯菜、粵菜、淮揚菜與燒烤的油煙,VOCs濃度介於1,828.5到14,355.1 μg/m³,燒烤最高。

研究發現(Zhang et al. 2023,論文摘要):
  • 光催化氧化對VOCs的去除效率為29.0%–54.4%,是測試中表現最明顯的技術。
  • 高壓靜電、濕式淨化與機械分離技術對VOCs的削減「效果普通,甚至反效果」。
  • 把多種技術串聯(協同控制),並未顯著提高去除效率。

換句話說,「裝了靜電機」和「解決了味道」是兩件事。這與我們在六大工業除臭技術比較中提到的原則一致:每種技術都有它處理得了、和處理不了的分子。

二、紫外線燈的代價:出口多了臭氧

市面上常見的「紫外光解+高壓靜電」複合產品,Yang 等人引述中國環境保護產業協會統計,在2017與2018年分別占中國油煙淨化市場的65%與72%。紫外線燈能打斷有機物的分子鏈,但紫外線與空氣中的氧氣反應也會產生臭氧;高壓靜電在放電過程中也可能產生臭氧。環保署2019年的《餐飲油煙防制設備設置組合指引手冊》也寫明,UV/臭氧設備的原理就是讓紫外線與空氣中的氧反應「製造出臭氧」,再由臭氧與紫外光共同氧化油霧與臭味——臭氧不是意外,而是它的工作機制。

在台灣,這兩種設備的順序通常是「先靜電、後UV」:環保署手冊把擋板、濾網、水幕煙罩列為前端設備,靜電集塵器列為後端處理油煙微粒的設備,並建議除味設備(手冊建議的是活性碳吸附裝置)的前端應先設置靜電集塵器等除油煙設備;UV/臭氧設備則列在後端設備類型之中。業界的常見說法也是先用靜電機去除油煙,再於後段接UV燈除味。

上海市環境科學研究院的楊超等人(2022,《環境工程技術學報》)實測的食堂,順序正好相反:4個灶頭、2個蒸箱,集氣罩內裝14支紫外線燈(總功率1,050 W),後端才接高壓靜電淨化器,設備已運行約240小時。這是中國常見的「集成煙罩」做法,作者也把紫外線燈裝在煙罩內或靜電後端列為後續值得研究的變數。研究人員在淨化設施後方的排風管道中,以紫外光度法臭氧分析儀每2秒記錄一次,在上午9–11點烹調高峰分組切換開關,每組測10分鐘:

  • 兩者都關:25.1–96.9 μg/m³,中位數44.8
  • 只開高壓靜電:34.9–73.6 μg/m³,中位數55.8
  • 只開14支紫外線燈:557.4–1,296.2 μg/m³,中位數653.3
  • 兩者同時開:668.8–1,414.1 μg/m³,中位數1,215.3

只開10支紫外線燈時,中位數降為543.2 μg/m³。作者依上海餐飲業油煙污染控制技術規範的額定風量折算後,指出紫外線燈產生的臭氧濃度遠高於高壓靜電(折算均值146.9 vs 5.6 μg/m³)。

三、臭氧濃度跟著菜色起伏

研究人員同步記錄了廚房在炒什麼。爆炒、煎炸(例如菠蘿咕咾肉、豌豆炒蛋)時臭氧濃度下降;蒸煮、燉煮(例如毛豆冬瓜)時則上升。作者推測是油煙較多時,大部分臭氧被油煙消耗掉;油煙少時,過量的臭氧便殘留下來。這意味著紫外線燈的功率若按「最油的菜」設計,在清淡菜色時段反而可能排出更多臭氧——作者建議依烹調狀況選擇燈管功率,或以智慧控制調整開燈數量。

這一點對台灣「先靜電、後UV」的配置特別值得注意:UV燈裝在靜電機之後,遇到的油煙已經被收掉一大部分,依作者「油煙會消耗臭氧」的觀察推論,臭氧可能更容易殘留到排放口。這是本文依論文觀察所作的推論,這項研究並沒有實測這種順序。

四、對除臭方案的意義

兩篇研究放在一起看:靜電機負責油霧微粒,但對氣態VOCs幫助有限;紫外線類技術對VOCs較有效,卻可能帶來臭氧這個二次污染物。因此,餐飲油煙的氣味問題,比較合理的做法是先確認現有設備處理的是哪一部分,再針對剩下的氣味分子補上對應的手段,而不是再多加一台同類型設備。

植物萃取型除臭劑本身不使用紫外線燈、也不放電,因此不會由這兩種機制產生臭氧。但這不代表可以直接裝在任何位置:室內空氣化學研究指出,萜烯類化合物會與臭氧快速反應,生成甲醛等二次污染物(Nazaroff & Weschler, 2004)。植物萃取中常含萜烯類成分,若要安裝在紫外線燈下游、臭氧濃度偏高的管段,應先評估,而不是假設「天然就沒問題」。

科學提醒:這兩篇研究都沒有測試植物萃取、芬多精或任何除臭劑,也都沒有直接量測「臭味濃度」或周界臭味——Zhang 等人量的是VOCs,楊超等人量的是臭氧,因此不能作為SH200或任何產品效果的證據。Zhang 等人的研究在模擬採集平台上進行,並非實際營業餐廳;本文只讀到論文摘要(全文需付費),各技術的個別去除率、「反效果」的幅度與測試條件均未能核對。摘要中的「光催化氧化」與楊超等人研究的「紫外光解」相關但並不相同,不宜直接把兩篇的結果相加解讀。楊超等人的研究只在上海一間食堂的上午烹調高峰時段進行,每組約10分鐘,論文未交代測試日期與天數,各組測試時廚房烹調的菜色不同,作者也明言結論「不具有普遍代表性」;更重要的是,該食堂的設備順序是「UV燈在集氣罩內、靜電在後」,與台灣常見的「先靜電、後UV」相反,因此其臭氧數字不能直接套用到台灣常見配置,「先靜電後UV時臭氧可能更容易殘留」也只是推論;作者另指出,全關組與靜電單開組是緊接在紫外線燈關閉後測量,管道內可能仍有殘留臭氧,基準值可能偏高。量測點在淨化設施後方的排風管道內,是排放口濃度,不是周界或室內濃度,不能直接與環境空氣品質標準比較。圖中「約15倍、約27倍」為本文以中位數自行計算的倍數;論文中的百分比(例如「高96.31%」)是以差值除以較大值計算,意義不同。萜烯與臭氧反應的說明引自一般室內空氣化學文獻,並非針對SH200配方或餐飲排氣條件的實測。
📚 資料來源:楊超、林子吟、鄔堅平、張鋼鋒、何校初(2022)。餐飲油煙淨化技術中紫外光解和高壓靜電產生臭氧的實證研究〔YANG C, LIN Z Y, WU J P, ZHANG G F, HE X C. An empirical study of ozone generation by ultraviolet photolysis and high-voltage static electricity in cooking oil fume purification technology〕。環境工程技術學報, 12(1), 15–21. doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20210136(已閱讀全文)
Zhang, H., Wang, X., Shen, X., Li, X., Wu, B., Li, G., Bai, H., Cao, X., Hao, X., Zhou, Q., & Yao, Z. (2023). Chemical characterization of volatile organic compounds (VOCs) emitted from multiple cooking cuisines and purification efficiency assessments. Journal of Environmental Sciences, 130, 163–173. doi:10.1016/j.jes.2022.08.008(引用內容取自論文摘要)
補充參考:行政院環境保護署(2019)。《餐飲油煙防制設備設置組合指引手冊》,第3章(表3-2、3.4節)。
Nazaroff, W. W., & Weschler, C. J. (2004). Cleaning products and air fresheners: exposure to primary and secondary air pollutants. Atmospheric Environment, 38(18), 2841–2865. doi:10.1016/j.atmosenv.2004.02.040

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