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關於DIY這件事....

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這是一個小故事。
2015年的8月,有個網友寫信給我,希望能夠照自己的想法製作一台烘豆機。當時我正處於樂於助人的(不成熟)狀態?
互相討論的結果,就是半直火、電熱管的烘豆機。
首先這是網友(接下來簡稱網友A)提供的部分草圖:



我:
以構想來說算是十分完整了,雖然只是個初步的構想。
討論的內容是我提出問題對方回答的方式:
140*190的烘焙桶可以烘到500g。 A:剛剛好,合乎我的需求 1.烘焙桶的沖孔孔徑是2或3mm?普遍直火是3mm,但是電熱式的狀況? A:我在網拍上有購買一組簡易式的烘焙機,它的內桶也是網狀開孔孔徑有4MM,我試了一下不會卡豆也不會掉豆,所以我覺得4MM是一個理想值(或許有助於改善銀皮掉落之問題) 4.烘焙桶是有底部嗎?前方進豆下豆是空的,後方是密閉的? A:底部要有隔板因為考慮到持溫的問題,內桶鍋爐後方密閉前方開放的,因為鍋爐是在運轉狀態,故前方還有一圓形擋如圖C,擋板安裝下豆孔,視窗,下豆搖桿,熱電偶等...如圖F 3.電熱管的位置在烘焙桶的外面還是裡面?在外面的話,是在烘焙桶上方還是下方? A:電熱管安裝在鍋爐外側,至於上方或下方可能要時機安裝願轉之後袃做修改 4.電氣箱的體積要根據電子零件的大小再做規劃。 5.以示意圖來看,銀皮可能無法排出,只有煙會排掉,這可能導致烘焙桶內銀皮太多燃燒產生煙燻味。 A:如果網孔加大之後是否有助改善銀皮掉落呢? 6.馬達的轉速是固定的嗎?一分幾轉? A:馬達之選用可以固定可不固定目前我的馬達有減速裝置約25轉/min也可正逆轉 有開關可調 7.3"的排煙管會不會太大?要放在電氣箱裡需要隔熱層。 A:3''排煙管只是初步構想或許可以小些2''也可,外部連結時再變大即可 8.排煙是自然排煙還是要加裝抽風機? A:排煙構想如圖E
我:
關於製作的價格來說,3~4萬的預算應該是超乎對方的想像。
如果單就機體與外殼,不銹鋼材料與切割其實約1萬左右,但是焊接的部份要根據繪圖組裝的過程來估算⋯ 其實很難計算。 建議的方向是,有了機構的草稿後,要考量各個功能的平衡性與結構的穩定性。 功能的平衡就是各個功能的預定參數與組合後的問題: 1.500g的烘焙量需要電熱的功率是?w 2.抽風機採用的功率與耐熱的物理特性。 3.風門的結構。 4.隔熱的材質與厚度。
結構的穩定性則是根據採用…

一個烘焙桶的製作........

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烘焙桶大概就是烘豆機的核心了。
咖啡生豆在旋轉的烘焙桶內被葉片攪拌,不斷的從烘焙桶的接觸面、瀰漫在內的熱風不斷的經由傳導、對流甚至幅射等熱的交換,逐漸變成各種烘焙度的咖啡豆。
烘焙桶單純來說,就是個圓形桶,在裡面加上數組葉片,藉由旋轉烘焙桶的過程,固定的葉片會攪拌咖啡生豆。
攪拌的過程中,咖啡生豆的受熱相當的複雜,但不外乎傳導、對流、幅射三種主要的途徑;然而多數的烘豆機,大多傳遞熱的方式都是傳導與對流兩種。
傳導熱算是比較直覺式的熱流動方式,單純的說就是烘焙桶表面的熱藉由接觸生豆表面傳遞熱量,而不斷滾動的生豆又會把吸收到的熱傳遞給其他溫度較低的生豆,所以生豆在進入烘焙桶內的初期,烘焙桶本身蓄熱會被溫度較低的生豆大量的吸收,這個過程會表現在所謂的回溫點上。
回溫點的高低雖然能以入豆溫來調整,通常回溫點的判定都以豆溫為主,但是豆溫的偵測會受到溫度針材質、裝設位置等因素影響,不同的烘豆機回溫點也會有所不同,熱傳遞的過程大致上卻不會有太多改變。而控制入豆到回溫點的這個階段生豆可以吸收到多少的熱,則關乎烘焙桶本身的設計。
以直火鍋而言,表面充滿孔洞供熱風進入,相對的因為質量較半熱風鍋小,單就桶身所能維持的熱量較少,而回溫點通常也會較低,而為了維持一定的回溫點,避免失溫,則採用小火來支撐初期的熱傳遞是常有的手法。
半熱風鍋初期所能提供的熱較多,回溫點通常也較高,為了避免回溫點過高或是過熱,高溫關火下豆是許多人會採用的手法。
手法很多,但都以烘焙桶的特性為基礎去延伸,鍋體蓄熱高,相對的火力的大小就會有很大的影響,避免太大的火力造成表面溫度太高是一個很好的設計出發點。
鍋體蓄熱較差,大火也未嘗不可,然而較高轉速就成了調整的重點,避免火力過大表面燒焦也是可以的修正方式。

然而烘焙桶的形式大小規格就已經決定的烘豆機的設計的所有基礎。
烘焙桶的價格幾何?
說實在的,與其說價格幾何,不如說有廠商願意做嗎?
很多人覺得烘焙桶只是一張不銹鋼或碳鋼輥圓焊接再加上幾組葉片而已,為什麼價格不斐。
其實都是工錢佔多數!
例如下面的直火鍋,如果直接用沖孔網輥圓銲接,切割線通常會切到孔,然後對接的位置不一定有相接的地方可以銲,孔跟孔沒有地方銲硬是銲上的結果造成板面拉扯位移,無法形成正圓,長期高溫運轉就會變形。

所以只能先切出一塊板送去給廠商沖孔,留下部分的位置作為銲接與加強的部分。然後葉片只能一組一組手工折出角…

電子點火的一些整理

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瓦斯一如以往的具有危險性,因此烘焙時為了避免燃燒不完全產生一氧化碳或是氣爆,因此如何在安全的狀況下可以調整火力是一個很重要的課題。
通常瓦斯點燃必須混合新鮮空氣,才能順利點燃,因此常見的火排等都有具備能引進新鮮空氣的進氣孔與混合空氣的空間,台灣較常見的火嘴,多是二次混合空氣燃燒的模式,就是有兩次混合空氣的過程,管狀火排也是採用二次混合空氣燃燒的模式,但是第一次混合空氣的路徑較長。
兩種模式所產生的火焰有所差異。
火嘴有各種形式,圖中是我常用的:

管狀火排:



這裡的描述則是個人的心得,是與否就自由心證了。
最早我所接觸到的電子點火器:

這是最簡單的脈衝電子點火器,正負電源輸入AC110V,黑色線接高壓感應針,只要通電經由內部的電子元件昇壓產生高電壓,高電壓在尖端形成放電,就會產生火花,瓦斯接觸到火花就會點燃。
簡易式的高壓感應針:

黑色線接任一根針即可,重點是另一根針必須接地或是接到機器上,才會產生火花。所以有些簡易式的點火針只會看到一根針,點火針會靠近火嘴等可以導電位置。
這種電子點火器的優點是體積小,易於裝設,不易損壞,便宜。
缺點呢?就是點火時必須同時開啟點火器產生火花並開啟火排的瓦斯開關,火排的出口瓦斯濃度與空氣混合到一定時才能順利點火,在較密閉的空間內點火容易,但是烘豆機必須開啟抽風的狀況下,常會發生火排的瓦斯被抽走,當達到可以點燃的瓦斯濃度時機器內充滿了瓦斯,通常會造成氣爆。危險性高!

接下來安全性較高的,具備感應針的壓電點火:


上圖中火盤旁有一個錐形尖銳物,那就是熱電偶,熱電偶由兩種不同的金屬銲接在一起,高溫時會產生電流,熱電偶受到高溫時產生電壓電動勢,感應到電壓後才開啟火排的瓦斯閥,照片中是林內的瓦斯爐,現在加用的瓦斯爐都具備相關的安全裝置,而搭配的雖然是壓電點火裝置,同時也有母火來確保點火成功。
觀察家中的瓦斯爐,藉由開關轉動拉扯彈簧,彈簧的彈力讓末端的擊鎚敲打壓電陶瓷,壓電陶瓷瞬間產生高電壓,就會在點火針尖端產生火花,火花再點燃母火,母火加熱熱電偶,熱電偶開啟火排電磁閥,讓瓦斯通過,瓦斯再由母火點燃。
現在多採用脈衝電子點火器,就是第一個介紹的。
採用壓電點火的管狀火排點火的影片:



而具備母火的點火器如下:

左邊的針是點火針,中間圓盤狀是母火、右邊的針是感應針。
火焰感應針其實是離子感應針,火焰呈現離子狀態,感應針會有電流通過,藉由感應針的電流來…

溫度曲線中的RoR

我也是最近才逐漸有這樣的觀念的。
RoR這個名詞主要是指每分鐘的溫度變化多寡,早期我們烘焙主要是計算每升一度需要幾秒,然後去反推這個階段中,每分鐘的升溫。
現在才知道有專有名詞。

主要是要討論一下,溫度曲線中常常被忽略的一個問題,就是RoR。
單就去思考每分鐘的升溫這件事,現在普遍採用的是豆溫。烘焙過程中主要是鍋爐式的烘豆機種,終究是接觸熱(鍋爐)與對流熱(熱風)兩種熱的交互作用,輻射熱在此仍就不討論。
以回溫點到150度C為A階段、150度C到一爆初為B階段,入豆後生豆與環境劇烈的熱交換,通常此時變化風門或是火力,相對的會影響生豆的吸熱。等到回溫點時,才約略有一個較為穩定升溫的初始點。

從回溫點到150度C這個A階段,很明顯的是生豆最需要熱的時候,而這個階段的吸熱也會影響咖啡進入一爆時反應的酸味甜味比例,這點是很多人搞不懂的地方。
私以為接觸熱對於烘焙過程中生豆的吸熱是較易進入豆心的,然而升溫過程仍有部分比例的對流熱,A階段風門較小的狀況下,接觸熱的比例高於對流熱是理所當然的,這個狀況下,如果開啟風門,火力也相對較大的狀況仍就可以取得同樣的RoR;A階段中,高接觸熱與高對流熱的差異在哪?
單純以同一台烘豆機來說,A階段獲得高接觸熱狀況會較早進入梅納反應,高對流熱進入梅納反應的時間點較晚。
很多人會認為要開啟風門去脫水,卻沒有思考先有水氣釋出才能夠藉由風門去排出水分,因此A階段都會開啟風門,相對常見的狀況就是進入一爆時豆體皺縮較嚴重,酸味較明顯。原因可能在於A階段最需要吸熱的過程中,開啟風門對流熱影響豆溫針,表現出升溫迅速,然而生豆是否有確實吸收到熱量,這點可就有的驗證了。
A階段的吸熱不完全,從中心線可以判斷一二,120度C中心線仍然沒有撐開的跡象,就要思考這個階段的風門火力是否跟想像中是否有實際上的誤差。
有人會提出回溫點已經130度C了,怎麼判別?
高溫入豆或是豆量太少都是造成回溫點較低的狀況,也有溫度針設置的位置不同導致一爆溫高達205度C,總而言之,回溫點較高的烘豆機,升溫的速度仍可以藉由火力風門去調整RoR的多寡。
然而高RoR是製造風味的一個重點!

所以維持初期的接觸熱足夠,並不要太早進入梅納反應,是調整酸甜比例的一個不錯的烘焙方式。



加速的生活......

去年因為某個朋友臨時不去日本,而廉航的機票無法退票就只好自己再去,從日本東京回來時搭訕了隔壁的正妹.......
然後這位正妹隔年成了我老婆!
現在進駐台南市安南區,一下子進入了一般人認知的家庭生活。
很詭異的近況...

現在又多了一個正妹進駐,就是我女兒啦~~~