可食用透明冰產(chǎn)品設(shè)計與應(yīng)用研究

杜兆群 郭旭文 張 宇＊

哈爾濱工程大學(xué)

一、引言

后冬奧時代, 冰產(chǎn)品作為冰雪文化的一種表現(xiàn)形式迎來了更多的發(fā)展機遇。以人造透明冰為基材的冰雕藝術(shù)品、餐飲用品等透明冰制品, 打破了季節(jié)和地域的限制, 逐漸在國內(nèi)外的大眾生活中得到推廣。 如何在傳統(tǒng)冰雪文化的基礎(chǔ)上, 運用現(xiàn)代的設(shè)計思維和藝術(shù)表達方式為透明冰產(chǎn)品賦予全新的時代含義, 體現(xiàn)當(dāng)下人的審美文化需求, 對傳播與推廣冰雪文化、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實意義。

冰最初用來冷藏食物, 18世紀末, 冰開始以食品的形式出現(xiàn)。20世紀初, 由于制冷技術(shù)的革命, 全球古老的采冰業(yè)轉(zhuǎn)為制冰業(yè), 并在美國得到飛躍式的發(fā)展。同時, 歐洲也相繼出現(xiàn)大型的制冰工廠。繼而, 隨著醫(yī)藥提純技術(shù)及結(jié)晶科學(xué)的發(fā)展, 20世紀末, 人造透明技術(shù)開始出現(xiàn)在制冰產(chǎn)業(yè)中。

可食用透明冰是優(yōu)質(zhì)無雜質(zhì)的人造冰, 被廣泛應(yīng)用于餐飲、展示、旅游等行業(yè)。隨著冰雪文化在中國的普及以及國家對冰雪文化的政策性扶持, 人們對冰的需求更加多樣化, 除使用和食用之外, 消費者對冰產(chǎn)品的關(guān)注點更傾向于美觀性、藝術(shù)性和文化體驗過程。

二、國內(nèi)外制冰技術(shù)現(xiàn)狀分析

（一）國外制冰技術(shù)的研究現(xiàn)狀

可食用透明冰是一種優(yōu)質(zhì)的人造冰, 具有透明度高、形態(tài)完整、凍結(jié)堅實、融化速度慢等優(yōu)點。在感官上, 透明冰由于具有滋味純正、沒有異味、肉眼看不出雜質(zhì)等特性, 于是被制作成冰塊、冰球、冰杯等多種形狀, 廣泛應(yīng)用于餐飲、旅游等行業(yè)。

現(xiàn)階段先進的制冰技術(shù)研發(fā)企業(yè)有美國通用、德國西門子、Hoshizaki等。21世紀初, 透明冰的產(chǎn)品及其生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)呈現(xiàn)出家庭化、小型化、自動化特征。例如, 1B與Wintersmiths等制造商, 針對家庭制冰設(shè)備展開模具制冰技術(shù)的研發(fā), 致力于低生產(chǎn)成本和高質(zhì)量冰塊的制造。Hoshizaki的制冰機率先實現(xiàn)了設(shè)備的全自動化和特定形狀冰塊的加工。

（二）國內(nèi)制冰行業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀

相比于國外, 國內(nèi)可食用冰的制造在技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、產(chǎn)品推廣方面均屬于初始階段。21世紀初, 國內(nèi)制冷技術(shù)及其制造伴隨經(jīng)濟發(fā)展迅速崛起, 集中于大型工業(yè)制冷、家用電器等生活必需品；近年來, 伴隨快餐、文旅業(yè)的發(fā)展, 用于飲料、酒水勾兌的可食用冰制造設(shè)備開發(fā)正悄然興起, 家庭化、自動化發(fā)展趨勢顯著。結(jié)冰速度、制冰數(shù)量、設(shè)備體積是現(xiàn)階段關(guān)注的焦點；對于可食用冰的形狀、透明程度研究較少。

三、透明冰產(chǎn)品藝術(shù)性及應(yīng)用分析

冰是冰雪文化產(chǎn)業(yè)中的核心。透明冰產(chǎn)品主要用于酒水和飲料的勾兌及降溫。透明冰的應(yīng)用場景包括賓館、酒吧、KTV、餐飲等休閑旅游業(yè), 另外在商務(wù)與會務(wù)活動、文化活動、婚慶禮儀等公共活動中也有廣泛應(yīng)用。

（一）冰雪旅游場所的應(yīng)用

1.斯德哥爾摩冰酒吧

斯德哥爾摩酒店設(shè)計的“冰吧”是世界上第一個永久性的冰酒吧, 建于2002年。它是瑞典最著名的旅游景點, 為冰雪體驗提供個性化服務(wù)[1］。酒吧內(nèi)的室內(nèi)溫度保持在零下7攝氏度（19華氏度）, 內(nèi)部最多可容納60人。酒吧內(nèi)部墻壁、桌子、椅子、游客盛飲料的杯子都是用冰雕刻而成。進入冰吧, 是一種完全獨特的體驗。迎接游客的是清涼的空氣和美麗而獨特的冰雕藝術(shù)。

2.瑞典冰旅館

1989年冬季, 世界上第一家冰旅館——瑞典冰旅館建成。這個季節(jié)性的冬季冰旅館住宿范圍從標準的冰房到優(yōu)雅的藝術(shù)套房。每間標準冰房都配有用冰制成的裝飾品和床?？笨吮灭^的冰屋（如圖1）與瑞典冰旅館的冰房相似, 都配有用冰制成的裝飾品和床。酒店內(nèi)部陳列有手工雕刻的冰雕藝術(shù)品, 還有冰酒吧和當(dāng)?shù)靥厣牟惋嫹?wù)。餐飲中的器皿多數(shù)由可食用透明冰制成。

圖1 魁北克冰晶旅館的冰屋

（二）酒類用冰

威士忌勾兌用的冰球是通過去除冰塊中的氣泡和雜質(zhì)獲得的可食用冰, 也是可食用透明冰產(chǎn)品的主要形式。調(diào)制雞尾酒用的球形冰（如圖 2）也是如此。因為放置在杯中的球形冰塊與相同體積的其他形狀的冰塊相比, 與液體接觸的面積最小, 故而球形的冰塊融化速度相對較慢, 從而獲得的降溫時間最長。這一特點使球形透明冰成為威士忌勾兌用冰的首選。球形透明冰圓潤、晶瑩剔透, 在飲用飲品的同時能獲得高質(zhì)量的感官體驗, 既能滿足文化體驗, 又能獲得精神上的儀式感。威士忌飲用者對冰球透明度的極致追求, 也是對理想生活的追求。

圖2 調(diào)制雞尾酒用的球形冰

四、可食用透明冰產(chǎn)品存在的問題分析

根據(jù)上述案例應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn), 國內(nèi)可食用冰產(chǎn)品存在的問題主要體現(xiàn)在對用戶心理需求層面缺少充分的考慮, 從而忽略“冰”作為文化產(chǎn)品在文化體驗方面的心理功能, 最終導(dǎo)致在可食用透明冰制造方面產(chǎn)生一系列的連鎖問題, 其根本原因主要分為以下幾點：

第一, 由于時間（季節(jié)）與空間（地域）的限制, 現(xiàn)有制冰技術(shù)還未能滿足“南方”使用者對“冰雪藝術(shù)”體驗的向往；第二, 國內(nèi)現(xiàn)有制冰技術(shù)起步晚, 在特定形狀冰體、透明冰體以及全自動制冰設(shè)備的研究方面進展緩慢；第三, 特定形狀的冰產(chǎn)品加工技術(shù)以人工為主, 還不能實現(xiàn)產(chǎn)品化生產(chǎn), 加工成本過高；第四, 透明冰產(chǎn)品與生產(chǎn)設(shè)備在設(shè)計方面的脫節(jié), 使得產(chǎn)品的造型美學(xué)、軟價值、用戶的心理需求得不到足夠的考量。

（一）用戶需求的側(cè)重點

作為文化產(chǎn)品的可食用透明冰與其他文化產(chǎn)品具有相同的產(chǎn)品屬性, 即可食用透明冰所承載的心理功能大于使用功能。在實際生活中, 無論是冬季天然形成的冰還是人工制冰, 都很難形成視覺上無雜質(zhì)且透明的冰體。只有在特定的地理環(huán)境中, 或者對水的結(jié)冰過程進行人為干預(yù), 才能形成沒有氣泡、雜質(zhì)、質(zhì)地“晶瑩剔透”的冰體, 即理想中的“冰”。

顯然, 多數(shù)人對冰的感官印象及其概念的框定都帶有“理想化”傾向, 而這一傾向也會在文化產(chǎn)品（冰）的消費過程中發(fā)揮指導(dǎo)作用。所以, 可食用人造冰的透明度、形狀等視覺感受不僅是制冰工藝的表征, 而且是冰體所承載著的消費者對“冰”的全部想象, 以及在想象的過程中所賦予的文化價值。

（二）制造技術(shù)的基本原理

制備透明且具有特定形狀的冰塊需要先進的制冰技術(shù)。透明冰的生長是一個復(fù)雜的過程。冰中的氣泡是由結(jié)冰前溶解在水中的空氣形成的。冰中氣泡的數(shù)量、大小是影響冰體透明程度的關(guān)鍵因素。當(dāng)水結(jié)冰時, 氣體分子由于體積過大而不能進入晶格, 在界面處被排斥, 并聚集在界面附近的液體中。隨著凍結(jié)過程的進行, 液體中氣體分子的飽和比隨時間增加, 并在界面處達到最大值[2］。氣體飽和比的增加最終導(dǎo)致氣泡的形成和增長。在結(jié)冰速率很小的情況下, 冰中排出的一些溶解的空氣可能通過水的擴散而逸出[3］。當(dāng)冰中氣泡的含量非常微小時, 完全超出肉眼視域范圍。此時, 溶解空氣形成的氣泡大小, 足以“看不到”[4］, 冰體幾乎以完全透明的形式呈現(xiàn)。

五、藝術(shù)與技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用設(shè)計

綜上, 循環(huán)流動的供水結(jié)構(gòu)是透明純凈冰體形成的必要條件。透明冰的制造應(yīng)采用循環(huán)流動的機構(gòu), 循環(huán)流動的水體能夠為冰前水體中的可溶解氣體逃逸提供動力[5］, 也能有效降低水中可溶解固體在冰中的凝結(jié)。

結(jié)合循環(huán)供水結(jié)構(gòu)設(shè)置結(jié)冰模具（如圖3）, 進而實現(xiàn)特定形狀冰體的凍結(jié), 如冰球體、冰方體、冰杯等。實驗證明, 圖3中的透明冰設(shè)備結(jié)構(gòu), 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)特定形狀冰體的凍結(jié), 而且能夠保證冰體的透明度。其中, 圖3中的a外置蓄水容器將設(shè)備內(nèi)部分割為不同溫度區(qū)間, 保證了儲備水源的恒定溫度以及不結(jié)冰狀態(tài), 為模具內(nèi)部冰前水體的替換提供穩(wěn)定的物理環(huán)境。以該結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ), 本案例完成了圓柱形透明冰杯的制作（如圖4-b）, 并且根據(jù)用戶的實際使用需求, 實現(xiàn)了橘皮和檸檬在冰杯內(nèi)部的凍結(jié)。

圖3 制冰模具機構(gòu)的設(shè)計（a-外置蓄水容器；b-機構(gòu)主體；c-循環(huán)水泵；d-模具內(nèi)水體；e-制冰模具；f-冷媒；g-蒸發(fā)器；h-外保溫層）

圖4 兩種不同工藝冰杯的對比（a-以40加侖大體積冰塊為材料, 經(jīng)機械切割, 采用沖孔工藝制作的冰杯；b-以循環(huán)供水系統(tǒng)為基礎(chǔ), 采用模具制作的冰杯）

與傳統(tǒng)加工方法（如圖4-a）相比, 采用模具制作的冰杯, 在透明度、冰杯容積的一致性、外觀的平滑程度方面, 遠優(yōu)于傳統(tǒng)機械加工方法。機械加工方法制作冰杯時, 經(jīng)切割加工使冰杯外形為方體, 內(nèi)部為沖孔加工方法形成的柱體結(jié)構(gòu), 雖然能夠?qū)崿F(xiàn)容器的功能, 但不適用于抓握和飲用。圖4-b是采用模具制作并改進的可食用透明冰杯, 在形狀方面, 冰杯的內(nèi)外均為圓形, 解決了冰杯在使用過程中方形帶來的不適。另外, 冰杯在模具凍結(jié)的過程中添加了橘皮和檸檬, 不僅增加了冰杯的藝術(shù)形式內(nèi)涵, 而且在使用功能方面也為冰飲增加了果蔬味道。

采用模具制作可食用透明冰產(chǎn)品, 能夠省去機械加工、人工雕刻的制造成本, 提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量。冰杯的造型與樣式的設(shè)計增加了產(chǎn)品的藝術(shù)性與文化內(nèi)涵。模具加工技術(shù)與產(chǎn)品造型藝術(shù)的結(jié)合, 不僅適合可食用透明冰產(chǎn)品的產(chǎn)品化生產(chǎn), 而且為產(chǎn)品藝術(shù)表現(xiàn)形式提供了更多的設(shè)計空間。

本案例中透明冰杯的設(shè)計以冰雪文化體驗為基礎(chǔ), 在明確使用者的使用方式、使用過程體驗的基礎(chǔ)上, 結(jié)合造型藝術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計進行開發(fā), 并在實際應(yīng)用與推廣過程中收到良好的用戶反饋。實踐證明, 藝術(shù)性與制作工藝的結(jié)合可以拓寬可食用透明冰產(chǎn)品應(yīng)用的思路。在賓館、酒吧、KTV、休閑娛樂場所、冬季文旅等應(yīng)用場景中, 將冰雪產(chǎn)品與冰的藝術(shù)性相結(jié)合, 能夠滿足消費者“理想”中冰雪文化體驗的需求。制冰技術(shù)的完善以及與設(shè)計藝術(shù)的結(jié)合, 能夠?qū)⒏玫?、更具藝術(shù)性和原創(chuàng)性的冰雪產(chǎn)品引入生活, 開拓冰雪文化的創(chuàng)新體驗。