食物風乾機DIY-下篇(2015年11月7日更新)

2014100701:00
(接續食物風乾器DIY-上篇)

有鑑於太陽能版的食物風乾機效能初步不如預期
加上每次使用時還必須爬到屋頂,稍具危險性且稍有不便
後來老爸身體微恙,我也不希望看他這樣爬上爬下

為了能夠有穩定的風乾品質
所以我重擬計畫,暫時先改為製作電熱版的食物風乾機
既然是電熱版,就可供室內使用
就毋須在室外那般受氣候摧殘,材料成本自然就大幅降低

為了要能夠重複使用先前製作的木框烘烤網
這次我選用較厚的回收紙箱


且剛好有頗適當的尺寸W52cm*D52cm*H30cm
兩個就足以容納9層木框烘烤網
但也因此體積就稍大了些

內層先貼上隔熱棉,以免熱能散逸



先從底面開始貼起


先將紙箱四周各挖數個進風口


進風口貼上紗網,以免小蟲子爬進去


隔熱棉也要挖洞,有點費時


先製作4根固定架,藉以疊上烘烤網


最後隔熱棉還會進一步貼上鋁箔紙,以反射輻射熱
進一步確保熱能留在箱內,也避免高溫損傷到隔熱棉

熱源的部分,因為電熱管之類的元件較難掌握,而且售價較高
我則是採用4個100W白熾燈泡配合陶瓷燈座
配線完成後,將燈泡放在底部


傳統白熾燈泡的耗電量僅有10%轉為光能,其他90%都是轉成熱能,是最廉價的高效率電熱元件
但白熾燈泡現在幾乎都停產了,還問了幾家店才找到100W的款式


然後接上溫控開關(最大功率約1KW)
當溫度到達設定上限時就斷電,溫度降低至下限時才通電
算是一個安全保護措施


另一個紙箱則是做成屋頂狀



在頂端安裝了一個110V的12cm排風扇,用於排出含水份的熱空氣


這是飛安電器的產品,
所以聲音有點吵
我去官網查了一下規格,居然有3,000RPM


在裁切下層箱體的隔熱棉時,則多留一公分左右的高度
藉以輔助上層箱體安裝時的定位

雖然細節還沒全部完工
但作為Prototype(原型機),大致上已經可以使用,就拿些水果來試看看
先以BENRINER切片器將其切成3、4mm的薄片,平均攤在烘烤網上


然後上下層組裝起來,並開啟排風扇及燈泡,好像在孵小雞


整體設計架構,簡單圖示如下


根據Excalibur全營養食物風乾機
的英文版使用手冊
空氣溫度和食物溫度會有約14℃(25℉)的落差
例如:氣溫若測得44℃,食物會因為本身水分降溫,故內部只有30℃
隨著水份消失,食物內部溫度才會開始逐漸逼近空氣溫度
但酵素僅在濕潤狀態下才會容易遭到破壞
所以食物在脫水狀態下,酵素會變得更能夠承受高溫(最高可達65℃)
又根據網路資料,含水蔬果中的酵素大約在45~50℃就容易被摧毀
這樣算來,若希望初期以44℃來保護食物中的酵素,似乎以58℃的暖風吹拂效果最佳
所以為了安全起見,溫控開關的上限值設定為超過60℃就斷電降溫

若低於56℃就通電加溫,所以風乾溫度可控制在56~60℃
再利用定時開關,風乾一段時間後就斷電休息一下

形成一個波動的溫度,以模擬Excalibur食物風乾機所標榜的Hyperwave烘乾技術
換言之,利用溫差來加速抽乾食物內部的水分

(但我美國專利局檢索不到Hyperwave烘乾技術的相關商標及專利,感覺有點詭異)

以風乾箱內總體積約221,000cm
3而言,若僅開啟電燈泡,箱內溫度會不斷攀升
若連同排風扇一起開啟時,就會因為通風而降溫,但排風扇轉速太高則會造成溫度下降過多
所以再配合調光器(dimmer)來降速,把轉速降低至可使溫度保持在58℃

換句話說,就是以58℃的暖風來把蔬果吹乾

把手伸到排風扇上方,確實可以感受到熱風吹拂
跟太陽能風乾機的煙囪排氣溫度差太多了
而且整個製作成本真是超低的....

我總共試了三種風乾方式
1. 以38度連續風乾9小時
2. 以57度連續風乾9小時
3. 以58度連續風乾12小時,但期間每90分鐘就熄燈30分鐘降溫(用定時器來控制),所以總風乾時間及耗電量跟方式2幾乎相同

想當然爾,方法3的效果最好,經過12小時以後,還真的風乾了

這回一次製作兩顆蘋果及一顆鳳梨,總共用掉3層烘烤網
但口感無法乾、脆到跟餅乾一樣的地步,還保有些微水分



看起來還不錯,吃起來也不賴


雖然我未曾吃過Excalibur風乾機製作的果乾
所以不知道有無明顯差異,但我想我這燈泡式風乾機也不差了



前一天晚上6點開始風乾至隔天早上6點,12個小時就可以收成
拿來當早餐的飯後甜點,大家讚不絕口

在當季水果盛產,價格最便宜時
若大量買進又無法短時間內吃完,做成果醬或果乾都是不錯的保存方式
做成果乾後不但容易保存,且水份脫乾的濃縮甜度提高,毋須加糖、鹽等調味料
就是給孩子的天然零食,稍脆的口感還可以取代餅乾,孩子愛吃得很

有人會問:「水果風乾後會不會破壞營養素(例如維生素C)?」

這部份我不確定,但我想應該多少會有影響
但這不重要,因為我把水果作成果乾之後就視為「零食」
有人吃「零食」(例如糖果、餅乾)時還會問它有無營養嗎?不會嘛~
市售零食說有添加強化營養素?人工添加的營養素對我而言都是bullshit
而且果乾就算營養素大減,光是沒有添加物這一點就大勝了
另外,風乾溫度控制在58℃,對於營養素的破壞,我想還在可接受的範圍

燈泡式風乾機總消耗功率是100Wx4+18W=418W(實際上更低,因為風扇被我降速了)

Exacalibur 5-tray耗電量是440W,9-tray耗電量則是600W
Nesco FD-80耗電量為700W
相較於坊間較熱門的食物風乾機,DIY燈泡式風乾機耗電量已低上不少
以風乾時間9小時來說,耗電量3.7度,電費約$11元/次,一次製作量多些更划算

以烘烤面積來說
雖然我手邊沒有Excalibur 9-tray款式可以參考,但依據Excalibur官網標示

每個烤盤尺寸是15"*15"(約38cm*38cm),推算9層總面積大約是1.3m2
而這燈泡式風乾機使用的木框烘烤網扣掉外框後的面積是47cm*42cm
9層總面積可以達到約1.78m2(半坪多一點)
是Excalibur 9-tray款式的1.35倍左右

換言之,烘烤面積更大,耗電量更低
當然啦,由於是採用燈泡做電熱元件,加熱區的體積就龐大許多

一般製作水果乾應該1~3層烘烤網就綽綽有餘
但若製作薑粉時要大量風乾薑片,就可能9層全上,而且還要分兩次才能完成
只是我目前僅製作水果乾,尚未測試風乾薑片

整體來說,結構及原理都很簡單
但就是費工夫,實際上做起來花了不少時間
因為上班時、吃飯時、睡覺時、小孩子清醒時,都沒辦法抽身製作
我幾乎都是8、9點帶孩子睡覺時就一起躺平
然後清晨5點左右爬起來弄到6點再去做早餐
每次半小時~一小時,自己一個人前後弄了兩個多禮拜才完工

 
 

待改進之處

 

 
設計上是否有需要改進之處?當然有
熱源設計在底部其實就有點風險
萬一欲風乾的食材帶有太多水分而滴落
可能會有短路之虞
這部分應該考量一些防範措施,或者變更設計

 
 

事後檢討

 

 
1. 以南部的日照優勢而言,本以為太陽能風乾的效果會很好
但實際效果不彰,看來跟加熱區溫度不足有很大的關係,空氣流動量也明顯不足
但我看外國人設計也沒啥特別之處,但溫度似乎都不低,不知道關鍵為何?
還是說其實他們風乾的效果也沒有比我好到哪去?

2. 電能風乾真的穩定多了,完全不受天氣和時間的限制
但無法利用綠色能源,就教育性來說就打了折扣
還要多一筆電費支出,雖然金額不高,但還是讓人感到扼腕

3. 因為風乾溫度必須達到58℃上下,所以製作材料的選用上必須更謹慎
雖然內層貼上鋁箔紙也有反射熱的效果,但應該還是要選用耐溫更高的隔熱棉比較安心

4. 因為是原型機,所以未來或許還會加入其他設計

首要任務希望能夠先以金屬外殼來替代紙箱,以提升安全性
但目前的實驗設計就先到此為止,等我想到更好的材料或製作方式再說


2015年1月15日補充

後來我爸媽覺得我這個風乾機做得不錯
就把我的紙箱原型機拿去給友人
以不鏽鋼板重新製作一個



看起來是堅固多了


但後來才跟我說這個金屬外箱花了他們$5000
我個人認為非常不值得

因為我原先就是希望廢物利用,能以最低的成本達到我要的效果
我網站上分享的DIY幾乎都是基於此原則
還要花那麼多錢,就有違我的設計理念
若我一開始就知道金屬外箱成本那麼高,我一定會阻止他們
唉...豈能盡如己意

這個不鏽鋼外箱我還沒測試過
不過那個隔熱棉,我個人建議能不用就不要用吧
畢竟存在著未知的健康風險
希望不鏽鋼外箱的厚度就能達到基本的隔熱效果


2015年11月7日補充
不鏽鋼外箱的後續使用狀況
請參照改良版食物風乾機

 


  •   Frank 於 2019-11-13 09:26 15F
  • 你很棒耶
    真的很佩服你的實驗精神
    非常值得學習

    提到風乾食品
    最近拜讀一些文章
    有發現可以用烤箱低溫100-120度烘烤四十到五十分鐘即可達到風乾效果
    因為我最近自製香菇粉有拜讀到
    是不是改成烤箱就可以烘乾薑片呢
     
  • 版主於 2019-11-13 11:03 回覆
    如果溫度控制得宜,應該烤箱也能烤薑片,不過烤箱內部空氣不對外流動,能算是風乾嗎?
  •   z51box 於 2019-09-19 21:01 14F
  • 誤打誤撞看到這文章,佩服萬千
  • 版主於 2019-09-19 21:47 回覆
    不敢當,純粹喜歡動手摸東摸西而已
  •   赤爸 於 2016-05-02 16:08 13F
  • 我覺得你實在很厲害ㄟ....

    我也很欽佩你內心的價值觀.....

    人類的社會 , 要有  "愛".....我們每個人的天賦不同,但同樣來自愛的源頭
    懂得分享,懂得照顧最弱小的那個兄弟,懂得珍惜地球(地球跟我們是一體的)

    才有辦法讓我們  "幸福"的活下去...現代的社會是扭曲的...

    由於價格便宜,讓我們學不會珍惜...使用大量的低價品,卻忽略了 剝削環境的代價
    塑膠袋這麼便宜,到底是福還是禍?!

    小孩的環境...難不成要在紫爆的天空下度過...我們這一代要好好加油...

    要找到一種更珍惜環境  更純樸的生活,才有辦法力挽狂瀾...!!!
  •   Hao 於 2016-03-28 13:00 12F
  • 感謝 板大的回應以及分享,~
  •   HAO 於 2016-03-21 12:19 10F
  • 我昨天是還有想到用烘被機.....
  • 版主於 2016-03-21 12:29 回覆
    不管是吹風機或烘被機
    我想一次能夠烘乾的量也都不多吧?
    畢竟原來的用途設計就不太一樣

    我不清楚您整個設計架構如何
    無法給您明確的建議
  •   Hao 於 2016-03-21 12:15 9F
  • 感謝板主的回覆

    http://mall.pchome.com.tw/prod/QBAP04-A9006WENT?q=/S/QBAP04

    不好意思 沒有打廣告的意思

    這台依造廠商的說明防過熱自動斷電保護裝置  消耗功率:1400W。 
    有冷 溫 高  這三種溫度

    假設 中溫的溫度在600w
    現在的吹風機 大概都有 高速低速

    下層的燈泡拿掉以及將旁邊的冷氣孔封起來取而代之的是吹風機


    風力加強的話 風乾效果應該會更快吧,我本身沒概念,只不過這樣的想法,不知道是否行的通

     
  •   Hao 於 2016-03-20 20:56 8F
  • 請問一下 如果用吹風機直接放在下層取代燈泡 是否可作用呢
  • 版主於 2016-03-21 08:24 回覆
    我個人的看法,似乎不太安全
    吹風機長時間開機不會有危險嗎?
     
  •   林岳韡 於 2015-10-08 20:05 7F
  • 非常感謝大大的回覆!
    我決定用不鏽鋼去做外箱,原因如下:
    1. 瓦楞紙有安全性問題,怕會燒起來
    2. 堅固(可能需要每天使用)
    3. 不鏽鋼本身多少有點反光效果,我不想用鋁箔紙因為那個加熱可能會釋出不明物質(原諒我的龜毛...食物是要給病人吃的,所以必須確保安全性)
    關於保溫問題我會在外層貼上瓦楞紙或保麗龍板

    因為我是把風箱運到別處請別人代為製作風乾食物,怕用燈泡的話長期使用可能會有燒掉的問題,換燈泡會很麻煩,或是蔬果的水份往下滴造成短路,所以打算使用空氣加熱棒

    再請問您一些問題:
    1。排風扇降速後的RPM為多少?
    2。請問您的Sensor是設定幾度呢?
    3。熄燈降溫時,排風扇應該要繼續運作?
    4。請問您兩層(上下)網子之間的間隔是幾公分呢?
    5。兩層水果的乾度是一樣的嗎?

    最後也給您一個建議,因為進風口是靠近地板的地方,進風時可能會帶進大量灰塵等微粒,快10個小時下來應該還滿多灰塵的,建議可以加裝空氣清淨機的濾網過濾空氣。

    再次感謝善心的大大(躹躬)
  • 版主於 2015-10-09 15:07 回覆
    我不太懂您的需求
    看您似乎對品質很要求,又願意提高預算改用更好的設備
    那幹嘛不直接買現成的風乾機?

    1.我用調光器只能調慢轉速,無法得知確切的轉速
    2.文章內有寫
    3.會繼續運作
    4.似乎是4~5公分左右
    5.我覺得吃起來一樣

    加了濾網,空氣流動量肯定大幅減低,可能會影響風乾效果
    我覺得只要比放在戶外冒著吃進PM2.5的風險還要健康就可接受
    這世界本來就不可能十全十美
    太過要求反而會生病(心理影響生理)
     
  •   林岳韡 於 2015-10-04 11:13 6F
  • 您好,正好在非常需要的時候找到這篇文,實在是太感謝了!
    有以下問題想要請教:
    1. 你們家友人製作的不鏽鋼外箱的風乾效果如何呢?
    2. 溫度感測器如何固定在如上圖所示的位置?
    3. 我打算製作15層以上的風乾箱,請問這麼大的空間是否有需要增加底部燈泡的數量?有需要加入內部對流系統嗎(怕熱風分佈不均)?
    4. 因為我是要製作有機食材,也因安全性考量,所以不會用紙箱去做,有考慮用木頭或不鏽鋼,請問哪一種材質的隔熱效果較好呢?
    5. 假設我要製作15層的風乾箱3個,方案1:分開3台每台15層,方案2:一整台,15層X3欄,您認為哪一個比較可行?

    實在很需要您的經驗,還望不吝賜教,謝謝您!
  • 版主於 2015-10-05 09:02 回覆
    1. 不鏽鋼外箱因為還有一些細節待修改,尚未正式啟用,不過我目前初步測試,效果跟原先的紙箱差不多,但是要注意隔熱。
    2. 我目前是把sensor直接擺在烘烤網上
    3. 我沒有試過層數那麼多的情況,但也是怕溫濕度不均,所以我才會加上抽風扇,把濕氣排出。燈泡數量增加與否,應該看內部是否達到您設定的溫度,如果達到了,那倒不必另外加熱,做好保溫也是另類加熱的思維。
    4. 木頭我沒試過,所以不確定隔熱效果。但不鏽鋼外箱的話,若沒有隔熱措施,燈泡點亮沒多久,整個外箱就會因為金屬導熱而發燙,熱量就散逸而浪費掉。所以隔熱措施不可免,我目前是用瓦楞紙板+鋁箔紙,貼覆在箱體內側,因為鋁箔紙能反射輻射熱,瓦楞紙版又帶有空氣間隙,類似真空保溫效果,如此一來,即使燈泡點亮一段時間,箱體外側摸起來還是涼涼的,不再導熱。不過說真的,我覺得紙箱其實也沒啥食安問題,不要用隔熱棉,改用我上述的隔熱方案即可,紙箱的缺點大概就是怕引起火警。
    5. 我不太懂您的方案2是什麼型態?但我個人認為一次一整台的話,體積應該相當龐大而不易移動,會變成固定式設備,端看您的場地及方便為主。

    我的不鏽鋼外箱最近還是有緩慢進行中,但尚未寫成文章分享,不然會有更多細節可以供您參考。
  •   Shu Hui 於 2015-01-15 12:38 5F
  • 感恩!
  •   Shu Hui 於 2015-01-15 00:24 4F
  • 太厲害了! 非常感謝詳盡的圖文解說嘉惠大家, 可以借分享嗎? 謝謝!
  • 版主於 2015-01-15 08:41 回覆
    歡迎分享,註明出處即可
  •   hahahehe 於 2014-12-02 09:09 3F
  • 真的好厲害!!  之前有想過買食物風乾機,但塑膠製品讓我打消念頭。看到做出來的不鏽網盤,真的好高級,用心的爸爸!
  •   Mimi 於 2014-10-09 03:26 2F
  • 非常有研究精神~讓人佩服的爸爸~
    感謝你的分享
  •   外星人 於 2014-10-08 07:29 1F
  • 太厲害囉!!真棒!!請問這樣加起來要多少材料費!!
  • 版主於 2014-10-08 08:44 回覆
    沒特別去算
    因為隔熱棉是從友人那邊拿的,免費
    紙箱回收來的,免費
    烘烤網是延用之前太陽能的,沒另外花費,可買烤肉網取代

    有花到錢的就是溫控開關、調光器、散熱風扇、燈泡、陶瓷燈座、鋁箔紙、紗網、雙面膠帶及白膠,您可以自己估算看看

    絕對比買一台NESCO還便宜