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如果說,要動手做一台烘豆機的話..........

早期烘豆機是沒有1kg規格的,更不用說500g。
因為烘豆機是為了工廠設計的,量太少根本不符合效率。
所以小型的家用烘豆機主要動力來源是人力。
簡單的說,越多的功能,設計就越複雜,相對應的,成本越高。

以個人經驗而言,烘豆機的製作步驟:
烘焙桶→火排→抽風機→其他固定料件→電子零件

如果說,你要自己動手製作一台烘豆機的話,最基本的就是烘焙桶跟攪拌葉片。
從零開始,烘焙桶是烘豆機的基礎,一切的尺寸都以烘焙桶的規格下去延伸,所以一個烘焙桶的尺寸是最重要的。
當然,烘焙量越高,烘焙桶的強度就必須增加,簡單的說,採用不鏽鋼材質的烘焙桶,烘焙量2kg以下的狀況,最好不要低於厚度2mm。
最好的建議是直接尋找工業配管用的不鏽鋼管,公稱直徑150mm(6"),厚度2.8mm就是500g的好選擇;這類不鏽鋼管仍就會有輥圓誤差的狀況,但就實際使用的狀況下,只要與內壁差距留出較多空間,仍就是較佳的選擇。

攪拌葉片的話,就根據個人的想法來設置,但是這一點會有很大的問題,因為要將攪拌葉片彎曲至貼合壁面,目前加工的過程來看,仍就只能手工製作,立體曲線的攪拌葉片如要直接切削出來的話,加工的成本會遠超你的想像,所以採用2mm的不鏽鋼板,根據想法動手彎曲是比較好的方式。
另外一點,烘焙桶太小的話,氬銲針是伸不進去的。

至於烘焙桶底部的沖孔網板應該就比較好處理,直接詢問3mm沖孔鋼板就可以了,只是要考慮與烘焙桶接合的方式,這部分富士皇家的烘豆機就做得很棒,雖然採用鑄鐵件夾合沖孔網的做法十分穩固,但是鑄鐵件的製作又是另一個問題。
這一點就要根據烘焙桶內部與軸心相接的固定支架來討論。

選定烘焙桶的規格與攪拌葉片的形式後,除了找料件,交由鐵工師傅處理或是自行氬銲,再來就是要討論火排的形式,大火、藍焰、空氣動線、接觸熱、對流熱等等的問題。
既然是加熱的主要來源,火排的形式與火焰的高度與內隔熱的設計都要考慮進去,這些考慮要有依據的基礎,就是烘焙的手法。
偏向中淺度烘焙,時間不超過15分的話,火力要夠大,熱風的效果要加強,所以需要火焰較強,空氣動線需要較長,焰端盡可能不要接觸到烘焙桶。
偏向中深度烘焙,時間超過15分的話,火力適中,接觸熱的比例會較高一點,火焰末端接觸到烘焙桶(直火鍋例外)。

如果想要兼顧所有的烘焙方式呢?因為烘豆機增加更多的功能,每個功能之間的平衡感是最重要的,火排除了跟烘焙桶相…

集塵桶的省思與一些發想。

最近進行的幾台烘豆機,集塵桶都是直接裝在烘豆機機體上,有一個很大的問題,就是集塵桶的桶徑大小與集塵盒的尺寸,這兩點很矛盾,既然需要集塵,較佳的做法就是旋風集塵桶,但是旋風集塵桶有一定的公式計算,簡單的說桶徑較大的狀況下,也需要一定的高度抑止二次回塵,即進入集塵桶的銀皮碎屑再次被抽出去,然而以設置在集塵桶上的抽風機而言,主動式的集塵會受到抽風機抽力的影響,結果就是集塵桶有效果,但抽風機的負壓太強,一樣把集塵桶內的銀皮抽出,可以解決的做法有兩點:一是增加集塵桶的高度,使落下的銀皮有足夠的距離不會被抽風機的負壓影響,另一點是把抽風機轉接到風門,在將出風口接到集塵器的入口,被動式的集塵風力較小,但是要改機的同時集塵桶的位置要再改變。

這些問題後來用另一個想法解決,再接上另一個集塵桶,承接主動式抽風機的出口,由於第二次的集塵為被動式,風較減緩的狀況下,也可以做為熱散失的緩衝。
這一點對於效能較不足的烘豆機而言是性價比較高的做法,因為熱風出口的風管路線轉折增加,但是第二個集塵桶出風口較大的狀況下,風速會減緩,熱風的逸失不失為一個好一點的做法。

今天前往朋友的工廠,委託一個集塵桶,這個部分的重點在於製作較快速,材料也較便宜,同樣體積的集塵桶也較易搬運。
沒錯,就是用燒金紙的不鏽鋼桶製作,無論是價格還是體積還是重量都達到一個易於接收的平衡。
但是小細節的部分因為不是開模製作,有部分用鋁箔膠帶密封。


目前看起來效果還不錯。


本著作由蔡政育製作,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。

炭火烘焙的狂想.......................

根據之前製作的小台炭焙烘豆機為基礎,重新製作了1.5kg的炭焙烘豆機。
1.5kg..................
目前整機重量的感覺基本上在30kg以上,就1公斤以上的烘豆機而言算小了。
雖然不知道效能如何,製作過程搞得人仰馬翻是真的。


不鏽鋼的厚度越是增加,雖然形變的量會變小,但是相對的重量大增,體積盡可能縮小了,集塵桶的部分仍就是大哉問?
雖然根據公式計算,製做出來的集塵效果仍是有限,另一個可能的原因是抽風機直接做在集塵桶上,主動抽力太強,相對的集塵桶的桶徑要增加之外,高度也要增加。
但是空間會變小,換個角度想是不是在加上一組備用的集塵桶,來蒐集被抽風機抽出的銀皮?

這部分可以試試。


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想要DIY烘豆機的同好有多少呢?(續八)

由於10支火嘴火力太強,另外買了別種火嘴。

下午裝上測試看看,目前看來效果還不錯。
不過這種火嘴的一個問題,就是火力會比較集中,要達到同樣的火焰面積就需要比較多根的火嘴。


再繼續測試。


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想要DIY烘豆機的同好有多少呢?(續七)

從工廠載回來後,順便秤了一下重量,34公斤..........
雖然不輕,還是比想像中的還要重,這種規格都已經是這種重量了,難怪市面上的1kg烘豆機重量從90~100多公斤的比比皆是。

今天乘著昨天的氣勢,再次前往工廠把一些小細節修改一下,因為鋁製合頁的開孔尺寸實在是不準,只能重新開;瓦斯母火管的形狀也要重新折,火嘴的話,雖然開了12個孔,還是只裝上了10個,再根據測試的結果調整火嘴的排列方式與數量。
之前改過3kg的機器似乎只用了18支?

改得差不多了,前往台中。
到達台中已經是下午六點了,還是繼續測試。


10支火嘴果然太強,後來改為5支火嘴,抽風的效果比想像中佳,所以風門的部分要再微調。
1公斤滿載10分下豆,火力綽綽有餘。
小細節繼續修正..........


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想要DIY烘豆機的同好有多少呢?(續六)

基本上都是下午找時間跟鐵工師傅一起討論加工,加工的過程中會不斷地試誤與修正。
採用螺條的做法其實比想像中的有難度,因為調整螺母的位置與換裝定位螺母的時間相當地多,組合時也不熟練,來來回回組合好幾次才稍微抓到一點訣竅。 11根M5的螺條強度比想像中的高。
包上陶瓷隔熱棉,外殼的部分尺寸畫太密合,沒加入間隙的結果就是來來回回的敲打與調整。
把表面的保護膜撕掉,還不錯的工業風。
鎖上耐熱玻璃,果然剛剛好,讚!
由於忘記裝上後隔熱層,再拆開重裝。電路的部分也逐漸完成。
終於可以點火測試了,但是空氣的比例還是怪怪的,明天繼續調整。

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想要DIY烘豆機的同好有多少呢?(續五)

4/12:
前往鐵工師傅的工廠討論火排事宜。
其實一台烘豆機的製作過程中,最多的問題是這些零件該怎麼組合?因為設計的人往往與施工製作的人不同,因此需要工程圖標示如何製作,但是還是會有不了解的地方,這些部分就是現場討論。

冷卻的部分最簡單,由於沒有攪拌模組與下豆的部分,所以只要鎖上六吋的抽風扇即可,這個抽風扇是網路上購買的,效果強勁,應該會有不錯的冷卻效率。至於冷卻的話,則是採用五金行可以買到的不鏽鋼瀝水籃。



馬達的部分,分為馬達、馬達座、齒輪、鏈條,後來討論不應該這樣設計馬達座,因為組立的時候中軸要經過三個部分,這三個圓的口徑有可能對不准,後來還是把連座軸承鎖在後面板上,而馬達座之後採用馬達廠商可提供公版鋁製馬達座。唯一的問題就是齒輪的口徑會不會影響到底板與鏈條的長度要再加長。


火排的部分原本想要用不鏽鋼圓管,但是考慮到公差與圓管之間連接的問題,還是回歸不鏽鋼長方管的做法,幸好有30X60的長方管,算好長度,再手工修整連接的地方,也算是完成了,至於瓦斯入口採用2分的口徑,火嘴則是用扁火嘴,總共鑽了兩排各六個孔,12支火嘴,其實不會用到那麼多,但是第一台要多開一點孔,實際測試的時候可以根據結果來決定要留下幾支火嘴,目前的猜想應該是六或八支火嘴。





控制盒有點小問題,因為電子點火器的開孔有兩個孔徑較小,花了一點時間修改;師傅工夫很讚,修正後完全沒問題。控制盒還有兩個孔沒有開,一個是母火的高壓電線孔,一個是後方的馬達電源、溫度線、冷卻風扇、抽風機的電源線,這個部分第一次做的話,還是需要根據實際的配置來開孔,因為不是每一組的線都有多餘,馬達的線如果沒有先註明,一般留下的長度只有30公分,所以這部分要等配線的時候再來開孔,之後就可以直接在設計的時候開孔了。


進度不錯。

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想要DIY烘豆機的同好有多少呢?(續四)

4/10:烘豆機的材料終於送到了。
不過跟其他的烘豆機料混在一起,花了一小時才分類出來。


跟師傅討論集塵桶的做法,目前比較大的問題仍然是精度的問題,使用卡榫式的圓桶雖然理想,但是製作時會造成很大的困難,因為都是使用雷射切割再彎折的加工方式,這部分比不上開模製作的精度,多少會有點誤差,而這一點誤差為了修正會花上很多時間。
烘焙桶則是目前先做好半熱風的規格,因為2mm厚的沖孔不鏽鋼要另外製作,需要1~2星期的工作時間,為避免連測試的時間都沒有的狀況,還是先把半熱風的先做好,到時後再看看能不能上直火鍋。



目前先點焊抓位置,因為焊接時會有微小的變形,所以都要先點焊再鎖上確認位置,如果有問題,就是靠經驗敲打調整至適當的位置,基本上每一個零件都要來回拆裝2~3次以上,點焊→拆裝→調整→全焊→拆裝→調整,重覆以上的流程。



採用螺條固定位置的方式前段的焊接較少,但是後面的組立需要花上一些時間調整距離,這部份有跟鐵工師傅討論過,我覺得採用不鏽鋼管做為中間間隔距離的固定件,不過師傅覺得用螺帽就可以了。這一點還是要等組立的過程來決定。


有幾個螺孔的位置沒開到,然後有幾個螺孔的孔徑開錯~~~~
再修正!


 深夜的進度:
目前的狀況看起來還可以,我覺得每製作一台烘豆機都是重新認識自己的機會。
因為設計中的急躁、猶豫、懶惰、貪婪等負面情緒都會在後面製作的時後表現出來,小細節的修正與誤差值的多寡,都是經驗與個人修養的累積。
因為當料件送達時,就是開始審視自我的一個過程,開孔有沒有準確?誤差有沒有留?想法的可行性?在在都從組立的過程中表現出來。
這時後都是要不斷的面對,與各方面協調,把這些問題的解決成為一種養料,不斷的作為自我的一種修正。
希望活動順利!

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廉價航空給我的一點啟示~~

最早自己動手製作烘豆機,是因為沒有錢買烘豆機。
當時的烘豆機普遍3公斤以上,主流是工廠用的30~60公斤。連生豆都不知道怎麼買的狀況下,烘豆機更是成了不可能的妄想。
為了省錢就有了動手做的想法,手網就成了開端。
當時日本用的是考銀杏的網子烘焙,台灣沒人手網烤銀杏,只好拿果汁濾網來改,一把剪刀跟幾個夾子就開始了手網烘焙的回憶。
從100g、200g、300g甚至500g,廚房冒出的煙霧總被家人詬病,烘的好或壞都是滋味滿分,後來朋友開了早餐店,便興起自己烘豆子的想法。
既然想烘,那就需要機器,畢竟老人家的手無法每天在那邊晃個1小時。
參考了網路上的幾張照片,從手工開始,購買鋁板,撿工地不要的廢料,五金賣場更是我經常流連的地方。
當時的烘焙桶是用茶葉罐製作成的,後來買不鏽鋼鐵網自己折,然而壽命都不長。
大概烘的十多次,桶身就變形了。
最成功的一次則是騎車沿新莊的巷弄內,找到了一家齒輪加工,老闆很好心的把我手繪的幾張圖,真的做出來了。
那一台烘豆機最多可以烘焙800g,目前應該還活在朋友的店裡。
當時花了約14000,加上馬達等零件,接近兩萬元。

也曾考慮過量產販售,不過發現自我感覺良好後,便擱置不議。
最主要的問題就是,生產與販售的不平衡。
做出來怎麼賣?
賣太多怎麼做?
再討論之間的各個小細節,想想沒那份能力就算了。

近幾年才又翻到之前留下的手繪稿,再次思考能否做好一點?
跑業務的間隔順便找廠商,不過被拒絕的次數太多,主要的原因就是,有圖稿嗎?
台灣的工廠普遍照圖加工,如果要給他們一個概念就能把機器做出來,先不論每一個功能每間廠商的解決方式不同,光是其中的時間與投資,基本上如果沒有補助或是一筆錢丟在那邊燒,正常的工廠是不會接這種單的。
重點還是回歸到製造與銷售。
而從概念到產品成形,進入製造量產階段,甚至於行銷。
即使有網路這個媒介,相對的成本需要投入的可不是小數目。
日本松下電器的負離子吹風機賣到缺貨,即使價格高不可攀,仍是供不應求。
市場上同類型的產品不少,獨厚松下電器的原因何在?
除了該吹風機的整合性高與功能,重點是松下電器擁有一系列的研發、生產、行銷與通路。
這才具備了"這是一個好商品"的要素。
針對一個可能的未來,把前進過程中有可能消耗不必要資源的部分去除,盡可能照計畫進行,是企管的主要思維,但是網路媒介的介入,行銷的過程自古以來皆是資訊…

英制與公制。

前幾天常去逛的論壇(http://forum.homeroasters.org)有網友聯絡我,希望能借鑑我設計的烘豆機。
不過考慮到對方主要採用英制單位,便詢問對方想要採用的電機零件規格,大致上畫了一台,但是英制單位實在用不慣,比例上就有點失調。


 主要是不了解對方可以處理的鋼材與厚度,還有CNC可以做到的地步,只好用素色模擬一下示意圖。

後來還是重新畫了一台公製單位的烘豆機,規格是500g,半熱風,除了把火排移到側邊,還考慮加上銅板,多一點色彩。
另外也設計了單風機的特點,冷卻與抽風在小型機器上是很難處理的,後來參考了美國與日本的設計,就採用單風機,雙管集塵桶的形式。







未來會不會考慮製作,先把手上幾台處理完再來考慮......

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對於設計的一些看法......

前幾天跟朋友聊到了機械設計的狀況。
後來查詢了一下網站上提供的資料,台灣的1kg烘豆機重量是90kg,德國的probat烘豆機1kg重量是115kg,Giesen 1kg(可以烘到1.5kg)是150kg,日本富士皇家R-101是90kg,美國的Diedrich IR-1是56.8kg,San Franciscan SF-1LB 是54.5kg。
考慮到電子零件與電機材料的重量,剩下的就是烘豆機結構上的不同。

個人以為每一家烘豆機的烘焙取向都各有偏好,這一點跟該公司的環境與供應對象有關,而根據這些條件發展出來的烘豆機也是各有特色,然而對於身處台灣的我們,這些烘豆機雖然各有優缺點,理所當然的會以為把所有的優點集中在一起就是最好的機器。
然而製作的過程中才發覺,有許多的製作條件上的限制與烘豆機各個功能的平衡性問題,如何有效的處理這些狀況則是各個大廠特色所在。
觀察國外的烘豆機發展,會發覺這些品牌為了發展烘豆機,不斷的自我挑戰,設計的目標都是為了提供更優秀的烘焙經驗與咖啡豆,以這些標準來發想、設計的烘豆機除了外觀,內部採用的新素材與新式的結構等等,仔細了解後就會發覺這些品牌的設計是如何的優秀與人性化。

量化的基礎就是大量的數據,人性化的部分體現在烘焙者使用的過程中與製造時,結構完整且簡潔的機器,製造的過程一定不會太過複雜,加上外型曲線的美感,很難以想像設計的過程中是花了多少功夫修改去除了各個多餘的部分。而根據設計的需求去找尋合格的電子零件,在不斷的測試中才能得出現有的成熟產品。
這一點是我所未能及的。

雖然現在有3D軟體的輔助,然而圖稿中所見的小數點在現實中所形成的誤差是否能在設計時預料到?
我以為越是簡潔優秀的圖稿,製作的過程也不會過於困難,難的是精度與誤差的控制,設計圖如能考慮到施工製作的能力並把誤差容忍調整到現實中,至少是一份合格的設計。

我是自行學習機械設計,從書籍、網路與工廠中。
而實際上真的要將設計圖從現實中製作出來,得不斷的了解材料、工具與人的極限。
鑽孔的厚度與孔徑、折床的角度與模具的數量、師傅施工的流程與方法等等。
逐漸的把這些細節考慮進去, 如何做出一台實用的機器,過程中要不斷的修正。
收集常用的電子零件,逐漸增加資料庫,才能在設計時把更多的因素考慮進去。
雖然如此,但是限制在成本的考量下,用成本低與常見的零件開始拼湊一台烘豆機卻是免不了的俗套。
即…

想要DIY烘豆機的同好有多少呢?(續三)

時際進入四月。
問卷已經停止了,這裡公佈一下問卷的投票比例:




問卷已於4月2日完成。
地點雖然以嘉義取勝,但是考慮到有未留下郵件信箱的投票與重複投票的狀況,所以地點仍以台中與嘉義都可以的狀況下來決定。
目前考慮到台中朋友店面不大和人數稍多時無法實地操作烘豆機的狀況下,以台中和嘉義各辦一場的方式來舉行。
時間仍然以星期六為主,而四月的第三週占較大投票比例,但是雷射切割的工廠臨時接到公共工程的大單,於是我的小單就被延後了............
所以舉辦時間為:
A.4月23日下午一點半在台中
(台中市北屯區文心路4段684號,咖啡再生)
交通方式:
公車 53、68、85 文心崇德路口站
公車 53、68、77、85 文心熱河路口站

自行開車者可從大雅交流道下,往台中方向,於環中路左轉,前行至崇德路右轉,直行至文心路左轉後可見合作金庫與第一銀行的招牌,該地點位在第一銀行與合作金庫之間的店面。附近有停車場。

B.4月30日下午一點半在嘉義
(嘉義縣布袋鎮太平東路455號,全聯福利中心。舉辦地點在全聯福利中心的後方巷子內)
交通方式:
由南部搭乘交通工具,可先搭乘火車或客運到新營火車站,再轉搭新營客運7410前往布袋港,搭乘至"布袋鎮公所"站新營客運7410
另可坐火車到嘉義火車站,轉搭嘉義客運7209(嘉義→布袋),前往布袋港,搭乘至"布袋鎮公所站"嘉義客運(嘉義→布袋)
也可搭乘高鐵至太保站,搭乘嘉義客運7209(嘉義→布袋),前往布袋港,搭乘至"布袋鎮公所站"嘉義客運(嘉義→布袋)
自行開車前往者,由南往北開高速公路過台南後可接86線快速道路,往北門直行,接61線快速道路北上布袋,於布袋一交流道下,前往布袋鎮,即可看見全聯福利中心。
※嘉義場次者到達後可電話聯繫(0921924512,蔡先生)

請確認時間並回信(回信信箱:fustaer@gmail.com),利於我大致上統計人數。
並請於當天活動時間自行前往參加。

活動流程:
1.介紹烘豆機組立的零件
2.組立烘豆機
3.測試烘焙
4.沖煮咖啡(濾沖式,不提供濃縮咖啡機,如有自行攜帶濃縮咖啡機者可自行操作。)
※本活動不收費。
※當天欲利用組立的烘豆機烘焙者請攜帶1~2kg的生豆,烘焙完的咖啡豆我會提供夾鏈袋包裝方便烘焙者攜回。(烘焙測試以有回信的同好為…