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      基于TRIZ理論的咖啡機的發(fā)展分析

      2015-01-26 18:27:04刁寒趙新軍
      科技創(chuàng)新與品牌 2015年1期
      關(guān)鍵詞:咖啡壺咖啡機咖啡

      刁寒+趙新軍

      一、引言

      在工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,咖啡機已經(jīng)由滿足人們對飲品的需求升華成一種生活方式,咖啡壺是歐洲最早的發(fā)明之一,約在1685年于法國問世,在路易十五時期在各地廣為流傳。它不過是一個附有加熱金屬板的玻璃水瓶,下方有酒精燈加熱。時代進(jìn)步更帶來了滲濾式、滴漏式、真空式不同種類的咖啡機,同時人們對咖啡機品質(zhì)的最求也越來越高,引發(fā)人們對未來咖啡機的思考。

      二、咖啡的基本常識

      從埃塞俄比亞的牧羊人第一次發(fā)現(xiàn)咖啡到現(xiàn)在,已有1500多年的歷史了??Х仁鞘澜缟献盍餍械娘嬈分唬瓤Х鹊倪^程:1.正式開始喝咖啡之前,先喝一口冰水;2.一杯咖啡先不要急于喝,先聞香,再觀色,感受咖啡呈現(xiàn)的視覺印象;3.品嘗,先喝一口黑咖啡,感受一下原味咖啡的滋味,然后再小口地品嘗,應(yīng)暫時含在口中,讓咖啡和唾液與空氣稍作混合,然后再咽下;4.喝咖啡要趁熱,飲品咖啡的最佳溫度是85~88攝氏度;5.飲用要適量,咖啡中含有咖啡因,所以喝起來要適量,以免引起身體不適。

      傳統(tǒng)的咖啡沖制過程需要烘焙、研磨、沖泡、過濾等幾個過程,雖然傳統(tǒng)的咖啡制作工藝,有很好的觀賞性和趣味性,在休閑時沖泡咖啡也是別有情趣的。但是相對現(xiàn)代快速的生活節(jié)奏來說,許多人沒有時間學(xué)習(xí)這些工藝。為了解決這個問題,咖啡機就應(yīng)運而生了。

      三、咖啡機的種類

      咖啡機的種類如圖1所示

      圖1 咖啡機的分類

      滲濾式咖啡壺(圖2)是電咖啡壺的早期產(chǎn)品,雖然價格低廉,但使用不太方便,可靠性較差;滴漏式咖啡壺(圖3)是一種經(jīng)典的滴式過濾器,簡單,高效,可靠,最適合家庭、辦公及宿舍用;真空式電咖啡壺(圖4)沖制的咖啡味道濃厚,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易發(fā)生故障。適者生存,如今市場上就剩下了滴漏式電咖啡壺獨霸天下。半自動咖啡機(圖5),俗稱搬把子機。這種機器人工操作磨粉、壓粉、裝粉、沖泡、人工清除殘渣。這類機器有小型單龍頭家用機,也有雙龍頭等,較新型的機器還裝有電子水量控制,可以精確自動控制釀制咖啡的水量。全自動咖啡機(圖6),人們把電子技術(shù)應(yīng)用到咖啡機上,實現(xiàn)了預(yù)熱、清洗、磨粉、壓粉、沖泡、瀉粉等釀制咖啡全過程的自動控制。

      圖2

      圖3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖4

      圖5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖6

      四、咖啡機的發(fā)展歷程及TRIZ應(yīng)用

      咖啡機的發(fā)展經(jīng)歷了如圖7所示的歷程

      1. 從1685到1800年為咖啡機的孕育期(早期的咖啡機初見其形)

      咖啡機約在1685年于法國問世,當(dāng)時它不過是一個附有加熱金屬板的玻璃水瓶,下方有酒精燈加熱。之后美國人班杰明·湯普生便發(fā)明了朗福特過濾式咖啡壺,在當(dāng)時大受歡迎。1763年,法國人頓馬丹發(fā)明了把粉碎后的咖啡豆裝入法蘭絨的口袋里,大大提高了咖啡的香味。1800年,得貝洛發(fā)明了一種分成兩段的壺式咖啡加熱器,它的特點是使用冷水來淬煉。

      2. 從1800至1900年 是咖啡機的誕生期(咖啡萃取的“完美蒸汽論”)

      1822年,法國人Louis Bernard Rabout把吸油墨紙的特性應(yīng)用到咖啡機上,獲得更潔凈的萃取液。1838年,巴黎的眼鏡師Leburn設(shè)計了多款小型桌上咖啡器。1840年,英國海洋工程師納貝爾發(fā)明了虹吸式咖啡加熱器,而這就是比利時皇家咖啡壺的前身。1855年,法國人Loysel引進(jìn)一款大容量的吧臺咖啡機。1868年,維也納人Reiss研發(fā)出新型維也納壺。

      3. 1901至1947年為咖啡機發(fā)展的童年期(一次一杯的咖啡專屬特權(quán))

      1906年,意大利人Arduino申請專利,在機器內(nèi)裝入一個熱交換器來快速地將水加熱。1909年,Luigi Giarlotto在機器中加入了泵,從而解決了萃取中壓力不足的問題。1935年,Illy博士發(fā)明了第一臺使用壓縮空氣來推動水通過咖啡粉的機器。

      4. 1948至1961年為咖啡機發(fā)展的青春期(壓力變大水溫下降,“黃金泡沫”的誕生)

      1948年,Gaggia將活塞式杠桿彈簧咖啡機引進(jìn)市場。1956年,Cimbali使用液壓系統(tǒng)可避免在使用杠桿時耗費太多的力氣。

      5. 1962年之后為咖啡機發(fā)展成熟期(電子零件的普及化,“熱交換、熱循環(huán)”出現(xiàn))

      1965年,Giampietro Saccani跨出重要的一步,即維持沖煮頭溫度的穩(wěn)定。1961年,意大利與西班牙合作生產(chǎn)E61機型,在過去熱水是被加壓,但現(xiàn)在則是先將水加壓再加熱,相對于過去是一個完美的革命。

      6. 咖啡機的發(fā)展分析

      在咖啡機的發(fā)展歷程中,相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與新型產(chǎn)品的出現(xiàn)起到了很大的促進(jìn)作用。表1為TRIZ理論的40條發(fā)明創(chuàng)造原理在咖啡機發(fā)展史中的體現(xiàn)。表2為咖啡機歷程中五個階段與社會背景中技術(shù)發(fā)展的關(guān)系矩陣。

      五、咖啡機多方面的發(fā)展分析及未來趨勢預(yù)測

      1.咖啡機多方面發(fā)展分析

      (1)技術(shù)發(fā)展

      滲濾式咖啡壺是電咖啡壺的早期產(chǎn)品,雖然價格低廉,但使用不太方便,可靠性較差;真空式電咖啡壺沖制的咖啡味道濃厚,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,容易發(fā)生故障。適者生存,如今市場上就剩下了滴漏式電咖啡壺獨霸天下。

      (2)材質(zhì)發(fā)展

      咖啡機材質(zhì)的發(fā)展,從玻璃咖啡機(圖8)發(fā)展到金屬(圖9)再到塑料咖啡機(圖10)。材質(zhì)的發(fā)展使咖啡機更貼近人的生活,同時成本銳減、可塑性更強、可回收利用材料的出現(xiàn)更使咖啡機能更好地融入我們的生活。

      圖8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖9

      圖10

      (3)色彩發(fā)展

      咖啡機的色彩發(fā)展是根據(jù)咖啡機材質(zhì)變化而變化的,所以咖啡機色彩從透明變化為單一色彩進(jìn)而變化為多彩的咖啡機。顏色的變化使咖啡機更貼近人的生活,滿足不同人的不同個性需要。

      (4)造型發(fā)展

      咖啡機的造型發(fā)展是根據(jù)咖啡機技術(shù)的發(fā)展而變化的。從整體咖啡機(圖11)機體到上下分開(圖12),繼而包裹(圖13)的外形變化??Х葯C造型的變化愈來愈從人的角度出發(fā),舒適性方面性更佳。

      圖11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖12

      圖13

      2.咖啡機的未來發(fā)展趨勢預(yù)測

      僅僅兩百年,咖啡機已經(jīng)是集智能自動化、美觀、時尚于一身了。未來的咖啡機還有很大的發(fā)展空間,明天的咖啡機會是什么樣子,我們一起暢想一下吧!

      (1)根據(jù)TRIZ理論的分離原理、柔性殼體或薄膜原理,復(fù)合材料原理,可預(yù)測未來的咖啡機一定向體積更小,材料更多元化、方便攜帶可折疊彎曲的方向發(fā)展(圖14)。

      (2)根據(jù)TRIZ理論的參數(shù)變化、維數(shù)變化,可預(yù)測未來咖啡機不局限于三維狀態(tài)(圖15)。

      (3)根據(jù)TRIZ理論的代替機械系統(tǒng)原理,傳統(tǒng)的方式也將被感應(yīng)操作、語音控制等代替(圖16)。

      未來咖啡機的發(fā)展方向 一定會更貼近人的生活,完美的融入人的生活;更科技、更環(huán)保、更智能。無論是技術(shù)上,造型上,材料上都會有很大的進(jìn)步。

      圖14 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖15

      圖16

      六、小結(jié)

      喝咖啡已經(jīng)發(fā)展成人們的一種生活方式,它已經(jīng)越來越融入人們的生活??Х葯C的發(fā)展伴隨著人類社會技術(shù)的發(fā)展,從孕育期、誕生期一直到成熟期,咖啡機的演變更是帶給人們更舒適的享受。用TRIZ理論的基本原理分析每一階段咖啡機的發(fā)展,從出現(xiàn)沖突到?jīng)_突解決,都與當(dāng)下社會大環(huán)境下的工業(yè)技術(shù)發(fā)展有著必不可分的關(guān)系。從材質(zhì)、色彩、外形、功能的分析,可以看出咖啡機的發(fā)展也越來越適合社會的需要,適宜人們高品質(zhì)生活的需要。未來的咖啡機將會是在體積、材料、造型、操作方式等方面發(fā)生更大的變革,集智能自動化、美觀、時尚于一身。面對深不可測的未來科技,咖啡機必定會經(jīng)歷一次又一次的洗禮,無論外形還是內(nèi)部結(jié)構(gòu),必定會發(fā)生驚人的變化。 ? ? ? 責(zé)編/劉紅偉

      參考文獻(xiàn)

      [1] 喝咖啡-豆丁網(wǎng) ? http://www.docin.com/p-677055191.html.

      [2]咖啡機-360百科 ? http://baike.so.com/doc/history/id/469634.

      [3]咖啡機歷史-百度文庫 http://wenku.baidu.com/view/d23d8933a32d7375a4178024.html.

      [4]趙新軍.技術(shù)創(chuàng)新理論(TRIZ)及應(yīng)用. [M] .化學(xué)工業(yè)出版社,2004.5.

      [5]檀潤華.《發(fā)明問題解決理論》. [M] .科學(xué)出版社,2004.

      [6]圖片來源:http://image.baidu.com

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