食物風乾器DIY-上篇

 
為什麼想製作食物風乾機呢？
這是因為開始接觸到原始點療法，所以我們家開始自製薑粉
買薑、切薑、磨薑都很容易，但曬薑就很麻煩了
因為市區不像鄉下有空曠的場地
樓頂曬薑空間非常有限，抱著一堆薑片爬上爬下也很危險
白天怕南部空氣品質不佳(懸浮物較多)，晚上怕露水還要收進室內
且以金屬烤盤作承載容器，乾燥效果也不甚理想
一月中旬在日均溫18℃~22℃的情況下，薑片要曬到兩天半才能達到一折就斷的基本程度

所以我開始思索如何更有效率地曬薑片
這段時間我曾經考慮過台灣較容易購得的兩個廠牌：NESCO及Excalibur食物風乾機
NESCO較平價，但Excalibur就貴上不少
但問題在於這兩款的烘烤網都是塑膠製的
其實在國外，也有消費者在關注這個議題，請見此文
雖說這種風乾機都是低溫烘乾，但實際上塑膠材質穩定與否總是各說各話
可能也是因為這種不確定因素，Excalibur也有另外推出貴桑桑的不銹鋼烤網
但即使換了不銹鋼烤網，箱體本身還是塑膠的話，也只是做半套

另外，因為我們曬薑的量很大，上次處理將近24斤(14.4公斤)的薑片
NESCO各款式皆無法負荷，Excalibur用9-tray的款式也勢必要分批處理
所以我也只能另覓它法

就在這時候，我在Youtube看到一部影片，介紹太陽能食物乾燥器(Solar Food Dehydrator)

「太陽能？這理念真是我的菜啊！」

立即吸引我的目光，影片大概看過後，再稍微搜尋一下相關資料
天啊！在國外，不但文獻眾多，製作教學一大堆，各種款式成品也目不暇給
但google台灣的部份....「怪了？怎麼幾乎沒有相關資料？」

讓我非常訝異！在具有日照優勢的台灣，居然沒什麼人動這腦筋？
唯一的資料大概只有台南縣某鄉長-王石龍先生也開發過類似的裝置
但我在智財局網頁檢索王先生申請的新型專利資料(證書號M422664)
瀏覽了一下內容，發現製作上有點複雜
且可能是商用的緣故，無太陽能時必須持續烘乾，所以還是會用到電
這樣就家用DIY範圍來說，似乎不是很適合

所以我只能參考國外資料來畫設計圖
詳細的文獻可以參考此文(Solar Drying by Werner Weiss & Josef Buchinger)，根本是論文等級....

 
 
傳統烘曬食物就是直接平鋪在太陽下，這種方式稱為Sun Drying
透過太陽能的間接乾燥方式，就是Solar Drying

看起來有點像太陽能熱水器
如圖中所示，先設計「加熱區」，底面用黑色金屬板便於吸熱
上面再蓋一層透明玻璃(或壓克力板)防止熱能散逸
透過日照使進入加熱區的空氣升溫，然後利用熱空氣密度較小而上升的原理，將其導入至乾燥箱
用熱風去吹食物，然後在上方開個孔，讓熱風帶著水氣向上散逸
藉以達到乾燥的效果



乾燥箱上方孔洞最好可以做個煙囪
不但要塗黑，而且愈長效果愈好(要看實際空間是否許可)
這樣可以使煙囪內的空氣加熱，加速上升散逸
配合加熱區吸入空氣，形成一抽一吸，更能加速風乾效果
(國外也有加裝一個太陽能風扇套件來加強氣流，也算是不插電)

道理其實很簡單，就是利用煙囪效應(stack effect)
同樣的原理也用在火箭爐(rocket stove)和一些廟宇的金爐(神明點鈔機)

至於如何決定加熱區的擺放角度α
就看居住地的日照角度了，請參考中央氣象局的四季仰角
以台南為例，一年四季中天時的仰角β是從43.5到89.5度範圍中變化
加熱區為了要與太陽光線垂直，所以α角範圍就取其餘角，也就是46.5到0.5度(中間值就是23度)
如果要設計成活動式，可隨一年四季調整角度也不錯，但比較複雜



若是固定單一角度，有的說法是直接採用緯度即可，例如台南是北緯23度
(所在地的緯度可利用Google MAP查詢)
那α角可直接採用23度，便可兼顧一年四季
但同樣面積大小的加熱區，α角愈小，會佔用的平面面積就更大
且α角愈小，也就是加熱區愈貼近水平，怕會影響到熱空氣上升的效果
(文獻中指出，為了維持熱虹吸現象，α角不可小於15度)
所以我折衷就是α角取30度(面向南方)

其實若家裡有裝太陽能熱水器，直接參考也可以
因為太陽能熱水器的安裝方位及角度都是一樣的道理

從Youtube中發現很多國外款式設計的α角相當大(45度以上)
也是因為國外的緯度比台灣高上許多之故
直接日曬的效果不佳，所以更需要採用這種風乾方式

我採用的算是比較普遍的款式
除此之外，還有簡易的箱型設計或煙囪效應更強的三段式設計(上升、下沉、再上升)
都是可以參考的方式

綜觀整個設計應用到了熱對流現象、天文學、三角函數
讓人感慨的是，這些基礎學科我們以前都學過
但在台灣只會在學校分散應付各科目考試
在國外卻是融合應用在生活中，怪不得可以拍出馬蓋先這樣的影集

 
 
需要木工製作，這我沒辦法啦
其實我一直想學木工，但因為目前還要幫忙帶小孩
不但沒工具，也實在抽不出身，要不然我很想自己來

只好自己先畫好設計圖，大概解釋設計原理
委託老爸做裝潢的朋友幫忙製作
基本的製作原則：因為是用在食物方面，所以要慎選材料
所以塑膠全部出局，乾燥箱本身需是木製，烘烤盤也採用白鐵網
本來我的設計是10層烤盤，長輩看了看尺寸就建議改成9層

另外，這位長輩說因為擺在室外曬太陽，所以要用好一點的木材
所以拿柚木來製作....(成本立即飆升)
主體大致完工後，開著松田五號去載回來

至於主體的保護漆，我是自己買山仁實業的天然蠟漆(透明色)來處理
本來想買黑色的，想說可以加強乾燥箱本身的吸熱效率
但黑色漆若用剩了，以後要用在其它木製品也不如透明色泛用
所以還是買了透明色的蠟漆


加熱區的部份，原先是打算裁剪一塊白鐵板來吸熱
但因為白鐵板又是一筆開銷，所以原本參考這影片


想從資源回收場找來一堆鋁易開罐，不用花錢啦～
而且這種封閉管線加熱的方式似乎效率還不錯
但後來發現要處理那麼多鋁罐也很費工費時
(以我的加熱區尺寸來算，大概要排63個鋁罐)
為了省事，就跑去水電材料行買了鋁排風管


先盡量拉長，量出需要的長度再裁剪一下
擠一擠，放進去剛剛好，太完美了


(歪國人大概都不炒菜，沒見過排油煙機，所以沒想到要用這個)

另外，管線要如何漆成黑色的？
我有想過石墨粉或煤灰掺些膠水塗上去，但頗麻煩
想了半天，相信大家都有學書法半途而廢的經驗
最便宜省事的就是用剩的墨汁


(歪國人也沒寫過書法，所以沒想到要用這個)
但實際塗上去才發現我太天真了：墨汁根本無法附著在金屬表面上
左思右想，突然想到以往在做點心的經驗上，常常被糯米粉加水後的黏性搞得惱羞成怒
剛好家裡有過期的糯米粉，把墨汁、糯米粉加少許水，和成「墨泥」就勉強可以塗上去了～
雖然覆蓋性未達100%，效果沒有油漆那麼好，但也還可以接受
至少期望曬太陽時不會揮發出奇怪的化學物質

但後來完全跟我想的不一樣！
因為等到糯米粉中的水分乾掉以後，就全部剝落下來
搞了半天還是白忙一場

所以還是去買了無毒環保漆來上色，但發現這環保漆不夠黑
只好混著墨汁一起漆下去，顏色才夠黑，漆完後再蓋上玻璃


白鐵網的部分，原先長輩去問的五金店說一片要$300，九層就要$2,700了！
結果我請他去高雄的功明金屬網問問看，價格居然只要一半，好佳在
這次採用線徑0.5mm、間隙3mm規格的烤網


上下通風面積很大，效果應該遠勝過原先只能單面曬日的金屬烤盤
另外，依我之前用烤箱烘果乾的經驗，烤箱附贈的烤網線徑太粗(約1.5mm)
在水果糖份較高的情況下，容易黏在烤網上
希望線徑0.5mm的白鐵網可以改善這問題


還要再加個煙囪，一樣要漆黑

整個製作完畢，連工帶料總花費差不多可以買一台Excalibur 9-tray風乾機了
我本來想說隨便做一下就好，沒想到最後弄得那麼複雜
但沒辦法，我自己沒工具也不會製作，有點「吃米不知米價」的感覺
而且實際用料及製作品質的確很好，我跟老爸看了都很滿意
湊近聞一聞還有木頭的香氣，這以後大概可以當古董傳家寶了

太囧了，蘋果片還是軟的

這風乾效果實在不怎麼樣
好像比直接曬太陽還差

而且用手去感受一下煙囪排出來的溫度...
怎麼都涼涼的，完全沒有加熱的感覺
看來這加熱區的設計很不OK

不行，看來要改良一下
所以還是乖乖去撿了一堆伯朗咖啡罐，把它們稍微裁剪一下
實在有夠費功夫，而且因為我白天要上班，幾乎都是我老爸一人完成
真是太佩服他了


一群留著大鬍子的胖叔叔豎著大拇指比讚，實在很壯觀


而且在加熱區底部還先鋪上一層隔熱棉

頭尾固定一下


還要用SILICON把罐口封住，以免熱空氣散逸


再噴上紅丹漆


最後還是由我來漆上黑色環保漆+墨汁


再蓋上玻璃，完工～

好了，那就可以做第二次實機測試了

沒想到...只有稍為改善一點點

但效果跟直接在太陽下面曬好像差不多
根本不可能一天就完成烘乾的工作
唯一的好處大概就是不怕下雨
而且晚上不用收進來，可以丟著不用管它

後來有拿一些薑片去測試
確實也風乾到一折就斷的程度
不過那是放到忘記收進來，已經過了快三個月的結果...

但說到底，幾乎是白忙一場了嘛
在我人生的DIY之路上，這真是一場嚴重的打擊

一時之間，我也不知道要如何改良這太陽能風乾機
後來也因為其他事務繁忙
讓我不得不暫時中止這個太陽能食物風乾機的計劃


但我可不是那麼容易放棄的
(食物風乾機DIY-下篇)