火力調整的一個討論。

這裡要討論的火力調整並不是指烘焙時火力調整的節奏感,而是單純討論在機械設計上的火排燃燒效率與火力調整之間的關連。
前段時間有一個專門做義式比薩烤爐相關的專業人士來聊天,聊到烘豆機上的火排是以微壓錶調整瓦斯壓力還是調整火力大小?
這兩者要分開來看待,因為傳統台灣常見的日式或台式烘豆機,主要的火力調整指的是以針閥調整瓦斯流量,並以微壓錶來做為判斷火力大小的一個依據;然而以德國Probat為例的烘豆機上並沒有微壓錶的相關裝置,而單只有一個調整火力大小的旋鈕,這之間有什麼差別呢?
下圖是傳統針閥調整的火排示意圖:

紅色的箭頭標示為瓦斯的前進方向,而注意到微壓錶下方有一個藍色的箭頭,標示為從火排回來的瓦斯壓力。
這一點算是很容易誤解的部分,常見的烘豆機火排採用本生式的火嘴燃燒器,本生式燃燒的內容可以從下列的連結去了解一下:
瓦斯器具的基本知識

這裡有一個重點,針閥後方的瓦斯微壓錶的顯示,表示目前針閥與火排之間的管道內的 "壓力"   ,並不是表示火排燃燒的效率。
如果以微壓錶來看待火排的火力大小,在某種程度上並不算錯,因為針閥調大一點,瓦斯的流量增加,從微壓錶的指針動作的同時,火焰也明顯的增大,從直觀的角度來,卻實有調整火力大小的作用;而回歸到上一段話,瓦斯微壓錶顯示的是針閥與火排之間通道內的壓力而非火排的燃燒效率,以針閥調整瓦斯流量大小,很明顯的通道內的壓力會增加,從火排端來看,輸出的噴嘴數量與開孔已經是固定的,所以調大瓦斯流量,通道內的壓力增加,瓦斯噴嘴的瓦斯輸出量也會增加,可是如果瓦斯有完全燃燒,照道理多增加的瓦斯應該會燒完,而不會有多餘的瓦斯形成過大的壓力,那為何還會有上圖的藍色箭頭呢?
這是因為這種系統只考慮到可目視調整的微壓錶而非考慮到實際的瓦斯燃燒效率。瓦斯燃燒效率根燃燒器的設計有關,本生式的火嘴在製作上較容易,但是火嘴的大小與空氣的混合量已經是固定的,所以火力不夠的話,只要繼續增加火嘴的數量就好,以廠商的角度來說,製作簡單也容易更換,烘豆量越大,火嘴數量越多;該種燃燒器的選用是必然的。
不同型式的火嘴。
1.傳統火嘴:

2.管狀火排:

3.空氣加熱效率較佳的火排:



而德國 Probat 的烘豆機為什麼沒有使用微壓錶來做為火力大小的調整依據呢?因為是依照實際的燃燒效率與輸出量來選用特定的火排,較常發現烘豆機的大小與火排尺寸差距較大,這類型的瓦斯調整器可以設定最小火力與最大火力,以烘豆機的容量與熱通道的設計來選用特定燃燒方式與效率的燃燒器,以傳導熱為主的烘豆機選用的火排以管狀為主,以對流熱為主的烘豆機則是選用空氣加熱效率較佳的火排。
這裡討論的就是瓦斯的燃燒效率,更多的瓦斯要燃燒完全就需要更大量的空氣,而這一點以傳統的火嘴來說每種火嘴可以混合的空氣量已經是固定的,所以在追求更大的火力的同時,加大瓦斯噴燃量反倒會形成一定比例的紅火,原因就是瓦斯與空氣的混合不足。
而歐美的烘豆機則是選用特定的預混燃燒器,盡可能的在前端混合大量的空氣來讓瓦斯能完全燃燒,相較於傳統的火嘴,預混系統的燃燒器,可以得到較強的燃燒效率之外,由於瓦斯的完全燃燒,調整器與火排之間的管道內的回壓較小,相對的,即使裝設微壓錶,也很難做為一個調整火力可以參考的數據。
之所以採用調整旋鈕而非採用微壓錶做為火力大小的控制,就在於火排的燃燒效率不同,傳統的火嘴在對應較小型的烘豆機來說是比較容易製作的,火排的體積比較好控制,而預混系統的火排,則因為需要空間混合瓦斯,相對的體積較大。而較大型的烘豆機來說,傳統火嘴就有體積較大與瓦斯壓力調整的問題,預混系統的燃燒器則就有體積小、燃燒效率高的優點。
這個討論內容其實是兩種文化之間的不同,歐美系統比較要求實際的燃燒效率,而亞洲這邊則是比較依賴人的感官,在實務上與機械設計上就會有所差異,並非說哪個比較好或哪個比較不好,而是針對地區的不同產生出來的文化差異。






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