基于雙層復(fù)合桶與智能操控于一體的多功能饅頭面包機(jī)

鄧海濤

（青島澳柯瑪生活電器有限公司 青島 266500）

引言

家用面包機(jī)自20世紀(jì)90年代從國(guó)外傳入中國(guó)以來(lái),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和普及，面包機(jī)市場(chǎng)正朝著智能化、高端化的方向發(fā)展，成為中國(guó)家庭中常見(jiàn)的廚房小家電[1]。但現(xiàn)有的面包機(jī)產(chǎn)品，只能做西式面包產(chǎn)品，不能實(shí)現(xiàn)中國(guó)人喜愛(ài)的蒸饅頭功能。而現(xiàn)有技術(shù)中的饅頭機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，并且拆卸安裝麻煩，密封性不好，技術(shù)不成熟，不適合家庭使用，也無(wú)法應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)。

本文主要是研究一種具有蒸制饅頭和烤制面包雙重功能的家用電器，采用單桶結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)饅頭蒸制和面包烤制的雙重功能。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于小家電行業(yè)，集蒸饅頭、和面、烤面包于一體，使傳統(tǒng)蒸饅頭工藝中的和面、揉面、發(fā)酵、蒸制等工藝，全程采用微電腦控制，全自動(dòng)蒸制饅頭，無(wú)任何添加劑。該產(chǎn)品具有智能全自動(dòng)，可控多功能的一體化的優(yōu)勢(shì)，符合了中國(guó)人的飲食習(xí)慣與需求。

1 一種雙層復(fù)合桶的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

1.1 雙層復(fù)合桶結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)

基于雙層復(fù)合桶與智能操控于一體的多功能饅頭面包機(jī)（如圖1所示），包括饅頭面包機(jī)頂蓋、雙層復(fù)合桶、桶蓋、加熱裝置、控制面板和攪拌驅(qū)動(dòng)裝置，其中主要核心部件是雙層復(fù)合桶（如圖2所示）。桶身采用雙層桶壁結(jié)構(gòu)，即外桶壁和內(nèi)桶壁，在外桶壁與內(nèi)桶壁之間設(shè)有夾層，在內(nèi)桶壁的內(nèi)側(cè)設(shè)有原料放置區(qū)域、氣孔；每個(gè)桶分別由耐磨面油層（不沾性），黑色聚能底油層（更好傳遞熱能），沙型氧化層（提升內(nèi)膽硬度），鋁質(zhì)基層（均勻受熱），抗氧保護(hù)層（耐磨防腐蝕）五層構(gòu)成。在外桶壁的下方設(shè)有儲(chǔ)水區(qū)域，制作饅頭時(shí)，在內(nèi)外桶壁的夾層里需要提前放入一定量的清水，使之加熱產(chǎn)生蒸汽，沿著儲(chǔ)水區(qū)域、夾層、上部透氣孔和原料放置區(qū)域的方向形成一條蒸汽通道，蒸制的饅頭熱量傳導(dǎo)更加柔和，饅頭表面白嫩細(xì)滑、口感松軟。

1.2 桶蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

制作饅頭主要是采用蒸制的方式，制作面包主要是采用烤制的方式。蒸和烤是兩種截然不同的工藝方法，要將兩種工藝在一個(gè)產(chǎn)品上面實(shí)現(xiàn)難度很高，烤面包的時(shí)候，內(nèi)部溫度很高，最高可達(dá)到200多度高溫；而蒸饅頭的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，必須要做好產(chǎn)品的密封，防止蒸汽流失，因此，對(duì)復(fù)合桶密封蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要考慮密封性和適用性，保證蒸饅頭時(shí)的加熱溫度。桶蓋主要是用在饅頭制作過(guò)程，桶蓋放置在內(nèi)壁與外壁之間的臺(tái)階中，起到密封保溫的作用。桶蓋中間部位有雙層透明玻璃視窗，可以不開(kāi)啟蓋子觀察桶內(nèi)食物加工過(guò)程；桶蓋頂部增加排氣孔，使桶內(nèi)產(chǎn)生微壓，加快食物的加熱速度；桶蓋周圍采用食品級(jí)硅膠密封，保證蒸汽不外漏，同時(shí)還可以確保面團(tuán)充分發(fā)酵。蒸饅頭過(guò)程中可以形成封閉式的環(huán)境，徹底鎖住水分，形成大蒸汽環(huán)境，完美模仿大火灶燒的環(huán)境，讓制作出來(lái)的饅頭柔中帶韌，更有嚼勁。

1.3 . 設(shè)計(jì)水槽結(jié)構(gòu)

水槽在外桶壁與內(nèi)桶壁之間的夾層中，用鉚釘將內(nèi)外桶壁進(jìn)行固定連接，底部增加防水墊片，防止在攪拌時(shí)有水滲出。通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)加水槽，配備專用的漏斗和水杯，在兩側(cè)加水口可將水加到底部，內(nèi)壁上有散熱孔，形成真正的蒸鍋方式，從底部散發(fā)熱氣，將面團(tuán)加熱蒸熟，底部加水實(shí)現(xiàn)真正蒸饅頭。

圖1 多功能饅頭面包一體機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖2 雙層復(fù)合桶結(jié)構(gòu)桶

2 雙層復(fù)合桶在饅頭面包機(jī)的應(yīng)用

將雙層復(fù)合桶應(yīng)用在面包機(jī)上面，解決了現(xiàn)有的面包機(jī)和饅頭機(jī)功能較為單一，購(gòu)買兩種機(jī)器成本較高、占用廚房面積較大的問(wèn)題。這種結(jié)構(gòu)提升了蒸制方法，降低了生產(chǎn)成本、縮小了廚房占用空間。同時(shí)基于雙層的復(fù)合桶結(jié)構(gòu)，在饅頭面包機(jī)的功能上增加20種智能菜單，如：饅頭模式、面包模式、糕點(diǎn)模式、手工模式等。

該饅頭面包機(jī)設(shè)置具有全自動(dòng)和面功能，模擬手工和面，采用大于2 500次手工揉面工藝設(shè)計(jì)，使得面團(tuán)的韌性提高36 %；內(nèi)桶采用菱形內(nèi)膽設(shè)計(jì)，增大了受熱面積，配合八面立體多維加熱技術(shù)，讓面團(tuán)受熱更均勻，發(fā)酵效果更好；在面團(tuán)重量方面采用500 g、750 g、1 000 g三種重量，方便不同人群使用；另外其和面、發(fā)面功能，可制作酸奶、果醬、糕點(diǎn)、烘烤等功能；饅頭面包機(jī)的控制板采用15 h長(zhǎng)時(shí)段預(yù)約，提前配好配方，預(yù)約好時(shí)間，即可自動(dòng)完成制作。

3 產(chǎn)品測(cè)試與驗(yàn)證

饅頭面包機(jī)最重要的是要體現(xiàn)良好的口感，對(duì)于關(guān)鍵性技術(shù)的要求頗高[2]。在產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證過(guò)程中，雙層復(fù)合桶面臨了一個(gè)問(wèn)題，就是采用雙層桶后，其內(nèi)部加熱溫度受影響，桶內(nèi)食物受熱不足，做出的饅頭內(nèi)芯夾生。為了使得桶內(nèi)加熱溫度的穩(wěn)定，保證面團(tuán)發(fā)酵良好，避免蒸烤后的饅頭或面包內(nèi)部夾生不熟，在對(duì)加熱管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和程序時(shí)間做了調(diào)整。

饅頭面包機(jī)采用兩種加熱管加熱：包括用于蒸制饅頭時(shí)使用的第一加熱管、以及用于烤制面包時(shí)使用的第二加熱管。第一加熱管位于外筒內(nèi)部并安裝在內(nèi)桶的下方，第二加熱管環(huán)繞設(shè)置在內(nèi)桶的側(cè)部。為進(jìn)一步驗(yàn)證其饅頭內(nèi)芯部位的加熱溫度是否達(dá)到100 ℃±5，對(duì)其進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)測(cè)試。以500 g白面饅頭為例，按照控制面板制作饅頭的程序共計(jì)102 min（如表1），配料主要有水、面粉、酵母以及食用油，按照配比制作（如表2），具體實(shí)驗(yàn)如下。

3.1 設(shè)定程序及食材配料（見(jiàn)表1和表2）

3.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及數(shù)據(jù)

測(cè)試共分為三次，分成三種不同加水狀態(tài)和控溫溫度，實(shí)驗(yàn)條件分別是：控溫100 ℃/外桶加水200 g、控溫110 ℃/外桶加水200 g、控溫100 ℃/外桶加水100 g（如表3所示）。與面包機(jī)相同，在桶身置有溫度傳感器，能夠傳輸溫度信號(hào)給微處理器，從而有效的控制發(fā)酵溫度、蒸烤溫度等[3]。通過(guò)以上三種不同的測(cè)試狀態(tài)，通過(guò)查看饅頭效果，找出最佳的饅頭制作程序。

通過(guò)數(shù)據(jù)以及溫度曲線（見(jiàn)圖3～5）可以看出，控溫110 ℃/外桶加水200 g的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下，其內(nèi)桶內(nèi)空氣溫度較高，明顯高于另外兩個(gè)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)條件（如圖4所示）；其實(shí)驗(yàn)過(guò)程中共消耗水量70 g，水量消耗最大，產(chǎn)生蒸汽效果好，這樣會(huì)使得饅頭表面不干燥、不開(kāi)裂，外形美觀。

表1 程序菜單設(shè)定

表2 饅頭食材配料

表3 測(cè)試數(shù)據(jù)

3.3 實(shí)驗(yàn)效果驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)三種不同實(shí)驗(yàn)條件的饅頭進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試完畢的饅頭取出，作對(duì)比驗(yàn)證。在控溫為100 ℃、外桶加水200 g的A實(shí)驗(yàn)條件下（如圖6），饅頭內(nèi)芯熟透，氣孔較多且氣孔較大，饅頭表面有明顯開(kāi)裂，外觀較差；在控溫為110 ℃、外桶加水200 g的B實(shí)驗(yàn)條件下（如圖7），饅頭內(nèi)芯熟透，氣孔較少且氣孔較小，緊實(shí)有彈性，饅頭表面無(wú)開(kāi)裂，外觀較好；在控溫為100 ℃、外桶加水100 g的C實(shí)驗(yàn)條件下（如圖8），饅頭內(nèi)芯熟透，饅頭表面有明顯開(kāi)裂，表皮干燥，氣孔密且小，外觀較差。

由此可得，在控溫為110 ℃、外桶加水200 g的B實(shí)驗(yàn)條件下制作出來(lái)的饅頭，其口感、外觀、松軟度效果良好，符合要求。因此，將其參數(shù)確定為饅頭面包機(jī)的饅頭制作功能設(shè)定。經(jīng)過(guò)樣機(jī)、小批、批量試生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝成熟穩(wěn)定，可以批量生產(chǎn)和市場(chǎng)投放銷售，經(jīng)濟(jì)效益良好。

4 結(jié)論

本文提出了一種基于雙層復(fù)合桶與智能操控于一體的多功能饅頭面包機(jī)，能夠集蒸饅頭、和面、烤面包于一體，全程采用微電腦控制，全自動(dòng)蒸制饅頭和烤制面包。本文通過(guò)一種新型的雙層復(fù)合桶實(shí)現(xiàn)蒸烤功能，并且通過(guò)一系列的測(cè)試，驗(yàn)證出最佳效果的功能程序和溫度控制。本文核心技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)比較，創(chuàng)新路徑是在自創(chuàng)的理論、模型支撐下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，為小家電行業(yè)的同類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供新的建議和思路。

圖3 控溫100 ℃/外桶加水200 g的溫度曲線圖

圖4 控溫110 ℃/外桶加水200 g的溫度曲線圖

圖5 控溫100 ℃/外桶加水100 g的溫度曲線圖

圖6 A實(shí)驗(yàn)條件下的饅頭效果

圖7 B實(shí)驗(yàn)條件下饅頭效果

圖8 C實(shí)驗(yàn)條件下饅頭效果