自动面包机技术专利分析

宋澄+勒海

摘要本文首先介绍了面包机的工作原理与结构，进而通过对专利数据的研究分析其行业的发展以及国家、公司的分布，再通过对面包机的几个发展方向进行梳理，来体现面包机行业的发展演变过程。

关键词面包机；和面；烘焙；粉碎；搅拌

1自动面包机技术概述

面包机，简单来说就是烤面包机的机器，根据设定的程序，加入材料后，自动和面、发酵、烘烤成各种面包的机器，并主要指家用自动面包机。1977年，日本首先开发出第一台家用面包机，起初只是作为新技术参与展销会；80年代，三洋电机公司开始向美国和英国出口面包机，很快在家庭中普及开来；90年代中期，面包机进入中国，并得益于价格便宜，产品更新换代快，很快抢占国际市场份额，但多数为代工厂加工方式；直到2000年后，中国公司开始独立研发面包机并大规模生产，面包机正式进入中国家庭，比日本以及欧美晚20年以上。

2面包机的分类、结构与工作原理

按照制作功能，面包机主要分为普通面包机、大米面包机以及谷物面包机；按照撒料功能，面包机分为自动撒料和手动撒料；按照面包机的机械结构，面包机分为横向结构和纵向结构2种。

由于制作功能的不同，面包机的结构和工作原理有相对较大的区别。其中，普通面包机和大米面包机由于材料的不同，导致和面时间、发酵时间以及烘焙时间会有所区别，仅需对面包机的程序进行调整：加料和面发酵整形发酵揉面烘烤。而对于谷物面包机，其首先需要將谷物粉碎得到糊状或者浆状的生面原料，因此，除了原有组件外还需要增加粉碎组件，并且工作原理也增加了粉碎步骤，并且通常在粉碎之前还需要有浸渍步骤。通过该些步骤可得，面包机的结构中必然包括面包容器（通常也作为和面的容器）、搅拌机构（包括电机、旋转轴和搅拌叶片）、加热装置、控制装置（包括控制器、控制电路和控制面板）；而谷物面包机还要增加粉碎机构，其包括粉碎叶片。

3自动面包机技术专利分析

3.1专利发展趋势分析

通过对有关面包机的专利文献进行了分析，全球专利申请总量为479项。以优先权日计算，1977年出现第一件面包机的专利申请，但在最初的萌芽期，每年只有极少量申请；自1985年，由于三洋电机公司开发出体型小巧、外观多变且功能实用的面包机，使其在家庭中普及开来，专利申请出现第一个小高潮，每年的申请量超过10件，进入平稳发展期；进入21世纪后，面包机已经成为欧美家庭的常用厨房用品，申请量大幅增加，呈现快速增长。

3.2自动面包机技术发展概况

对应于自动面包机的发展主要涉及其功效的改进，根据其结构和技术效果大致可分为一下4类：1）和面的搅拌方式；2）大米加工；3）谷物加工；4）其他。下面对各个方向的发展演进进行有针对性的分析。

3.2.1和面的搅拌方式

第一件面包机的专利申请（JP9983377A）公开的和面的搅拌方式为从上部垂下一搅拌叶片至面包桶进行和面，并在搅拌结束后离开面团，电机设置在面包机的上部。

由于面包机体积偏大严重限制了其在家庭厨房中普及程度，采用上部垂下搅拌叶片的结构占用空间过多。接下来出现的面包机采用搅拌叶片直接布置在面包桶中，从下方驱动搅拌叶片，电机可以位于面包桶的下方或者侧面，如另一件日本专利（JP12525183A）。

与此同时，瑞典一公司根据手工和面的动作原理研发出另一和面方式（SE8500548W），其公开了一个承装面包制作材料的形状可变得混合袋，该混合袋的两端各自缠绕在位于上部和下部的2个揉面鼓上，上下揉面鼓分别顺时针和逆时针转动，使混合袋作上下运动。揉面结束后混合袋自上揉面鼓脱落，缠绕在下揉面鼓上，原材料滞留进行烘烤。但是这种面包机无法顺利加入酵母或者果料，或者在加入酵母之后无法再次进行揉面，得到的面包口感不佳，并未得到大量的关注，以三星公司的专利申请居多，且主要集中于2003年之前。

3.2.2米粉加工

大米作为亚洲人口的重要主食，大米面包也更符合亚洲人的饮食习惯。2003年，三洋电机株式会社申请了一种可以制作面粉面包和米粉面包的面包机（JP2003031429）。2种面包所需的面包机结构相同，但制作面包的程序方面有所区别，这是由于大米的含水量较高，若采用相同的程序，则麸质（gluten）难以形成，膨胀度不够。因此，大米面包面包机采用2种不同的制作程序，与之对应的，控制面板上也会出现2个按钮，以使用户进行选择。

该种面包机的出现与发展给出了面包机的技术演化的另一条途径：多功能化。尤其对于亚洲国家，面包并不是常见主食，除了采用大米（包括米粉或煮熟的大米）制作面包外，面包机还开发出了制作馒头或各种口味各种花式的面包，甚至年糕、果酱、酸奶、米酒等一系列的功能。

3.2.3谷物加工

2010年左右，三洋电机公司研发谷物面包机，即直接对谷物进行碾磨处理得到糊状或者浆状材料进行面包的制作，在此过程中节省了由谷物到谷粉的过程中成本的浪费以及省略制粉工序使面包制作更贴近生活。谷物面包机的发展主要体现在以下几个专利中。

最早在专利文献JP2008-201506中，三洋给出了将粉碎和和面结合于一个装置内以得到一可以粉碎谷物进而和面发酵再烘焙面包的机器。采用同一具有锋利一侧和非锋利一侧的刀片分别用不同两侧进行粉碎和搅拌。但由于粉碎和搅拌采用相同的叶片，会导致粉碎和搅拌的效果都不甚理想。

专利文献JP2009-202585中，三洋采用一常用于豆浆机的粉碎机构与面包机结合。但在实际应用中，这种面包机结构复杂，体积较大，并且由于搅拌叶片位于面包容器的中心，粉碎机构只能偏离中心设置，会导致粉碎效果不佳。

专利文献JP2009-194122中，三洋进一步尝试了在面包机底部设置2个粉碎电机和搅拌电机，二者共用同一旋转轴，分别顺时针和逆时针驱动粉碎刀片和搅拌叶片，但由于粉碎阶段，搅拌叶片若高速旋转会引起混合液的振荡和飞溅，而设置一单向离合器使粉碎阶段搅拌叶片与旋转轴为非连接状态。同时和面过程中，离合器下方的糊状物料不能被搅拌到，会造成材料的浪费并影响面包的口感。为此三洋对其做出了改进，如CN2010101916110，在罩状的离合器底部安装了设有弧形辐条的防护件，在防护件旋转时，可将罩状离合器内的面包原料向外侧推挤。endprint