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烘焙桶尺寸的討論

開始考慮外銷的問題,就討論到了烘焙桶的尺寸,因為同樣的烘焙桶尺寸因為火力與抽風的平衡不同,同一個烘焙桶所能烘焙的容量就有很大的差異。 這一點在1公斤以下的小型烘豆機差異並不明顯,因為差異再大也不過100~200公克,但在數公斤以上的烘豆機來說,差異就是公斤數了。 我自己是從小型烘豆機開始設計製作的,相較於國外的品牌烘豆機都是從數公斤甚至數十公斤等級開始製造,我所採用的設計資料是從自己早期不斷嘗試中累積起來的基礎數據,這些數據在小機器上差異並不大,但是在較大一點的機器上差異很大。以烘焙桶的尺寸來說,我設計的基礎是DIY002的烘焙桶,直徑150mm、深度165mm,這個烘焙桶以1/3的容量來說500g的生豆剛好,但是從1/2的角度來說,生豆容量可以達到800g~850g,這一點則與生豆的品種大小有所差異;從這個基礎數據來延伸之後的烘豆機,在1.5kg以內都還算OK,但是容量2.5kg以上的烘豆機的問題就出現了,要用500g為基礎數據還是800g? 烘焙桶的尺寸增加之後最明顯的是生豆翻滾的空間增加,小烘豆機的烘焙桶這一點沒什麼感覺,但是烘焙桶加大後,攪拌葉片對於生豆的翻攪效果變得更直接,豆子可以移動的距離也明顯變長,從這一點來看,G牌的6kg烘焙桶尺寸真的是不大,而我自己重新審視 DIY015 才發現了這個狀況。 DIY015  的烘焙桶尺寸是直徑300mm、深度300mm,相較於DIY002的烘焙桶來說,容積約7.27倍,可以得到下列兩組數據: 500g*7.27=3635g 800g*7.27=5816g 當時開始設計時是以500g為基礎數據去探討的,以DIY015出售時則是用3.5~4kg為數據販售。考慮到咖啡豆烘焙後的體積膨脹60%左右,500g在烘焙量來說是被低估了,但是DIY002的烘焙桶較小,翻攪的空間較小,具實際使用者的回饋來說,650g~800g都是可以順利烘焙的容量;回到 DIY015  的容量,因為生豆可以翻攪的空間變大了,在小烘焙桶上可能造成翻攪不順卡豆的現象較少出現,則烘焙量可以再更大一點;換個角度來說,考慮熱風在烘焙桶內的作用,烘焙桶過大反倒會讓熱風在烘焙桶內的移動更為迅速 (空氣會往阻礙較小的空間移動),這時候葉片的設計變得更為重要,大概可以理解為什麼同樣是6kg,G牌的烘焙桶較小。 重新思考再驗證,畢竟火排的熱量也非常足夠,測試的結果是5

所謂側火建構的加熱系統。

圖片
側火的系統,基本上就是對流熱(熱風)比例較高的加熱系統。 1. 烘焙桶距離火焰較遠:     由於採用燃燒效率高的火排,加熱空氣的效率極高,火焰則是避免直接碰觸到烘焙桶,藉由對流熱的比例提高許多,優點是在火力控制上比較直覺;豆子的膨脹較明顯,上色較淺。 2. 掉落銀皮的燃燒狀況減少:     火焰的進入方向與烘焙桶的攪拌方向一致,半熱風烘焙桶前端多少會掉落銀皮被火焰燃燒的狀況減少;而直火烘焙桶直接掉落的銀皮,也因為咖啡豆在烘焙桶的位置集中於火焰的較遠端,銀皮燃燒的現象會減少,但是烘焙量較多時,也必須抽出銀皮收集盤清理銀皮。 3. 變頻風門的應用範圍較寬:     這套側火系統採用直流變頻馬達的風機,可以提供穩定的轉速來對應抽風的壓力,抽風系統為: 設定抽風數值→偵測風管內的抽風壓力→傳送壓力數值→PID運算→調整馬達轉速→達到抽風數值 重複以上的調整,而抽風壓力會盡可能維持在一個範圍內上下浮動,這是因為烘焙桶攪拌生豆時造成的不穩定風流影響,搭配機械式壓差錶,來輔助烘豆者對數值的判斷。 下圖是側火烘豆機的剖面圖,可以看到冷空氣被火排加熱後進入烘焙室的路徑: 下圖是半熱風系統的剖面圖,空氣動線從烘焙桶後方進入,在由上方經風管移動: 下圖是直火烘焙桶,空氣從烘焙桶表面的孔洞進入,往上方的風管移動: 對流熱高的烘焙系統,仰賴保溫性強的烘焙室,烘焙桶的厚度也需要對應,過厚或過薄都會影響烘豆者的操控性,側火是我目前設計的烘豆機中較注重操控性的烘焙系統,從烘豆者能操作的範圍為前提製作。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- The Heating System of the so-called Side Heating(Fire) Construction December 04, 2020 The side heating system, is basically with a high proportion ratio of convective heat (hot air). 1. The roasting drum which been set further awa