食物風乾機DIY-下篇(2015年11月7日更新)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221,000cm3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
以風乾總時間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
版主於 
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