蒸氣鍋爐與調理鍋篇：蒸氣系統、壓力、管路工程詳細解析

蒸氣（Steam）是大型中央廚房與食品工廠最重要的熱源之一。 蒸氣具有「加熱快速、溫度穩定、大量生產效率高」等優勢，因此在以下設備中最常使用：

• 調理鍋（80L～500L）
• 蒸煮鍋、快速滷鍋
• 蒸箱、蒸烤箱（Combi Oven）
• 油炸線預熱（部分化工食品）
• 殺菌鍋、殺菌隧道

然而，蒸氣系統也是中央廚房最容易出問題的工程之一。 常見問題包括：

• 調理鍋加熱忽冷忽熱（蒸氣壓力不足）
• 管路滴水（冷凝水回流）
• 蒸氣量不足導致生產延誤
• 蒸箱蒸氣不穩定（蒸氣含水率過高）
• 鍋爐過載、跳脫、壓力不穩

本篇將以工程顧問角度，從鍋爐 → 蒸氣管路 → 調理鍋 → 冷凝水 → 安全規範進行完整解析。

一、蒸氣系統的四大核心

完整的蒸氣系統包含四大部分：

1. 蒸氣產生（鍋爐）
2. 蒸氣輸送（管路 + 保溫）
3. 蒸氣使用（調理鍋、蒸箱、蒸煮設備）
4. 冷凝水回收（Condensate Return）

這四項缺一不可，只要少了其中一項，就會產生蒸氣效率下降或滴水污染等問題。

二、蒸氣鍋爐（Steam Boiler）種類與選型

鍋爐是蒸氣系統的核心，其選型需依據：

• 設備總蒸氣需求量（kg/hr）
• 壓力需求（bar）
• 燃料種類：天然氣 / 柴油 / 電熱
• 食品工廠的衛生與安全規範

1. 蒸氣鍋爐的三大類型

(1) 電熱式鍋爐（Electric Steam Boiler）

• 優點：安裝快、安全性高、免煙囪、不需燃燒系統
• 缺點：耗電量巨大、長期成本高、較適合中小型產能

(2) 燃氣式鍋爐（Gas Boiler）

• 優點：效率優、能耗成本較低、食品工廠最常用
• 缺點：需要煙囪與定期燃燒調整

(3) 柴油鍋爐（Diesel Boiler）

• 優點：熱效率高、燃料儲存彈性
• 缺點：排煙味重、需要油槽與法規申請

2. 蒸氣量（kg/hr）怎麼計算？

蒸氣量取決於設備的熱負載（Heat Load）：

蒸氣需求量（kg/hr）＝ 設備熱負載（kW） ÷ 0.628

（0.628 為蒸氣 1kg 所提供的熱能 kWh 換算係數）

實際範例：

一個 150L 的調理鍋加熱滿載食材需約 15–20 kW：

• 蒸氣需求量 = 20 ÷ 0.628 ≈ 31.8 kg/hr

如果你現場有四台鍋同時使用：

• 總蒸氣需求 = 32 × 4 = 128 kg/hr

再乘以同時使用係數（0.6–1.0）：

• 建議鍋爐選：150–200 kg/hr

3. 蒸氣壓力（bar）怎麼選？

不同設備需要不同壓力：

• 一般調理鍋：1–1.5 bar
• 大型蒸箱：1.5–2 bar
• 殺菌隧道：2–3 bar

壓力越高，蒸氣越乾、傳熱越快。 但壓力太高 → 設備損耗增加、管路要求更高。

三、蒸氣管路工程：坡度、材質、保溫、滴水原因解析

蒸氣工程最常被做錯，造成滴水、加熱不穩定。

1. 蒸氣管材質

• 黑鐵管（SCH40）— 最常用
• SUS304/316 — 食品級高端選擇

不建議使用一般鍍鋅水管，因為耐壓不足、內壁容易掉屑。

2. 蒸氣管路坡度（非常重要）

依 ASME、蒸氣工廠工程標準：

• 蒸氣主管需往使用端「往下坡」2–3%
• 冷凝水得以流入蒸氣陷阱，不會回流

錯誤做法：

• 蒸氣管倒坡 → 冷凝水倒流 → 管路「敲管聲」
• 蒸氣含水率高 → 造成調理鍋熱度忽冷忽熱

3. 蒸氣保溫（Insulation）

保溫材料建議：

• 岩棉（Rockwool）
• 耐熱矽膠保溫套

保溫厚度：25–50mm 蒸氣若未保溫，會造成：

• 大量蒸氣轉為冷凝水 → 熱效率下降
• 管路滴水
• 設備蒸氣量不足

四、蒸氣使用端：調理鍋工程重點

調理鍋（Kettle）是蒸氣使用端最常見的設備。

調理鍋加熱的三大核心：

• 蒸氣乾度（Steam Quality）
• 蒸氣壓力穩定度
• 冷凝水排除是否順暢

1. 蒸氣乾度（Steam Dryness）

高乾度（85–98%）＝ 加熱快 低乾度（60–70%）＝ 加熱慢、鍋底滴水

乾度低的原因：

• 蒸氣管保溫不足
• 鍋爐壓力不足
• 蒸氣主幹管被雨淋水（常見錯誤）

2. 冷凝水排除（Condensate Removal）

調理鍋使用蒸氣後會形成大量冷凝水， 若排不出去會造成：

• 加熱忽冷忽熱
• 調理鍋內部「敲敲聲」
• 鍋底滴水污染食品

3. 蒸氣陷阱（Steam Trap）選型

• 浮球式（最穩定）
• 雙金屬式（反應快）
• 熱靜力式（小量設備用）

蒸氣陷阱需設於：

• 調理鍋出口
• 蒸氣主管每 20–30m
• 所有低點

五、蒸氣系統常見錯誤

錯誤 1：蒸氣與油煙混管（最危險）

→ 油脂進入蒸氣鍋爐，造成危險與污染。

錯誤 2：蒸氣管沒有坡度

→ 冷凝水回流，造成敲管聲與加熱不穩。

錯誤 3：蒸氣保溫不足

→ 蒸氣乾度下降，效率減少 20–40%。

錯誤 4：蒸氣量計算不足

→ 鍋爐壓力掉到 0.2–0.5 bar，設備效能瞬間下降。

錯誤 5：冷凝水未回收

→ 損失大量能源，長期電費/燃料成本暴增。

錯誤 6：蒸氣陷阱堵塞

→ 調理鍋內滴水，食安風險。

六、蒸氣系統的食安要求（HACCP × GMP）

• 蒸氣不得含油、含水、含雜質
• 蒸氣不可直接接觸食品（除食品級乾蒸氣）
• 蒸氣管不可有滴水點
• 設置食品級蒸氣過濾器（如直接蒸煮食品）