基于TRIZ理論的咖啡機的發展分析

刁寒+趙新軍

一、引言

在工業技術飛速發展的今天，咖啡機已經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的最求也越來越高，引發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現咖啡到現在，已有1500多年的歷史了。咖啡是世界上最流行的飲品之一，喝咖啡的過程：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。但是相對現代快速的生活節奏來說，許多人沒有時間學習這些工藝。為了解決這個問題，咖啡機就應運而生了。

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，但其結構復雜，容易發生故障。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），人們把電子技術應用到咖啡機上，實現了預熱、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、咖啡機的發展歷程及TRIZ應用

咖啡機的發展經歷了如圖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·湯普生便發明了朗福特過濾式咖啡壺，在當時大受歡迎。1763年，法國人頓馬丹發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設計了多款小型桌上咖啡器。1840年，英國海洋工程師納貝爾發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引進一款大容量的吧臺咖啡機。1868年，維也納人Reiss研發出新型維也納壺。

3. 1901至1947年為咖啡機發展的童年期（一次一杯的咖啡專屬特權）

1906年，意大利人Arduino申請專利，在機器內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市場。1956年，Cimbali使用液壓系統可避免在使用杠桿時耗費太多的力氣。

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

1965年，Giampietro Saccani跨出重要的一步，即維持沖煮頭溫度的穩定。1961年，意大利與西班牙合作生產E61機型，在過去熱水是被加壓，但現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. 咖啡機的發展分析

在咖啡機的發展歷程中，相關技術的進步與新型產品的出現起到了很大的促進作用。表1為TRIZ理論的40條發明創造原理在咖啡機發展史中的體現。表2為咖啡機歷程中五個階段與社會背景中技術發展的關系矩陣。

五、咖啡機多方面的發展分析及未來趨勢預測

1.咖啡機多方面發展分析

（1）技術發展

滲濾式咖啡壺是電咖啡壺的早期產品，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，但其結構復雜，容易發生故障。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）材質發展

咖啡機材質的發展，從玻璃咖啡機（圖8）發展到金屬（圖9）再到塑料咖啡機（圖10）。材質的發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）色彩發展

咖啡機的色彩發展是根據咖啡機材質變化而變化的，所以咖啡機色彩從透明變化為單一色彩進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）造型發展

咖啡機的造型發展是根據咖啡機技術的發展而變化的。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。咖啡機造型的變化愈來愈從人的角度出發，舒適性方面性更佳。

圖11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖12

圖13

2.咖啡機的未來發展趨勢預測

僅僅兩百年，咖啡機已經是集智能自動化、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TRIZ理論的分離原理、柔性殼體或薄膜原理，復合材料原理，可預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展（圖14）。

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

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

未來咖啡機的發展方向 一定會更貼近人的生活，完美的融入人的生活;更科技、更環保、更智能。無論是技術上，造型上，材料上都會有很大的進步。

圖14 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖15

圖16

六、小結

喝咖啡已經發展成人們的一種生活方式，它已經越來越融入人們的生活。咖啡機的發展伴隨著人類社會技術的發展，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展，從出現沖突到沖突解決，都與當下社會大環境下的工業技術發展有著必不可分的關系。從材質、色彩、外形、功能的分析，可以看出咖啡機的發展也越來越適合社會的需要，適宜人們高品質生活的需要。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，咖啡機必定會經歷一次又一次的洗禮，無論外形還是內部結構，必定會發生驚人的變化。 ? ? ? 責編/劉紅偉

參考文獻

[1] 喝咖啡-豆丁網 ? 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.技術創新理論（TRIZ）及應用. [M] .化學工業出版社，2004.5.

[5]檀潤華.《發明問題解決理論》. [M] .科學出版社，2004.

[6]圖片來源：http：//image.baidu.com