基于专利分析的小麦制粉技术发展态势研究

刘 振 吴 洁， 吴 娟 姚 潇

（1.江苏科技大学经济管理学院，江苏镇江 212100）

（2.江苏科技大学知识产权中心，江苏镇江 212003））

面粉因其优越的食品制作特性和丰富的营养已成为人们最主要的消耗谷物加工品。作为世界重要的小麦种植基地，中国小麦的产量已占据世界总产量的18%[1]。小麦制粉作为小麦产业链中不可缺少的重要环节，它联系着上游的种植生产和下游的市场消费，在食品工业中占有重要地位[2]。小麦制粉是小麦加工的重要组成部分[3]，研究其技术的演变对面粉工业的发展具有重要意义。

近年来，随着国民经济的快速发展、人民生活水平的显著提高以及小麦制粉企业经济实力的逐渐增强，我国的小麦制粉技术呈现出许多新的特点[4]。特别是改革开放以后，我国制粉技术进步很快，但和欧美发达国家相比，仍存在着技术含量低，智能化发展缓慢，设备制造精度差，产品保值率不高，制粉设备制造企业市场定位有失偏颇等问题[5]。大力发展智能化制粉技术、加大技术创新、明晰产品市场定位、找准行业发展方向，有助于提升制粉企业和制粉设备制造企业的市场地位和综合竞争力，有利于我国面粉工业高质量发展。

专利是直接反映技术创新的信息，通过深度挖掘与缜密分析专利中包含的信息，可形成具有较高价值的信息[6]。专利信息能反映具体领域的技术发展态势和技术优势，可为研发人员提供技术参考，为企业管理层提供技术市场信息，为政府提供知识产权战略决策支持，为从事专利分析的人员提供方法参考[7]。目前，专利分析的应用已经非常成熟，并且已有很多学者从专利角度对食品行业的诸多领域进行了分析，探究行业的技术发展态势及研发动态等。如：曾舟[8]根据近年来国内发明专利申请情况分析了蓝莓的应用进展；梁玲玲等[9]利用专利信息分析的方法，从专利申请数量、专利申请人、专利技术及专利布局等多角度分析了全球及国内主要乳制品的专利信息情况，研究了全球乳品技术发展及竞争态势；吴素春等[10]基于专利分析对中国食品专利申请量、技术分布、法律状态等进行分析，揭示了食品行业技术创新的特点和趋势；赵鑫锐等[11]从专利分析的角度，研究了国内外人造肉技术领域的发展及现状。

虽然已有较多学者从技术发展的意义、现有技术问题等方面对小麦制粉技术进行了探讨，但尚未有学者从专利分析的角度对小麦制粉技术进行研究，而专利作为技术信息的有效载体，囊括了全球90%以上的最新技术情报，为企业技术革新提供了重要参考。因此，本文将基于专利分析的方法，聚焦技术发展视角，对小麦制粉技术领域的发展态势及现有问题进行分析，为今后我国小麦制粉技术的创新提供参考。

1 专利数据来源与方法

本文基于Patsnap 全球专利数据库，通过初步检索、扩展检索和补充检索的方式获取专利文献数据，既保证了检索数据的全面性，又保证了检索数据的准确性。专利检索的截止日期为2021 年10 月，共检索出小麦制粉技术领域相关的国内外专利727件。其中，由于专利从申请到公开有最长为18 个月的滞后期，所以2020 年以后的专利申请的变化不能够全面反映小麦制粉技术的发展趋势，因此2020 年以后的数据仅作展示。

2 全球小麦制粉专利技术发展动向分析

2.1 全球小麦制粉专利技术申请态势分析

全球小麦制粉技术领域专利申请趋势见图1。

图1 全球小麦制粉技术领域专利申请趋势

由图1 可以看出，全球小麦制粉技术领域的专利技术最早出现在20 世纪20 年代，1983 年之前都处于该技术的萌芽期，此阶段主要进行知识及技术归纳积累与储备，在此期间仅有少量专利申请；1984—2008 年为该领域技术的缓慢发展期，随着人们生活水平的不断提高，对面粉质量的要求也不断提高，面粉生产行业领域技术开始受到研发者的青睐，该领域逐渐出现研发成果并转化为专利[11]，专利申请量缓慢增长；2008—2020 年为该领域技术的快速发展期，专利申请量飞速增长，主要原因在于，越来越多的企业开始发现面粉行业的广阔市场，导致面粉行业竞争越来越激烈，为了提高面粉的质量和品质，满足市场需求，研发人员通过不断改进小麦制粉技术，促进了技术的创新和发展。近年来，制粉技术成为国内外专家学者的研究热点。

2.2 全球小麦制粉专利技术来源国申请人与目标申请国分析

全球小麦制粉技术领域专利申请量排名前十的国家见图2。

图2 全球小麦制粉技术领域技术主要来源国

由图2 可得，中国在全球范围内申请量最大，专利申请量为603 件，处于小麦制粉技术领域的第一梯队，并远远超过其他国家和地区；日本专利申请量为59 件，处于小麦制粉技术领域的第二梯队；其他国家，如法国、美国等国的专利申请量仅为个位数，处于第三梯队。说明这些国家在该领域虽然起步较早，但在专利申请总量上和中国相比还存在较大的差距。中国作为世界最大的小麦生产与加工国，在小麦制粉领域的技术优势明显，为全球小麦制粉技术领域贡献了超过80%的专利申请，是全球小麦制粉技术的主要贡献国。

图3 为全球小麦制粉技术领域专利技术目标申请量排名前10 的国家。

图3 全球小麦制粉专利技术目标申请量较多的国家

由图3 可以看出，中国依然处于小麦制粉技术领域全球专利技术目标申请国的第一梯队，专利申请量为638 件，占据全球超过90%的申请量，可见中国作为全球重要的小麦生产及加工基地，其市场也吸引了大量的技术投资。而其他国家，如日本、美国、韩国等，由于市场限制，未能出现大量专利申请。这是因为，相比于中国，其他国家可能受限于地形、技术成熟度等，小麦生产量较低，申请专利数较少，未能产出大量专利。面粉是我国重要的食品原料，在我国膳食结构中占据很高的比例，面粉产品在我国具有较大的发展空间。近年来，受中国庞大的市场吸引，小麦制粉技术不断创新，该领域大量专利也汇聚我国，使我国成为小麦制粉技术领域主要专利技术应用国。

2.3 全球小麦制粉专利技术申请人排名

图4 是全球小麦制粉技术领域专利申请排名前10 的申请人。

图4 全球小麦制粉技术领域排名前十的专利申请人

由图4 可以看出，河北苹乐面粉机械集团有限公司以专利申请量59 件位居第一位，说明该公司研发实力较强，其他的专利申请人之间专利申请量差距相对较小。此外，在全球排名前10 的专利申请人中，中国的申请人占7 个，日本的申请人占3 个，说明中国在小麦制粉技术领域具有明显的技术优势。日本的研发实力仅次于中国，和中国在小麦制粉技术是技术竞争的关系。排名前10 的小麦制粉技术专利申请人中除了公司申请和个人申请外，还有科研院所的加入。因此，中国小麦制粉技术的企业应充分利用高校和科研院所的创新优势，积极开展产学研合作共同推进小麦制粉技术发展，同时应合理规避竞争对手的专利技术，及时做好知识产权保护工作。

2.4 全球小麦制粉专利技术分布

图5 是全球小麦制粉技术领域的主要专利技术分类图（IPC 分类图）。

图5 全球小麦制粉技术领域主要专利技术分布

由图5 可知，B02C9（专门适用于谷物的其他磨粉方法或磨粉机）属于小麦制粉技术的专利申请的重点，在全球专利申请的占比明显高于其他技术领域；其次是B02C23（辅助方法或辅助装置或附件）、B02C4（应用辊式磨粉机的破碎或粉碎）、B02C11（专门适用于谷物磨粉机的其他辅助装置或附件）、B02B5（其他类目中不包含的谷物处理）、B02B3（去荚，脱壳，脱皮，光整，去芒，去胚芽）、B02B1（谷物磨粉或类似加工的准备）、B02C7（应用圆盘式磨粉机的碾碎和粉碎）相关技术。由此可以看出，在全球范围内小麦制粉技术的技术分布相对集中，目前关注的技术焦点为加工生产线、高效简化分离机、低温磨粉机等方面。

2.5 全球小麦制粉专利技术聚类分析

图6 为全球小麦制粉技术领域的专利地图，每个技术区域使用多个核心关键词表示相关技术，波峰代表技术聚集区，波谷代表技术空白点，颜色的深浅表示专利量的大小，由深至浅依次递减。

图6 全球小麦制粉技术领域专利地图

由图6 可以看出，地图中深色的波峰区域，表示专利密集区，小麦制粉技术的核心专利集中在生产方法、机械零件、研磨装置、通道、试验、小麦皮磨等方面。浅色的波谷区域表示小麦制粉工艺的技术空白点，小麦制粉领域还存在较多的技术空白，如智能磨粉设备、高效简化磨粉工艺、多辊磨粉机等领域。在进行核心技术研发时，应主动挖掘更多的专利技术点，聚焦热点技术，布局外围专利和储备专利，对专利进行全方位的保护。

此外，上述专利地图中也呈现了全球该领域排名前8 的申请人技术分布情况，上述全球主要申请人的专利技术分别用不同颜色的小球分布在专利地图上，可以看出，这些申请人的研发方向较多，并且在技术研发领域存在交叉，说明它们在小麦制粉技术领域容易形成竞争格局，中国申请人在该领域应培育竞争新优势，挖掘更多的专利技术空白点，提高企业核心竞争力。

3 中国小麦制粉专利技术发展动向分析

3.1 中国小麦制粉专利技术申请态势分析

图7 为我国在小麦制粉技术领域的专利申请趋势。

图7 中国小麦制粉技术领域专利申请趋势

由图7 可知，我国的首件涉及该领域的专利申请出现在1986 年，此后一直到1996 年之间才有零星专利申请，专利申请量也不大，此阶段处于技术萌芽阶段，主要进行知识储备与技术积累；1997—2012年为该技术的缓慢发展期，这一时期的专利虽然每年申请偶有波动，但整体上呈上升趋势，这是由于此阶段我国经济水平稳步提高，同时小麦产量增大，面粉质量要求变高，为了满足市场需求，研发人员对小麦制粉技术进行开发与改进，从而带动了小麦制粉技术的发展；2013—2020 年为该技术的快速发展期，此时期小麦制粉技术专利迅速增长，主要原因在于，消费升级促使人们对食物的需求和品质的要求越来越高，专用粉需求量增加，小麦制粉工艺为了适应这种趋势需不断进行技术创新。

3.2 中国小麦制粉专利技术申请区域分布

图8 为中国小麦制粉技术领域专利申请区域分布情况。

图8 中国小麦制粉技术领域专利申请省份排名

从图8 中可以看出，河南、河北、山东等为该领域专利的主要申请地区，分别占中国专利总申请量的17.26%、16.59%、14.38%，在国内属于专利申请的第一梯队；其次是安徽、江苏、北京、浙江、广东、湖北、河北、甘肃、陕西等地区，专利申请量占比分别为8.85 %、6.19 %、4.42 %、3.98 %、3.98 %、3.54 %、2.65 %、2.65 %，在国内属于第二梯队；其他省份地处区，如四川、宁夏、新疆等地区申请量仅为个位数，在中国专利申请占比较小，处于第三梯队。可见国内省份之间的专利申请存在较大差距，这是由于小麦种植面积、小麦产量、经济发展水平、人口密度、饮食习惯、面粉需求量等均有不同，河南、山东、河北等省份为我国的小麦生产大省，其市场需求和消费能力均促进了小麦制粉工艺的发展。随着消费者生活水平的提高，消费者的消费需求也日益高端化，因此，中国企业应对标国外面粉市场，不断提高研发水平与生产能力，促进中国小麦产业向更高端、更绿色方向发展。

3.3 中国小麦制粉专利技术申请人排名

图9 为我国小麦制粉技术领域专利申请量排名前10 的申请人。

图9 中国小麦制粉技术领域排名前十的专利申请人

由图9 可以看出，河北苹乐面粉机械集团有限公司以59 件专利排名第一，领先于其他申请人，表明该单位在小麦制粉技术领域的研发实力较强，也与河北作为农业大省的地位相符合。其他申请人之间的专利申请数量差距较小。由此可以看出，我国的小麦制粉技术申请人的专利申请数量较少，具有较大的发展空间。此外，在中国排名前10 的申请人中，企业占据8 个，高校和科研院所占据2 个，说明我国在该领域的主要专利申请人的构成以企业为主，高校和科研院所参与不够。因此，需要调整创新主体结构，鼓励更多的高校和科研院所加入，企业要与高校和科研院所进行深度产学研融合，促进专利成果转化为生产力。

3.4 中国小麦制粉专利技术分布

图10 为中国小麦制粉技术领域主要专利技术分布（IPC 分类分布）。

图10 中国小麦制粉技术领域主要专利技术分布

由图10 可得，在小麦制粉技术领域，中国的主要专利技术分布与全球的技术分布相差不大，个别技术领域占据优势。B02C23（辅助方法或辅助装置或附件）、B02C9（专门适用于谷物的其他磨粉方法或磨粉机）、B02C4（应用辊子磨粉机的破碎或粉碎）相关技术属于中国面粉加工领域专利申请的重点，专利申请量明显领先于其他技术领域；其次是B02C11（专门适用于谷物磨粉机的其他辅助装置或附件）、B02B5（其他类目中不包含的谷物处理）、B02C7（应用圆盘式磨粉机的碾碎和粉碎）等相关技术。通过上述分析表明，我国对面粉加工技术的研究比较集中，目前关注的技术焦点为小麦制粉工序简化、小麦制粉设备、智慧筛粉等方面。

3.5 中国小麦制粉专利技术法律状态

图11 为中国小麦制粉技术领域专利法律状态图。

图11 中国小麦制粉技术领域专利法律状态

由图11 可以看出，中国小麦制粉技术领域失效专利占43%，有效专利仅占42%。超过半数的失效专利是由于未缴年费造成的，这可能是我国的专利维持费用高的原因。对于拥有较多专利的专利人来说，受公司战略和创新资源的限制，在专利授权期间，如果存在专利迟迟无法投产转化为生产力的情况，专利权人往往会放弃授权专利，避免因维护专利而付出的大量人力、财力等资源。分析认为，国内关于小麦制粉技术领域的专利目前可能存在专利质量偏低、成果转化率不高等问题。

4 结论

（1）全球范围内，从专利申请态势角度分析，小麦制粉技术的发展呈现出明显的阶段化特征，分为萌芽期（1983 之前）、缓慢发展期（1984—2008 年）、快速发展期（2009—2020 年）等发展阶段。中国在小麦制粉技术领域的专利技术产出较多，并且具有较大的市场空间，使其成为该领域的主要专利技术贡献国和应用国。

从申请人角度分析，中国申请人占比较大，具有明显的技术优势。从专利技术分布和技术聚类角度来看，全球范围内小麦制粉技术的技术分布相对集中，目前关注的技术焦点为加工生产线、高效简化分离机、低温磨粉机，核心专利主要集中在小麦制粉设备机械零件、智能研磨装置、小麦皮磨等方面。

（2）中国范围内，我国在小麦制粉技术领域的专利技术起步较晚，2012 年以前，该领域的专利申请量较小，技术发展较为缓慢；2013 年以后，我国对高端面粉的需求增长，对普通面粉的需求量增大，因此，我国对小麦制粉技术领域的研发力度也加大，促进了该领域专利产出发展，专利产出呈快速增长态势。中国的专利主要分布在河南、山东、安徽等省份，因此庞大的小麦产量造就了庞大的消费市场，市场间接推动了企业集聚，从而加快了技术创新。但目前高校及科研院所参与度不够，表明我国创新主体结构合理程度低，在今后的发展中应注重产学研合作创新，推动创新主体结构合理化发展，提高创新能力。

我国在小麦制粉技术领域的研究比较集中，目前的技术焦点为小麦制粉工序简化、小麦制粉设备、智慧筛粉等方面。此外，该领域的专利存在两点问题：第一是专利质量普遍偏低，专利成果转化率低，因此，应积极推进产学研深度合作，以市场带动专利创新，提高专利的质量和成果转化能力；第二是失效专利利用率低，因此，企业应充分利用失效专利，深度挖掘失效专利中的技术要点，提高自身专利创新能力。