自動(dòng)面包機(jī)技術(shù)專利分析

宋澄+勒海

摘要本文首先介紹了面包機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)，進(jìn)而通過對(duì)專利數(shù)據(jù)的研究分析其行業(yè)的發(fā)展以及國(guó)家、公司的分布，再通過對(duì)面包機(jī)的幾個(gè)發(fā)展方向進(jìn)行梳理，來體現(xiàn)面包機(jī)行業(yè)的發(fā)展演變過程。

關(guān)鍵詞面包機(jī)；和面；烘焙；粉碎；攪拌

1自動(dòng)面包機(jī)技術(shù)概述

面包機(jī)，簡(jiǎn)單來說就是烤面包機(jī)的機(jī)器，根據(jù)設(shè)定的程序，加入材料后，自動(dòng)和面、發(fā)酵、烘烤成各種面包的機(jī)器，并主要指家用自動(dòng)面包機(jī)。1977年，日本首先開發(fā)出第一臺(tái)家用面包機(jī)，起初只是作為新技術(shù)參與展銷會(huì)；80年代，三洋電機(jī)公司開始向美國(guó)和英國(guó)出口面包機(jī)，很快在家庭中普及開來；90年代中期，面包機(jī)進(jìn)入中國(guó)，并得益于價(jià)格便宜，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，很快搶占國(guó)際市場(chǎng)份額，但多數(shù)為代工廠加工方式；直到2000年后，中國(guó)公司開始獨(dú)立研發(fā)面包機(jī)并大規(guī)模生產(chǎn)，面包機(jī)正式進(jìn)入中國(guó)家庭，比日本以及歐美晚20年以上。

2面包機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)與工作原理

按照制作功能，面包機(jī)主要分為普通面包機(jī)、大米面包機(jī)以及谷物面包機(jī)；按照撒料功能，面包機(jī)分為自動(dòng)撒料和手動(dòng)撒料；按照面包機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，面包機(jī)分為橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)2種。

由于制作功能的不同，面包機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理有相對(duì)較大的區(qū)別。其中，普通面包機(jī)和大米面包機(jī)由于材料的不同，導(dǎo)致和面時(shí)間、發(fā)酵時(shí)間以及烘焙時(shí)間會(huì)有所區(qū)別，僅需對(duì)面包機(jī)的程序進(jìn)行調(diào)整：加料和面發(fā)酵整形發(fā)酵揉面烘烤。而對(duì)于谷物面包機(jī)，其首先需要將谷物粉碎得到糊狀或者漿狀的生面原料，因此，除了原有組件外還需要增加粉碎組件，并且工作原理也增加了粉碎步驟，并且通常在粉碎之前還需要有浸漬步驟。通過該些步驟可得，面包機(jī)的結(jié)構(gòu)中必然包括面包容器（通常也作為和面的容器）、攪拌機(jī)構(gòu)（包括電機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸和攪拌葉片）、加熱裝置、控制裝置（包括控制器、控制電路和控制面板）；而谷物面包機(jī)還要增加粉碎機(jī)構(gòu)，其包括粉碎葉片。

3自動(dòng)面包機(jī)技術(shù)專利分析

3.1專利發(fā)展趨勢(shì)分析

通過對(duì)有關(guān)面包機(jī)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行了分析，全球?qū)＠暾?qǐng)總量為479項(xiàng)。以優(yōu)先權(quán)日計(jì)算，1977年出現(xiàn)第一件面包機(jī)的專利申請(qǐng)，但在最初的萌芽期，每年只有極少量申請(qǐng)；自1985年，由于三洋電機(jī)公司開發(fā)出體型小巧、外觀多變且功能實(shí)用的面包機(jī)，使其在家庭中普及開來，專利申請(qǐng)出現(xiàn)第一個(gè)小高潮，每年的申請(qǐng)量超過10件，進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期；進(jìn)入21世紀(jì)后，面包機(jī)已經(jīng)成為歐美家庭的常用廚房用品，申請(qǐng)量大幅增加，呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)。

3.2自動(dòng)面包機(jī)技術(shù)發(fā)展概況

對(duì)應(yīng)于自動(dòng)面包機(jī)的發(fā)展主要涉及其功效的改進(jìn)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和技術(shù)效果大致可分為一下4類：1）和面的攪拌方式；2）大米加工；3）谷物加工；4）其他。下面對(duì)各個(gè)方向的發(fā)展演進(jìn)進(jìn)行有針對(duì)性的分析。

3.2.1和面的攪拌方式

第一件面包機(jī)的專利申請(qǐng)（JP9983377A）公開的和面的攪拌方式為從上部垂下一攪拌葉片至面包桶進(jìn)行和面，并在攪拌結(jié)束后離開面團(tuán)，電機(jī)設(shè)置在面包機(jī)的上部。

由于面包機(jī)體積偏大嚴(yán)重限制了其在家庭廚房中普及程度，采用上部垂下攪拌葉片的結(jié)構(gòu)占用空間過多。接下來出現(xiàn)的面包機(jī)采用攪拌葉片直接布置在面包桶中，從下方驅(qū)動(dòng)攪拌葉片，電機(jī)可以位于面包桶的下方或者側(cè)面，如另一件日本專利（JP12525183A）。

與此同時(shí)，瑞典一公司根據(jù)手工和面的動(dòng)作原理研發(fā)出另一和面方式（SE8500548W），其公開了一個(gè)承裝面包制作材料的形狀可變得混合袋，該混合袋的兩端各自纏繞在位于上部和下部的2個(gè)揉面鼓上，上下揉面鼓分別順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使混合袋作上下運(yùn)動(dòng)。揉面結(jié)束后混合袋自上揉面鼓脫落，纏繞在下揉面鼓上，原材料滯留進(jìn)行烘烤。但是這種面包機(jī)無法順利加入酵母或者果料，或者在加入酵母之后無法再次進(jìn)行揉面，得到的面包口感不佳，并未得到大量的關(guān)注，以三星公司的專利申請(qǐng)居多，且主要集中于2003年之前。

3.2.2米粉加工

大米作為亞洲人口的重要主食，大米面包也更符合亞洲人的飲食習(xí)慣。2003年，三洋電機(jī)株式會(huì)社申請(qǐng)了一種可以制作面粉面包和米粉面包的面包機(jī)（JP2003031429）。2種面包所需的面包機(jī)結(jié)構(gòu)相同，但制作面包的程序方面有所區(qū)別，這是由于大米的含水量較高，若采用相同的程序，則麩質(zhì)（gluten）難以形成，膨脹度不夠。因此，大米面包面包機(jī)采用2種不同的制作程序，與之對(duì)應(yīng)的，控制面板上也會(huì)出現(xiàn)2個(gè)按鈕，以使用戶進(jìn)行選擇。

該種面包機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展給出了面包機(jī)的技術(shù)演化的另一條途徑：多功能化。尤其對(duì)于亞洲國(guó)家，面包并不是常見主食，除了采用大米（包括米粉或煮熟的大米）制作面包外，面包機(jī)還開發(fā)出了制作饅頭或各種口味各種花式的面包，甚至年糕、果醬、酸奶、米酒等一系列的功能。

3.2.3谷物加工

2010年左右，三洋電機(jī)公司研發(fā)谷物面包機(jī)，即直接對(duì)谷物進(jìn)行碾磨處理得到糊狀或者漿狀材料進(jìn)行面包的制作，在此過程中節(jié)省了由谷物到谷粉的過程中成本的浪費(fèi)以及省略制粉工序使面包制作更貼近生活。谷物面包機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)專利中。

最早在專利文獻(xiàn)JP2008-201506中，三洋給出了將粉碎和和面結(jié)合于一個(gè)裝置內(nèi)以得到一可以粉碎谷物進(jìn)而和面發(fā)酵再烘焙面包的機(jī)器。采用同一具有鋒利一側(cè)和非鋒利一側(cè)的刀片分別用不同兩側(cè)進(jìn)行粉碎和攪拌。但由于粉碎和攪拌采用相同的葉片，會(huì)導(dǎo)致粉碎和攪拌的效果都不甚理想。

專利文獻(xiàn)JP2009-202585中，三洋采用一常用于豆?jié){機(jī)的粉碎機(jī)構(gòu)與面包機(jī)結(jié)合。但在實(shí)際應(yīng)用中，這種面包機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，并且由于攪拌葉片位于面包容器的中心，粉碎機(jī)構(gòu)只能偏離中心設(shè)置，會(huì)導(dǎo)致粉碎效果不佳。

專利文獻(xiàn)JP2009-194122中，三洋進(jìn)一步嘗試了在面包機(jī)底部設(shè)置2個(gè)粉碎電機(jī)和攪拌電機(jī)，二者共用同一旋轉(zhuǎn)軸，分別順時(shí)針和逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)粉碎刀片和攪拌葉片，但由于粉碎階段，攪拌葉片若高速旋轉(zhuǎn)會(huì)引起混合液的振蕩和飛濺，而設(shè)置一單向離合器使粉碎階段攪拌葉片與旋轉(zhuǎn)軸為非連接狀態(tài)。同時(shí)和面過程中，離合器下方的糊狀物料不能被攪拌到，會(huì)造成材料的浪費(fèi)并影響面包的口感。為此三洋對(duì)其做出了改進(jìn)，如CN2010101916110，在罩狀的離合器底部安裝了設(shè)有弧形輻條的防護(hù)件，在防護(hù)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，可將罩狀離合器內(nèi)的面包原料向外側(cè)推擠。endprint