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」。
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。
- 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」。
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
油煙和氣味是兩個問題,要分開處理
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