自動面包機技術(shù)專利分析

宋澄+勒海

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

關(guān)鍵詞面包機；和面；烘焙；粉碎；攪拌

1自動面包機技術(shù)概述

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

2面包機的分類、結(jié)構(gòu)與工作原理

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

由于制作功能的不同，面包機的結(jié)構(gòu)和工作原理有相對較大的區(qū)別。其中，普通面包機和大米面包機由于材料的不同，導(dǎo)致和面時間、發(fā)酵時間以及烘焙時間會有所區(qū)別，僅需對面包機的程序進行調(diào)整：加料和面發(fā)酵整形發(fā)酵揉面烘烤。而對于谷物面包機，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）、攪拌機構(gòu)（包括電機、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）；而谷物面包機還要增加粉碎機構(gòu)，其包括粉碎葉片。

3自動面包機技術(shù)專利分析

3.1專利發(fā)展趨勢分析

通過對有關(guān)面包機的專利文獻進行了分析，全球?qū)＠暾埧偭繛?79項。以優(yōu)先權(quán)日計算，1977年出現(xiàn)第一件面包機的專利申請，但在最初的萌芽期，每年只有極少量申請；自1985年，由于三洋電機公司開發(fā)出體型小巧、外觀多變且功能實用的面包機，使其在家庭中普及開來，專利申請出現(xiàn)第一個小高潮，每年的申請量超過10件，進入平穩(wěn)發(fā)展期；進入21世紀后，面包機已經(jīng)成為歐美家庭的常用廚房用品，申請量大幅增加，呈現(xiàn)快速增長。

3.2自動面包機技術(shù)發(fā)展概況

對應(yīng)于自動面包機的發(fā)展主要涉及其功效的改進，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。下面對各個方向的發(fā)展演進進行有針對性的分析。

3.2.1和面的攪拌方式

第一件面包機的專利申請（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行和面，并在攪拌結(jié)束后離開面團，電機設(shè)置在面包機的上部。

由于面包機體積偏大嚴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)的面包機采用攪拌葉片直接布置在面包桶中，從下方驅(qū)動攪拌葉片，電機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，瑞典一公司根據(jù)手工和面的動作原理研發(fā)出另一和面方式（SE8500548W），其公開了一個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個揉面鼓上，上下揉面鼓分別順時針和逆時針轉(zhuǎn)動，使混合袋作上下運動。揉面結(jié)束后混合袋自上揉面鼓脫落，纏繞在下揉面鼓上，原材料滯留進行烘烤。但是這種面包機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，三洋電機株式會社申請了一種可以制作面粉面包和米粉面包的面包機（JP2003031429）。2種面包所需的面包機結(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，大米面包面包機采用2種不同的制作程序，與之對應(yīng)的，控制面板上也會出現(xiàn)2個按鈕，以使用戶進行選擇。

該種面包機的出現(xiàn)與發(fā)展給出了面包機的技術(shù)演化的另一條途徑：多功能化。尤其對于亞洲國家，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，三洋電機公司研發(fā)谷物面包機，即直接對谷物進行碾磨處理得到糊狀或者漿狀材料進行面包的制作，在此過程中節(jié)省了由谷物到谷粉的過程中成本的浪費以及省略制粉工序使面包制作更貼近生活。谷物面包機的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個專利中。

最早在專利文獻JP2008-201506中，三洋給出了將粉碎和和面結(jié)合于一個裝置內(nèi)以得到一可以粉碎谷物進而和面發(fā)酵再烘焙面包的機器。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)進行粉碎和攪拌。但由于粉碎和攪拌采用相同的葉片，會導(dǎo)致粉碎和攪拌的效果都不甚理想。

專利文獻JP2009-202585中，三洋采用一常用于豆?jié){機的粉碎機構(gòu)與面包機結(jié)合。但在實際應(yīng)用中，這種面包機結(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，粉碎機構(gòu)只能偏離中心設(shè)置，會導(dǎo)致粉碎效果不佳。

專利文獻JP2009-194122中，三洋進一步嘗試了在面包機底部設(shè)置2個粉碎電機和攪拌電機，二者共用同一旋轉(zhuǎn)軸，分別順時針和逆時針驅(qū)動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)。同時和面過程中，離合器下方的糊狀物料不能被攪拌到，會造成材料的浪費并影響面包的口感。為此三洋對其做出了改進，如CN2010101916110，在罩狀的離合器底部安裝了設(shè)有弧形輻條的防護件，在防護件旋轉(zhuǎn)時，可將罩狀離合器內(nèi)的面包原料向外側(cè)推擠。endprint