מתקן ג’רקי ביתי

jerky

ג’רקי הוא בשר מיובש בצורה שמוציאים ממנו את הנוזלים ללא בישול. בצורה זאת הערכים של הבשר נשמרים והבשר הופך להיות משומר לטווח ארוך. הג’רקי טעים מאד כשלעצמו ואפשר להפוך אותו לפמיקן. החסרון המרכזי בג’רקי הוא צורת ההכנה שלו שדורשת זמן וכלים מתאימים. על מנת לייבש את הבשר יש לשמור על הסביבה חמה ולחות נמוכה אחרת הבשר יתקלקל במקום להתייבש.

השיטה הביתית הפשוטה ביותר היא לשים את חתיכות בשר בתוך תנור על חום נמוך ל24 שעות בערך עד שהבשר מספיק יבש. שיטה זו בזבזנית בחשמל, מקום ותופסת את התנור למשך הרבה זמן. בפוסט על פמיקן אני מפרט על שיטה נוספת לייבוש הבשר בעזרת בשר טחון וטוסטר אובן קטן אך גם לשיטה זו יש בעיות כפי שתיארתי בפוסט.

על מנת למצוא שיטה טובה יותר לייבוש בשר בניתי מתקן ייבוש ביתי מחומרים זולים ופשוטים. על הרעיון, התהליך והתוצאות של המתקן אני מפרט בפוסט זה.

הרעיון

מתקני ייבוש ביתים ופשוטים קיימים כפי שמפורט כאן. הרעיון הוא לחמם את האוויר בכלי סגור בעזרת מנורה ולאפשר אוורור מספיק כך שהלחות תצא עד לייבוש. אני לקחתי את אותו רעיון של מתקן זה והוספתי לו מאווררים שאמורים לשפר את זמן הייבוש.  כיצד המאוורים אמורים לשפר את זמן הייבוש? בעזרת כך שהכוח הדוחף לייבוש הוא הפרשי הלחויות באוויר.

diffusion

השטף של החומר מסויים (מסומן בJ) העובר מטווח אחד לשני פורפוציונלי להפרשי הריכוזים בכניסה וביציאה. כלל זה נקרא חוק פיק והוא משוואה אמפירית שמתארת מעבר מסה במערכות. ככול שהפרשי הריכוזים בין הלחות שבשכבת האוויר הצמודה לבשר לבין האוויר בכלי תיהיה גדולה יותר כך השטף יהיה גדול יותר ובהתאם קצב הייבוש יהיה מהיר יותר. מדוע אני אומר השכבה שצמודה לבשר ולא ריכוז המים בבשר עצמו? מכיוון שמבחינה פיזיקלית אנו מתייחסים להפרשי הריכוזים באוויר ולא בנוזל כאשר לכל נוזל יש לחץ אדים שבאוויר הצמוד עליו הוא ברוויה. אם האוויר סביב הבשר יעמוד, ללא זרימה, אז האוויר יגיע לרוויה ובכך הפרשי הריכוזים בין השכבה הצמודה לאוויר מסביב יהיה 0 ולא ייצאו יותר מים. לכן ככול שנפנה יותר מהר את האוויר הלח נייבש יותר מהר את הבשר.
אם תשימו קערה עם מים בכלי סגור ושמתם מספיק מים אז לא כל הנוזל יתאדה, בסופו של דבר האוויר יגיע לרוויה באחוזי לחות שלו ולכן הוא לא “יקבל” יותר מים אליו. בקערה יישאר מים וגם באוויר עד שהם יגיעו לשיווי משקל. מצב זה הוא אינו טוב כאשר אנו רוצים לייבש דברים.
קונספט זה מוכר לנו כאשר אנו יודעים שכביסה רטובה מתייבשת מהר יותר כשיש רוח מאשר אנו שמשאירים אותה עומדת בבית.

לאוויר ומים יש טבלאות פסיכומטריות שמראות את אחוז הלחות בה האוויר מגיע לרוויה, 100% לחות. ככל שהאוויר חם יותר הוא מסוגל להחזיק יותר לחות כך שמצד אחד ניתן להוציא יותר מים מהבשר עבור כל ק”ג אוויר אבל הכוח הדוחף למעבר מים מבשר ברגע של רוויה קטן יותר. בעזרת טבלאות אלו ניתן להעריך את סדרי הגודל של הזמן שייקח לייבוש עבור הטמפרטורות בה נרצה לעבוד. למרות שלא השתמשתי בחישובים כאלה כרגע זה בהחלט אפשרות נוחה להערכת זמן הייבוש.

psychometric_table

עבור ייבוש בשר יש מגבלה של הטמפרטורה המקסימלית אליה נרצה להגיע מכיוון שכמו שהזכרתי אנו רוצים לייבש את הבשר ולא לבשל אותו. הטמפרטורה המתאימה לכך היא עד 45 מעלות פחות או יותר כאשר מומלץ לעבוד באזור ה35-40 תלוי בזמן הייבוש ובסוג הבשר. מבחינה זו יש לנו מגבלה של טמפרטורה ולכן לא נוכל לשפר את קצב הייבוש על ידי טמפרטורה אלה נצטרך להוריד את הלחות בדרך אחרת, בעזרת אוורור.

המתקן

המתקן עצמו הוא קופסת קרטון מצופה בנייר אלומניום מבפנים (כדי למנוע איבוד חום לסביבה) עם מנורה ו2 מאוורים בכניסה וביציאה. הקושי העיקרי בבניית מתקן כזה הוא המאווררים. אני השתמשתי במאוורים שיש למחשבים שעולים גרושים:

s-l500

ההתקנה של המאוורים היא קצת יותר מורכבת מכיוון שצריך לחבר אותם לחשמל. החיבור הבסיסי שאיתו מגיעים המאוורים הוא ללוח אם של מחשבים ולכן צריך להמיר את החיבור כך שהוא יוכל להתחבר למתח שבקיר. בשביל זה צריך שנאי שהמתח שלו יהיה לפחות voltage של המאוורים, במאוורים שאני השתמשתי בהם מדובר על 12V. לקחתי מטען ממכשיר חשמלי ישן שהיה לי בבית עם 12V וחיברתי אותו למאווררים כפי שמוצג בסרטון הבא, זה לא מורכב, קצת עבודה. לחתוך ולחבר כבלים חשמליים.

https://www.youtube.com/watch?v=WkJ0AD59EYw

כאשר מתקינים את המאווררים חשוב לשים לב לכיוון יניקה ולא להתקין אותם בטעות הפוך. האוויר צריך להשאב מחוץ למתקן פנימה ומתוך המכשיר החוצא.

עבור התקנת המנורה יש 2 אפשרויות. ניתן לקחת בית מנורה כמו שיש בבתים ולחבר עם כבל חשמל לקיר, זה דורש קצת יותר עבודה ולדעת מה עושים. האפשרות השנייה היא לקנות בית מנורה שכבר מחובר אליו תקע, יש בחנויות כלי בית וחשמל.

לקחתי קופסת קרטון ועשיתי לה חור בתחתית עבור המאוורר, חור בצד כדי להכניס את הכבל למנורה וחור בכנפיים למעלה עבור המאוור למעלה.

jerky_device_

לאחר מכן עשיתי חורים לשיפודים עליהם אני אשים את הבשר וציפיתי בנייר אלומניום.

jerky_device

jerky_device

כך זה נראה לבסוף:

jerky_device

וידאו:

https://www.youtube.com/watch?v=mPcBvurpgWs

הניסוי

על מנת לראות את היעילות של המכשיר ומה ההשפעה של המאווררים ומנורות בהספקים שונים קניתי מדי לחות וטמפרטורה. אחד לכניסה ואחד ליציאה. אלו מדים נוחים שמשתמשים בהם בעיקר בהובלות כדי לעקוב אחרי מטענים שרגישים ללחות וטמפרטורה (מכולות ומשלוחים ארוכים). המכשיר מודד את הנתונים על פי האינטרוול שתבחרו (שנייה, דקה או שעה) ומקליט את הנתונים. לאחר מכן מחברים למחשב ומוציאים את הנתונים. אני קניתי את המד הזה.

s-l1600

אחד המכשירים היה צמוד למאוורר העליון והשני מתחת למאוורר התחתון ברווח שבין הרצפה למכשיר.

jerky_device

בחנתי עד עכשיו את הייבוש עם מנורת 60W ומאווררים עובדים, מנורת 75W ומאוורים עובדים ומנורת 75W בלי המאווררים. לכל ניסוי הערכתי את זמן הייבוש והניצולת שלו.

כאשר מעמידים את הקופסא חשוב לשים לב שיש מרווח בין המתקן לרצפה כך שהמאוורר יוכל לשאוב אוויר. יש להשאיר לפחות כמה ס”מ ולא להניח ישירות על הרצפה.

התוצאות

עבור הגרפים של כל התוצאות יצאו אוסילציות לא צפויות. בתיאוריה גרף של ייבוש אמור להראות מן הצורה הבאה:

p044

אחוזי הלחות צריכים לדעוך בצורה אקספוננציאלית עד לערך קבוע של לחות. בניסויים שעשיתי אומנם יש דעיכה אקספוננציאלית לערך קבוע אך ערכי הביניים מראים אוסילציות מוזרות. לפי דעתי האוסילציות קשורות מצד אחד למכשירי מדידה הלא כל כך איכותיים שהשתמשתי בהם וגם לכך שהמתקן היה בתוך הבית עם מיזוג. מזגנים שואבים לחות מהאוויר בצורה מחזורית, לפי מה שהחיישן שלהם מרגיש. כאשר הלחות והטמפטורה עולים יותר מידי הם מתחילים לעבוד ומכבים את עצמם בהתאם. לפי דעתי המחזוריות הזאת קשורה למחזוריות הפעולה של המזגן בחדר, אבל זאת רק השערה שלי.

ככה זה נראה שהמתקן עם הבשר:

jerky_device

בסוף:

jerky_device

מנורת 60W עם מאווררים

הכנסתי 875 גרם בשר ויצא לי 310 גרם ג’רקי זה יוצא 35% נצילות. בניסוי הזה המד העליון לא עבד אז יש לי נתונים רק של התחתון אבל בניגוד לשאר הניסויים המד היה בתוך הקופסא צמוד למאוור התחתון ככה שהוא כן מדד את הנתונים שבפנים. הבשר שיצא כאן לא היה מספיק יבש, זה בגלל הטמפרטורות היחסית נמוכות שבהן הוא עבד.

הזמן להגעה למצב של שיווי משקל, זאת אומרת שאין שינוי בערכי הטמפרטורה והלחות הממוצעים הוא בערך 20 שעות. כאשר ניתן לראות את הירידה באחוזי הלחות בכלי ועלייה בטמפרטורה בתחילת התהליך. לקראת הסוף הטמפרטורה הממוצעת הייתה 38 מעלות שזה כנראה קר מידי בשביל ייבוש טוב.

60w_graph

מנורת 75W עם מאווררים

הכנסתי 810 גרם בשר ויצא 236 גרם ג’רקי זה יוצא 29% נצילות. כבר אפשר לראות שיצא כאן יותר מים מאשר המנורת 60W לפי המשקל הנמוך יותר של הבשר בסוף. הבשר יצא יבש בצורה מספקת.

זמן ההגעה לשיווי משקל הוא 25 שעות בערך. יותר מאשר המנורה של 60W כנראה בגלל שהיה כאן יותר ייבוש. בניסוי הזה 2 המדים עבדו, העליון והתחתון. אפשר לראות בצורה יפה את ההפרשי טמפרטורה והלחות בין הכניסה ליציאה. בניסוי הזה המד לחות התחתון היה מחוץ לקופסא ולמעשה מדד את הלחות והטמפרטורה שבחדר לכן אפשר לראות שערכים אלו יחסית יציבים. לעומת זאת המד שביציאה מהקופסא (העליון) מראה בצורה יפה את העלייה בטמפרטורה והירידה באחוזי הלחות עם הזמן. המנורה בניסוי הזה עם הספק יותר גובה ובהתאם הטמפרטורה הממוצעת עומדת על 42 מעלות ולכן גם הבשר יותר יבש.

75w_graphבגרף הזה ניתן לראות את ההפרשים בין המדים ולמעשה את ההפרשים בערך אבסולוטי בין הכניסה ליציאה. כאשר ההפרש בין הערכים נשאר קבוע אנו יודעים שהייבוש הסתיים.

75w_diff_graph

מנורת 75W בלי מאווררים

הכנסתי 587 גרם בשר ויצא 187 גרם ג’רקי זה יוצא 31% נצילות. אחוז הנצילות דומה ל75W עם מאווררים אבל קצת יותר גבוה, זאת אומרת שהיה כאן פחות ייבוש. הבשר יצא יבש מספיק אך הוא עבר מעט בישול.

זמן ההגעה לשיווי משקל הוא בערך 20 שעות, מהיר יותר מאשר עם מאווררים זאת בשל הטמפרטורה הממוצעת הגבוהה יותר. בניסוי זה הטמפרטורה הממוצעת הייתה גבוהה מידי והגיעה ל65 מעלות, זה כבר תחום שהבשר מאבד מהערכים שלו בתהליך הייבוש והוא עובר בישול. גם כאן אפשר לראות את העלייה בטמפרטורות והירידה באחוזי לחות לאורך הזמן. כפי שאפשר לראות לפעולת המאווררים יש חשיבות בהורדת הטמפרטורה במתקן. הטמפרטורה של האוויר ירדה ביותר מ20 מעלות עקב הסירקולציה של האוויר.

75w_no_fan_graph

בגרף כאן ניתן לראות את ההפרשים בין המד העליון לתחתון לאורך הזמן:

75w_no_fan_diff_graph

מסקנות

ממספר הקטן של הניסויים שעשיתי ניתן לראות שמנורת 75W מהווה חסם עליון כאשר רוצים לייבש בשר עם מאווררים, הספקים גבוהים יותר ייגרמו לטמפרטורות גבוהות מידי. בנוסף להשיג מנורות מעבר לכך לא חוקי בישראל לאחר שהגבילו את המנורות ל60W. המנורה שהשתמשתי בא ל75W היא לד ועלתה “קצת” יותר ממנורה פשוטה לאור.

מבחינת הניצולת ניתן לראות שהבשר אכן עבר ייבוש מלא כאשר האחוז התיאורטי של מים בבשר נע בין 65 ל75 אחוז. בכל הניסויים הגענו לאחוז ניצולת שמראים על יציאה של כמעט כל המים מהבשר. בהקשר הזה יש תלות בעובי החתיכת בשר ובמגע שלו עם האוויר. פיזור טוב של הבשר במתקן עם עובי נמוך ייגרום לייבוש מהיר יותר. יש לקחת את המשתנה הזה בחשבון ויש לבדוק כיצד העובי של הבשר משפיע על זמן הייבוש והאם זה גורם משמעותי. אפשרות נוספת שאני חושב עליה היא לבדוק ייבוש בשר טחון בתור המטחן ככה ששטח המגע עם האוויר יהיה גדול מאד.

ציפיתי לאפקט יותר משמעותי מהמאווררים אבל הם בהחלט גרמו לשינוי חיובי בייבוש. שמרו על טמפרטורות ייבוש סבירות עם קצב ואחוז נצילות מספק. אפשר לנסות לשפר את המערכת על ידי הכנסת מאווררים חזקים יותר אך אז יש לקחת בחשבון את הירידה בטמפרטורה בכלי ולשים מנורות עם הספק גבוהה יותר. יכול להיות שיש גורמים נוספים שיש להתחשב בהם בעת הייבוש. יש לזכור שכאשר אוויר מתחמם הוא מתפשט ויש הסעה טבעית. בהסעה טבעית אוויר חם עולה וקר יורד כך שאפילו ללא המאוורים תמיד יש סירוקלציה בתוך הכלי.

המתקן עצמו לא לקח הרבה זמן לבנייה ואפשר להעמיד אותו בפינה בחדר או בחצר. בסך הכל זה פתרון נוח למי שמחפש לייבש בשר מידי פעם בלי להשבית את התנור של הבית או לבזבז יותר מידי חשמל.

Facebook Comments

3 thoughts on “מתקן ג’רקי ביתי”

  1. היי, תרגיל מדעי יפה אבל לא פרקטי. וגם ייבוש בתנור אינו (יבשתי מס פעמים כקוריוז בשר טחון ורצועות) עקב העלויות. קרי, חשמל ועלויות הבשר בארץ גם לנתח שאמור להיות זול למטרה זו. אגב, באיזה נתח השתמשת? ומדוע לא ניתן לנצל את משאב השמש ממנה יש לנו בשפע לייבוש בשר? אפשר לרשת קופסה די גדולה על בסיס מסגרת עץ ולהציבה במרפסת הבית במידה ויש; לא כן?

    1. העלויות בתנור יכולות להיות גדולות אבל מנורה פשוטה לא צורכת הרבה חשמל אז אולי זה כן משתלם, לא חישבתי כמה זה עולה. השתמשתי בנתח שריר פשוט.
      אני לא בטוח שאפשר לנצל להשתמש בשמש כי אין לך מספיק שעות שמש ביום. להציב את הבשר בחוץ יגרום לו להתקלקל ולא להתייבש וזה בגלל האחוז לחות הגבוהה שבאוויר. אם היית מייבש את הבשר באילת היית יכול להשאיר אותו בחוץ כנראה בלי בעיה.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *