Diedrich的取樣勺銀皮被吸入的狀況討論

8月 01, 2015

前段時間去台中觀摩了朋友剛開的咖啡店，店裡擺了一臺Diedrich IR-2.5烘豆機，看他操作過後有一些心得。 Diedrich的烘豆機有一個很特別的現象， 就是取樣勺的銀皮會被取樣口吸入。 表示烘豆機內部呈現明顯的負壓狀態。 烘焙桶內的負壓狀態是烘焙者最夢寐以求的重點，然而這一點在烘焙機的設計上是很麻煩的狀況。

簡單來說，抽風口的口徑大於入風口的口徑，足夠的抽風力量，就可以形成負壓。 但是穩定的負壓？ 負壓如何在運轉中的烘焙桶內保持穩定？ 這是很頭痛的問題，因為牽涉到烘豆機的基本構造原理。 回頭來說銀皮被吸入的狀態，這一點跟風門設計在前方或後方應該有明顯的關聯性。 一般的烘豆機的抽風口都設計在正面，簡單的說就是銀皮會被吸走，但是非常不明顯，因為抽風口設置在前方，抽風時風的動線會經過取樣勺，但是吸力主要來自於鍋爐上方且空氣來源是在烘焙桶的後方或下方，很明顯的取樣勺在這樣的空氣動線中只是經過而已，不會有明顯的吸入空氣的現象。

而Diedrich IR-2.5的機器抽風設計在後方，抽入的空氣主要是經紅外線爐加熱的空氣經由下豆槽吸入，由於下豆槽的口徑極小，抽風力量很強的狀況下，形成桶內的負壓，而與下豆槽位於同一面的取樣口，同樣是抽風的狀況，吸力會非常明顯。 根據這一點可以觀察到的重點是，Diedrich的機器很注重熱風的實際效果，因為有足夠的風量與適當的壓力才能把咖啡豆的水分帶走，為了維持負壓，在風門動作時，一但風門超過50%，就會將抽力轉到冷卻盤中，應是為了維持負壓的數值，而非因為風門轉小，但是負壓卻增強(因為抽力不變的狀況下，口徑變小，同時經過的空氣速度就會增加。) 這樣的結果就是，升溫穩定。 熱量的應用也相對的節省。 而一般的烘豆機對於空氣的應用卻非如此，即使對於熱風的重視，卻無法很好的應用，導致熱的消耗(多是維持機體的本身溫度與鍋爐的溫度)相對的較多，而且對於溫度的升降溫也有很大的影響(連續烘焙的冷機時間拉長)，直火或半熱風或半直火的問題，應該可以在冷空氣進入烘焙桶前被火源加熱的流程中作一個改善，但是這又會有另一個問題，就是瓦斯火排的氧氣問題，畢竟瓦斯火排需要氧氣混合才能燃燒，限制空氣的流入雖然能得到較穩定的熱風，卻可能造成火源的燃燒不完整，易造成危險，台灣目前常用的火嘴(蓮花爐)採用的空氣混合孔是放在每個火嘴的底部，好處是每根火嘴可以得到充足的空氣，有問題的話直接換單根火嘴就好了，即使在開放的空間也能有很好的燃燒效果。

然而限制空氣流入的量會造成這種形式的火嘴容易燃燒不完全，因為燃燒的過程需要大量的空氣，而相對的負壓除了讓空氣的流速增加外也會造成瓦斯燃燒的過程不穩定，為了避免這樣的狀況，通常會採用較大面積的火嘴形式。有興趣的人可以去富士皇家的網站看看零件類的頁面，可以看到的火嘴是屬於面積較大的不鏽鋼火嘴，即表面噴出瓦斯的部份為不鏽鋼沖孔網，這一點也可以從韓國的烘豆機中發現類似的，只是韓國的烘豆機火嘴表面採用不鏽鋼編織網面，使火焰更均勻點。 目的都是為了使熱風保持穩定的熱度再進入烘焙桶內，所以PROBAT的烘焙桶背面的沖孔僅有一定的面積，而非全部都沖孔。除了使進入的空氣的流量有擾動的現象外，也是稍微限制進入的空氣量，避免太多的空氣同時進入烘焙桶內，造成溫度不均的狀況出現(因為同時進入的空氣量太多，同時也會吸入溫度較低的空氣)。

Diedrich的機器包括了熱交換系統，簡單的說就是在桶壁增加不鏽鋼片增加空氣與鋼片的接觸面積，由於鋼板的導熱同時加熱空氣，空氣的動線加長，加熱的溫度也會更均勻。 一般的直火與半直火機器與之相較，空氣進入內鍋的路線較短，加熱的效果也較不均勻。為了調整這樣的狀況，熱鍋是很必要的動作，如果熱鍋不足，就會產生進入爆裂的熱衝力不足，鍋子太熱也會使豆子的升溫過快，造成內外溫度不均，爆裂的膨脹係數很是不佳。火焰產生的熱量多在維持烘豆機整體的溫度，熱量的使用效率相對不佳。 以上的觀點純為個人想法。

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珈琲狂時代