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變頻抽風與RS485的數據輸出模組。

之前紀錄了一篇烘豆機功能模組化的下一步:變頻抽風系統
後來設計了IR-2,採用了DC變頻風機加上機械式差壓計,效果還不錯。
但材料都買了,還是找個時間把線路組裝上去。
有考慮用在DIY002的機體上,可後來配合的厚利貿易有代理日本三洋的風扇,最近也有出了一組小型的風扇變頻控制器,想說DIY002就用這組夠了。
然而在成本考量下,原本這組應該可以使用到5kg的機器的變頻抽風就得具備曲線的紀錄,因此又接上了台儀的FY400溫控做為顯示的介面,也可以用原本朋友寫的程式紀錄抽風的狀況。



這樣看起來抽風並不強,數字的單位是Pa,用的是負壓,顯示改為正數比較直覺。
可以帶著到處跑~~
也許有人會覺得應該要準備製作可程式控制的烘豆機,但是可程式控制的烘豆機普遍的做法是先紀錄一組曲線,然後程式即時監控烘豆機的火力、風門、壓力等等數值再去追逐曲線,能做到這一點的烘豆機首先必須要有完整的機械結構去搭配程式,這樣程式控制才有意義,否則程式可以完美重現一組烘焙曲線,但是烘豆機本身跟不上也是白搭。
小型機械受到環境的影響很大,除非具備優秀的設計、高質量的鈑材與良好的空氣動線,用程式控制其實還是以電熱管較佳,然而電熱管有其加熱的優缺點,做為樣品機還不錯,做為商業用的工具機卻仍得想想。
因為成本!
越是優秀的烘豆機,重點在於烘焙出的咖啡豆品質穩定,人為因素會減少,而程式多用於紀錄烘焙的過程,單純就烘焙曲線的角度來說,並不能說明依照這條曲線去烘焙就能得出同樣的風味,首先要有同樣的設備、同樣的氣溫、同樣的濕度、同樣的生豆、同樣的海拔等等。
曲線只能做為一個可以借鑑的模式,而烘焙仍就要評估很多外在的因素,這就是為什麼進口的烘豆機結構體積都相當大的原因。
追求一個穩定的烘焙環境是穩定烘焙的基本要素。


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。

火箭爐加強版.......

最近開始重新使用幾年前從日本帶回的Union手迴焙煎機。
之前都是讓朋友在家裡使用,每次烘焙量約莫500g,大概是朋友家裡一星期的咖啡量。
後來朋友改用我製作的烘豆機後,這台手迴焙煎機就放在我的倉庫裡,而與網友之間的討論中,剛好也拿出來試試看。
嘗試過使用瓦斯紅外線爐,也試過木氣爐,後來採用火箭爐。
早期就有使用市售的鑄鐵火箭爐烘過,熱風效果極強。但是炭量不少。
這次一樣麻煩金爐工廠幫我製作一組適合放手迴焙煎機的炭爐,之前使用的木氣爐使用上因為高度不夠,二次燃燒的火焰很明顯得不好控制,這樣想來,木氣爐其實適合做遠距離的熱風機。
這次就使用火箭爐的方式製作。
火箭爐相對簡單,不過需要較高的排火管,但現有的桶子高度都不高,只好將就著用,但是火箭爐下方的進氣孔,我加上了四吋的風扇,試試看效果如何。
裡面直接放置一個市售的水泥炭爐。尺寸剛好!


火焰效果極佳,使用常見的木炭則是火星亂飛。

風扇的效果除了推進空氣增加燃燒的效率外,還可以調整熱風與火焰的比例,這樣可以根據需要火力大小的時候調整風扇的距離來控制火力。
目前烘起來的效果都不錯。



黃金曼特寧PWN 300g,13:40,二爆初。


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。

問答紀錄(一)

某日因為思考烘豆機的設計想到腦子痛。
於網路上開始回答網友的烘焙問題,一樣陷入了碎碎念的狀態,在這裡做個紀錄。
問:關於咖啡甜味的烘焙階段與做法?
回:以製作烘豆機的角度來說,保溫良好與穩定的烘焙過程是甜味的基本,因為生豆進入一爆前的升溫過程除了影響一爆的溫度、酸度、上色、膨脹係數外,也包括了酸味與甜味之間的平衡;用手法舉例:關火後,高溫下豆,回溫點再開小火慢慢升溫到一爆;另一種則是機器降溫,開中火升溫後下豆,回溫點後關風門慢慢升溫到一爆;兩種手法造成的酸味與甜味會有不同比例差異,差異在於升溫的過程中傳導熱與熱風比例的不同,第一種以熱風為先,接觸熱後;第二種以接觸熱為先、熱風後。
而這又要根據豆子的吸熱效率來決定手法,一般說來,海拔較低的生豆吸熱速度快,容易造成吸熱不均,所以會用第一種做法慢慢升溫;海拔高的生豆反之。當然也會因樹種不同有所落差。
這邊又會延伸到快速烘焙的手法,生豆的質量是否適合快速烘焙,同時如何製造一個烘焙環境可以有效率讓生豆完整吸熱,這部分就是各品牌烘豆機設計時與製作材料的差異。
個人意見,參考就好。

問:無論手法、豆種、海拔,慢慢升溫比快速升溫的效果佳?
回:升溫是生豆吸熱的過程,而這個升溫過程舉個例子來說,烤比薩時使用石窯與電熱烤箱,烤出來會有差異;以有抽風的烘豆機來說,慢慢升溫還得考慮熱風的影響,大火大風門很明顯的熱風比例高,表面容易升溫,而要達到豆芯吸熱的話,豆量要夠多才能同時保持傳導熱。
而沒有抽風的手網或是土砲,要維持穩定的升溫受到環境的影響很大,所以重點在於如何減少環境的影響,同時開放性的烘焙鍋(直火鍋),得思考一爆前的能真的達到足夠的吸熱,所以拉長前段的時間可能是應有的手段。
所謂的平衡要先討論你想要的風味與生豆能發展的風味,沒有明顯風味的生豆,如何烘焙出能夠辨識的風味,而不是單純的偏酸或偏甜,也許我們會嘗試烘焙肯亞一爆密集下豆,但是沒有一定的條件,通常會獲得極酸的肯亞。而肯亞豆能夠二爆初下豆仍有一定的酸味,所以當季的肯亞多數會在二爆前或二爆初下豆,就是為了讓酸味平衡。

問:使用的烘豆機是電熱系統。
回:以自己曾經製作過電熱系統的烘豆機來做一個心得分享;電熱管的加熱方式相較於瓦斯明火系統優點是加熱極為穩定,不容易有鍋體熱點不均勻的缺點,而且電熱管的形狀是產生熱源的範圍,所以普遍會將電熱管包圍烘焙桶;而明顯的缺點就是無法快速調整火力,使得烘焙時需要1…

木氣爐的玩法.......

最近都在研究木氣爐,用金爐的材料做的。
無論是桶仔雞、滴雞精或是燒金紙等,都能有相當不俗的效果。
重點是二次燃燒與效率。
所以把之前做的小木氣爐加個蓋子,準備來試試看烘咖啡豆。
下圖是蓋子開孔的照片:
手搖烘豆機是日本帶回的直火鍋,放在木氣爐上的狀況:
烘焙的過程中,發現不是火力太大就是火力太小,因為木氣爐的特點是二次燃燒,而二次燃燒的高度對於烘豆機來說太近了:
烘到一半,木氣爐整個燃燒起來的狀態,趕緊將烘豆機移開:
烘焙的過程中時間明顯的拉長,瓜地馬拉烘焙了26分,看樣子似乎還可以。
黃金曼特寧,一樣又是27分。
單純來說,使用龍眼木炭來做為木氣爐的燃料是有明顯的落差,其實木氣爐適合使用木質燃料,而木炭的效果就不明顯,以木氣爐二次燃燒的木氣是可以使用導管來調整方向的。
根據之前使用火箭爐的效果來說,火箭爐做為烘焙咖啡的火源方式是比木氣爐好一點,因為木氣爐的木氣需要多花點心思調整,而火箭爐就比較單純。可以理解為什麼義大利的直火熱風烘豆機,採用的炭爐設計。


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。

DIY002的模組化......火排模組。

繼續思考下去,烘豆機的主體有了,冷卻有了、抽風有了、集塵有了、溫度曲線有了、差壓我再想想,剩下的就是火力了。
火力已經有了碳焙、家用瓦斯爐、登山蜘蛛爐、紅外線瓦斯休閒爐、電熱管;那再來就是火排組了。

採用可以拆換的火嘴噴頭,火嘴壞了或是看不順眼就拆下來換一種,使用DIY001的瓦斯模組,同樣請出高級的電子點火器+微壓計+針閥+母火組。

下圖是組立到一半的狀況:
考慮火嘴的數量與點火的狀況:
換一種火嘴:
花了一天的時間銲接組裝起來的狀況:


點火試試:
總之可以直接把機器放在火排模組上:
接下來就是差壓顯示+變頻抽風模組了.........

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DIY001半熱風雙層鍋的改善事宜.....

前段時間這台烘豆機先借給購機的人使用。
聽說生產效率頗佳,但是有些部分還是需要思考改善的。
像是內部的螺條,因為太細造成高溫變型,加上拆裝時固定螺帽的長度仍舊會改變,組裝上也有很大的問題,所以請車床師傅處理一些新的料件來改善,另外也是拆機觀察有哪些部分可以從設計面上改善的。
大概花了40分把機器拆開,可以從下圖看得到燒黑的部分。
雙層鍋,很黑。
正面板的背面,黑色的表面是咖啡豆的油脂與煙塵附著在不鏽鋼面上,從位置可以觀察到豆子在鍋內移動的狀況。下方的黑色區塊則是之前設計用來讓銀皮落下並聚集的檔板,但是空間較小的結果就是沒有常清理,銀皮會被高溫焦化。
下圖左邊是訂製來取代右邊的黑色螺條的不鏽鋼圓柱,兩端各有M5的螺孔,可以從兩端直接鎖螺絲。
大致上發現了一些要改善的地方,所以會找個時間再來辦個DIY001的組裝活動。

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DIY002溫度控制器、馬達轉速控制模組。

另外做了一個裝溫度控制器與馬達轉速控制的盒子。要直接架設在DIY002的開關箱上。
為了拆裝方便,鎖固的開孔做可以直接掛載的孔位。

把溫控器的電源線與馬達轉速控制器的線接一起,再接到開關盒內的電源就可以了。
掛上去的樣子。很大顆。
側後方的樣子。
下午來試烘看看。


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DIY002的外掛組件,集塵桶+抽風機(一)

模組化就是拆拆裝裝,設計之初就有考慮過這一點,所以螺絲孔位是跟市面上可以買到的材料是一樣的。
首先把風扇與環框拆掉,下圖是已經把4"風扇拆除只裝環框,把四根螺絲拆除。
取下環框。
放上另外做的風機固定件,並再鎖上螺絲。
風機固定有開孔,採用攻牙螺絲直接把風機鎖上。
把線路裝上原本的4"風扇的電源。
大概是這個樣子。這是將風機裝在烘豆機上,採用推的方式抽風。
為什麼要另外裝設集塵桶?
因為500g~800g的烘焙量產生的銀皮與煙霧已經達到需要處理的量。
事實上原本設計的集塵盒也是用在收集銀皮,但是考慮到連續烘焙的狀況,濾網需要不斷的清理,否則風量會因為濾網孔洞的阻塞使烘焙的過程不穩定。
所以連續烘焙的時候還是以集塵桶較佳,集塵桶與風機會有兩種設計方式,一是風機裝在烘豆機上,將銀皮抽取推向集塵桶;另一是風機裝在集塵桶的出風口,採用抽的方式。
兩種各有優缺點,但是有一個要注意的點,風機盡可能選用馬達與風扇殼分離的規格,這樣馬達才不會過熱。
而風管的彎曲程度與長度也會影響風量,這些細微的部分就看怎麼去調整了。

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