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自製烘豆機的幾個反思.......

以閒著沒事幹或是工作上需要一點成就感時,單純的沖煮咖啡成為習慣,已經不能自我滿足時,自行烘焙咖啡就勢在必行了。

通常的選項有二:
一是自己做一臺。
二是花錢買一臺。
 也有第三個選項:找有烘焙機的朋友,借玩一番。

然而少量烘焙的開端,以手網居多,因為投資最少。
手痠的同時也會萌發來一臺手不會痠的烘豆機,於是市面上琳瑯滿目的小型烘豆機幾千到幾十萬的任君選擇。正如買車的同時,也會順便做做雙B車的功課,總是以高單價的品牌烘豆機做為首選。
既然是高單價,便不是多數人下得了手的選擇,於是開始顧此失彼,網路上的文章一大把,這邊選不下去,那邊買不下去。
猶豫的同時,就會想想不如自己做一臺,DIY的精神就出現了。

個人以為重點是停損點。
如果真要做一臺,千萬不要抱著可以販賣的心情DIY。
因為,想法的變幻與現實金錢的壓力不成比例,於是作品總是有改進的空間,總是有不盡人如意的地方。
打算花多少錢,是一個很重要的點,通常沒個幾千塊至上好幾萬多,就要看個人的接受度,還有設立的目標。
直火?半直火?半熱風?全熱風?

如果沒有足夠的烘焙經驗,下手DIY前最好三思,因為烘豆機機構的平衡點才是最考驗的地方。
如果沒有機械相關的經驗,能力所及的就是能做到的範圍。

這樣想來直火是DIY的入門很好的選擇。
風門的構造一開始不建議,因為直火的烘豆機加上風門,會是一個很大的挫折點。

直火烘豆機結構簡單,少量烘焙製造的銀皮與煙塵也是家庭可以接受的範圍。
結構怎麼來,請參考網路上........
烘焙桶、動力源(感應馬達)、烘焙桶固定座、動力源固定座、烘焙桶中軸、軸承、皮帶輪與皮帶(或齒輪與鏈條、聯軸器)、溫度計、加熱源。

1.烘焙桶:
通常以現有的不鏽鋼鍋為主,要注意尺寸,一般說來直徑15公分的可以烘焙的極限約500g。直火式的烘焙桶會在表面打洞使熱直接通過咖啡豆,所以最多的問題是表面打洞的規格,孔徑盡可能不要超過3mm(如果會烘到15目的咖啡豆,孔徑不要超過2mm),至於要打多少洞,有個小原則,洞越多,排煙越順暢,相對的熱量也易散失,洞越少反之;桶徑長度呢?建議與直徑相當。

2.動力源:
感應馬達是比較好的選擇,步進馬達也可以(體積小),一般建議功率最好不要低於25W,台灣所製作的功率通常最小也是25W(還有6W的,但是價格差不多);步進馬達的話要注意轉速,因為步進馬達的轉速通常是固定的,購買之前要注意。還有最重要的一點,買之前要注意電壓規格是110V或220V的,搞錯的話可是會燒毀馬達的(現在感應馬達通常有過熱保護)。
這裡討論一下轉速,如果為了有能夠調整轉速的快感.......要加裝轉速調整器,有兩種做法,一種是直接買可以顯示轉速的轉速控制器,不過選擇不多;另一種做法就是無顯示轉速控制器搭配腳踏車的速度偵測器,方便與否,見仁見智。

3.烘焙桶固定座:
這玩意兒概略來說,就是固定烘焙桶使烘焙桶可以在一定的範圍內轉動,所以通常是一個沒底座的盒子。簡單的說買兩張鋁板或鐵板,挖出可以固定軸承的孔,並利用螺絲柱搭配螺母就可以簡單的做出一個固定座了;然而要加上上方下豆槽、下方下豆板、觀豆窗.......會是一個很大的挑戰!
(有個小建議,要挖下方下豆板時不一定非得要圓形的喔!可以參考Loring的熱風烘豆機。)

4.動力源固定座:
這部分會受限於感應馬達的規格,簡單來說有兩個重點,離火源遠一點與搭配齒輪或皮帶的尺寸。

5.軸承:
DIY以連座軸承為佳,因為只要挖出可以固定軸承座的孔就可以用螺絲與螺母固定了,真要直接用軸承的話......建議要有鐵工經驗。
另外軸承的軸徑最好要搭配馬達的軸徑,在選擇齒輪或皮帶輪、聯軸器時會比較方便。
不鏽鋼軸承貴一點,陶瓷軸承更貴。

6.皮帶輪與皮帶(或齒輪與鏈條、聯軸器):
皮帶輪加皮帶聲音會比齒輪與鏈條安靜一點,不用常上油與不易生鏽是優點,長期接觸高溫的話皮帶容易劣化與皮帶滑動是缺點;齒輪搭配鏈條最大的問題是鏈條的長度要訂做,現在有可調式鏈條,當然最好的做法是齒輪帶動齒輪,這樣一來馬達為了靠近烘焙桶中軸,固定高度就會提升,烘豆機的重心與馬達的溫度容易提高是要考慮的點;也有人乾脆一點,使用聯軸器(價格較貴、相較於小型烘豆機體積較大,中軸的對準是精度的考驗。)

7.溫度計:
溫度感應針網路購買都很方便,重點是固定的方式與固定螺孔的大小,常見的牙規是2分管牙(1/4"),還有長度,太短的話會偵測不到咖啡豆的溫度,太長的話會卡到烘焙桶的內部固定,2公分是不錯的建議。
通常使用K-Type的線,不用非得購買溫度控制器來顯示溫度,液晶顯示的溫度器不少,看個人喜好,重點是要注意溫度顯示的範圍,不要買到低於300度以下的.....
最近的一點心得:一般K-Type溫度感應線多是有不鏽鋼保護管套,因為溫度的感應點主要在溫度線的末端,不鏽鋼保護管套的棒徑建議是越小越好,常見的棒徑是Ø4.8mm,也可以問問有沒有Ø3.2mm的。(該款溫度感應針如果埋設的位置不對、長度不足,容易測量到環境溫度,而非咖啡豆的溫度,落差約有10~20度C)
另外一種作法就是直接用線型點狀的感應線,線頭是銲接的小圓球,這種型式的溫度線最敏感,目前的經驗測出來的溫度最接近真實(咖啡豆),缺點是易磨損與固定不易。
目前的作法是買一個有不鏽鋼保護管的溫度感應針,把保護管拆掉,並找一根彈簧,彈簧一端固定溫度線的銲接點,另一端抵住烘豆機面板,使該溫度針頭有固定的效果。

8.加熱源:
無論是瓦斯爐、紅外線爐、鹵素燈、電熱管、氣功?
一個穩定、可調整的加熱源是很重要的,然而家裡的瓦斯爐、休閒爐就是你最好的選擇。
別懷疑,中式瓦斯爐的火力相當的足夠,效果比你想像中的好很多,當然是1kg以下的狀況。
至於火焰與烘焙桶之間的高度,如果以不接觸火焰的方式,個人建議是最大火的火焰末端與烘焙桶的底部至少距離個5公分左右。

9.抽風機:
抽風機是一個大問題,因為烘焙的量大一點(500g以上),產生的煙塵,足夠讓公寓中的某層樓以為發生火災了,所以烘焙時如何處理煙塵是一個很重要的問題。
建議最佳的做法,烘焙時擺在家中廚房的抽油煙機下。
省錢、方便、之後還可以順便炒個菜燉個湯什麼的(老婆家人至少會諒解一點)。
缺點是噪音會讓你聽不清楚爆裂聲。(抽油煙機該換了吧!?)
當然也有改善的方式,剛好沒抽油煙機的話,直接買一臺抽風機或是裝幾個抽風扇,但是要先確認烘豆的地點不會因為有煙排出窗外而被鄰居反應的可能性。
如果真的要加裝抽風機,一般多以多翼式風機為主,因為抽力明顯,風機中的風輪有分為片齒式與後傾式風輪,常見的日本烘豆機品牌的抽風機風輪主要為後傾式風輪,原因是風機設定在集塵桶前的話,抽風的同時需要抽銀皮,後傾式風輪的葉片較少有較多空間將銀皮推出去,相對的馬達的力量要夠強。
500g的風機,建議用20W以上,較容易買到的應該是45W,再往上的話..........

10.毅力.....

以上,碎碎念....
創用 CC 授權條款
著作蔡政育製作,以創用CC 姓名標示-非商業性-禁止改作 3.0 台灣 授權條款釋出。
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風門的作用與測定

有人問這個問題,真不知道要從哪裡開始回答?
首先先來談談風門的發展,就我個人的角度來討論;以烘豆機而言,風門的發展是有必然性的,由於歐美於18、19世紀開始發展的咖啡烘焙設備主要以數十公斤甚至上百公斤等級的烘豆機,當時為了因應大量的咖啡需求,能穩定烘焙並烘熟,不容易損壞為原則,其實在Probat提出現在主流的滾筒式烘豆機之前,能見到的多是連續式烘豆設備,主體為長圓鑄鐵管,下方採用瓦斯或木炭等火源,內部設置攪拌葉片,攪拌的過程生豆會逐漸在鑄鐵圓管前進,烘焙的過程就是一端下生豆,另一端出來就是熟豆,至於銀皮與煙塵等等,當時可沒這麼多限制排放的規定,完全就是自然排出。
工業式烘焙進入的中小型烘焙,則是由Probat提出的滾筒式烘豆機為主流,體積小(以當時而言),價格優勢,適合以鐵路為主要運輸的歐洲國家在鐵路的要站設置小型烘焙廠。然而排煙的問題開始出現了,就算烘焙量較少,每鍋也至少有15~30公斤,如何在較小型的烘焙機中將煙塵適當的排出便成了主要的課題。
以我個人的角度來說,風門的主要作用就是避免悶燒,造成咖啡豆內燃,甚至設備的損壞。理所當然也發展出了應用旋風集塵原理的集塵設備,而逐漸嚴格的排放標準也是主要的推手之一,而各種高單價的生豆在市面上開始流通,小型烘豆機的需求應運而生,而製作烘豆機的工廠也開始蓬勃而生,每個人設計製作的概念會因為接觸的環境不同有所差異,也形成了目前的主流半熱風、直火烘豆機。
這兩種形式的烘豆機各有優缺點,而要去思考的就是熱量的交換形式的差異。
直火烘豆機其實主要依靠熱風來烘焙咖啡,跟一般認為的採用接觸熱來烘焙的角度不同,所以典型的富士皇家的直火烘豆機,得達到5kg等級才能有穩定的熱風與接觸熱比例,操控的手法也與1kg的直火烘豆機熱風比例較高完全不同。

台灣的楊家烘豆機普遍以熱源不穩定與價格低廉著稱,先不論這兩點,該烘豆機的鑄鐵鍋極為扎實,卻也因為過於扎實,烘焙易產生所謂的鑊氣。
鑊氣為中華料理中,鐵鍋經高溫過油產生的特有香氣,炒菜時可快速將食物表面炙熟形成保護膜鎖住食物的水分,一般家庭使用的瓦斯爐由於溫度不夠,不易形成鑊氣。
離題了,主要提醒的點是說明烘焙咖啡豆時,如果採用極厚實的鑄鐵鍋,就要很注意熱源的足夠與抽風的強度,不然極易形成鑊氣,烘焙出的咖啡豆具備相當明顯的特徵。
要避免鑄鐵鍋的鑊氣這種特徵,得先了解烘豆時的熱量交換過程的差異:熱風、接…

關於烘豆機的火力與風門的測定,個人見解。

起因是昆明的網友在網路上發問,討論的過程有一些看法。
測試過後的結果挺有趣的,在這裡紀錄一下。
Q:抽風機的選擇與測試?
A:抽風機得測試,每台烘豆機的狀況不一樣,最快的方式是先搜尋國外網站提供的資料,根據做的機器屬於流速快慢,再參考網站上類似機型所提供的抽風數據來挑選抽風機。
裝上測試後,重點是看風門關閉(全閉的狀況下必須有留一個小口)的時候,火力是否穩定,如果火焰不穩定,表示風門的最小口開得太小;風門全開的狀況下,火焰會不會飄。如果火焰的燃燒很勉強,會飄表示風管的口徑太小,需要換大一點,風門全關,火焰會燃燒不太完全是因為進入的新鮮空氣不足。
然後去取樣口,用打火機測試風門:



Q:風門開最大還是升溫快是不是抽風不夠?
A:不是,風門開最大,升溫快要看是接觸熱的作用還是熱風比例高。因為風門開大,抽風變強,烘焙桶本身的蓄熱夠,溫度仍然會上升。

Q:火焰離烘焙桶要多少距離?
A:火焰最高點與烘焙桶至少要有5cm~10cm。

Q:火焰離太近了是不是容易烤焦豆子?大火火焰直接燒到滾筒?
A:所以桶身有焦痕,那是燃燒不完全炭附著,紅火是氧氣不足。

Q:圓直徑20cm,長度24cm的滾筒是烘焙量是多少?
A:以圓徑150mm,高150mm,最大的烘焙量是800g,最適合的烘焙量是500g,最佳烘焙量350g,用這樣去計算的話,20cmX24cm的桶子,最佳的烘焙量是1~1.2kg,最大的烘焙量跟最佳烘焙量是不同的。簡單的做法就是把生豆倒進去,不要超過桶子2/5,大概可以算是最大的烘焙量使用圓直徑跟長度一樣的桶子,重點是豆子有空間可以攪拌,所以重點是圓直徑,不是高。火焰的範圍要比度少約4~5cm,不然發生把火焰吸入烘焙桶內造成內燃的狀況,有危險性。

Q:滾筒後面進熱風空間要多少呢?
A: 熱風的空間5cm就夠了。

Q:設計的時候要注意什麼?
A:火排的不同放置的位置不一樣,火力面積大火焰輸出強的口琴式火排或是熱水氣火排不要直接放在烘焙桶正下方,因為這種爐子的輸出很大,要利用空氣從爐嘴之間經過加熱的熱風效果來烘焙;半熱風的機器,靠抽風就可以了,設計的角度都是把零件最少化,但是效果最大化,不然實際製作,會很麻煩。還有設計的時候要考慮裝卸的過程順不順利,螺絲越多,雖然設計的時候很麻煩,但是組裝相對容易,也比較好修改。

Q:好好把要做的機器設計好,我之前一直有個誤區,熱風吹多了豆子味道單薄,後來發…

DIY002_800g烘豆機的組裝過程。

因為懶得畫組裝說明書(其實是不會畫~~),所以用影片的方式說明DIY編號002的烘豆機如何組裝。
主要使用的工具有:
1.十字螺絲起子
2.六角板手
3.7號梅花板手
4.耐心


六角板手直接使用五金行買的到的版本就好,主要用來鎖止付(無頭)螺絲,而7號的梅花板手,最好也準備另一種7號的套筒板手。

整組的六角板手。
梅花板手(7號)
套筒板手(7號)
至於耐心,就不用多說了,因為組裝過程中要不斷的調整烘焙桶的位置,所以鎖螺絲時最好不要一次就鎖緊,等該組件的螺絲都鎖上去後,再轉動烘焙桶,根據轉動的順暢度來確定螺絲的位置,確定好後再鎖緊。

烘豆機的零件:

比較難組裝的部份的零件會先組裝好,這樣在組裝的過程中就不至於花太多時間。
根據組裝的實際狀況來說,熟練的話大概1~2小時能裝完,至於不熟練呢?
就培養耐心吧。

這次使用的是直火鍋,厚度2mm的沖孔不鏽鋼板輥圓銲接。

其實料件不多的狀況下,只要跟著影片中的步驟組裝,應該都能順利完成?
馬達的線路會先接線完成,但是根據每個人使用的馬達也許會有不同,仍就希望採用厚利貿易的 6W AC感應馬達或是 20W的直流無刷馬達,組裝的時候才能符合馬達固定座的開孔尺寸,至於無刷馬達需要直流電,所以必須另外購買一組 AC to DC的電源供應器,這部分另外再寫一篇討論。

開關只有兩個,一個總電源,另一個是4"工業風扇的開關,開關的設定是總開關開啟,馬達就會啟動,而風扇不會動作,得打開風扇開關才會通電。
影片分為三個:
1.主要機體



2.後方機體



3.前方組件與組裝完成




影片是用Iphone 6S手持拍攝,些許晃動請大家多多包涵
有興趣的可以參考一下。

至於有沒有人會去複製?這部分就懶得想了.......

另外備註一下,該台DI002_800g烘豆機將於8/31~9/3於台北南港展覽中心四樓厚利貿易的展位展出,有興趣的人可以於上班時間洽詢
厚利貿易 台中營業所 江小姐 何小姐
台中市407西屯區工業1路96巷7弄1號1F-3
TEL:04-23550318 FAX:04-23550319
E-MAIL:fang@sunholy.com.tw


再備註一下,會從500g改為800g是因為有客戶來試烘,發現下了1kg的耶加雪非一樣烘得很漂亮,於是建議用1kg的容量來銷售,將這一點跟經銷商討論後,決定以800g的容量來銷售。


本著作由蔡…