从日本电饭煲看

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电饭锅的设计、制造是基于对于人对味道的感知(味觉)和食物(如大米)的研究,是人工将这些研究成果翻译成功能,并且通过技术在工业制品上再现的产物,因而是人类智慧、技术的结晶。那么今天跟随小编一起来了解下日本电饭锅为什么能卖那么火,它是怎么诞生的呢?

一、电饭锅诞生前传1、味觉研究:所谓美味,不仅仅是对甜味、咸味等等的味道的感觉(味觉),也包括食物入口时的感觉、咀嚼时的口感等等。研究表明,对于我们人体而言,同等糖分量,口感的原则是:“越柔软越甜”;同时,吃过日料的人都知道,日本人对于食品的视觉也有很高的要求。尤其在竞争激烈、创新不断的今天,外观款式也已经日益成为竞争的一大要素。因此,研发电饭锅,必须考虑食物的视觉、味觉、触觉(口感)、嗅觉的综合性。那么,所谓“美味”,是否可以测量呢?回答是肯定的。舌头上有一种肉眼看不见的、称之为“味蕾”的小小器官,其中有50~个受容细胞(味细胞)。这种味细胞就是用于感知甜味的。食物越是细小,味细胞越能够感知甜味。因此,咀嚼次数不变的情况下,硬的食物就不甜。当然,除了柔韧性之外,温度、品尝者的年龄等等也很重要。因此,味觉是一种“复合型感觉”,把味觉进行量化难度很大。目前一般采用官能评价手法和基于数据的理化学分析手法相结合的方法。⑴官能评价手法:包括视觉、嗅觉、味觉、口感等等。⑵理化学分析手法:常用工具如磁共振成像、电子显微镜等仪器。①磁共振成像:能够看见头发的万分之一。②数码显微镜:普通显微镜只能看见平整的物体,而这种显微镜能够看见凹凸不平的物体。用此观察米饭随时间的变化情况。③水分率仪:用于测量米饭的水分。④色素分析仪:通过测量食物颜色,对其进行定量性把握。⑤物性分析仪:用于食物的硬度、粘度、弹性进行物理性测量。⑥味觉传感器(九州大学):为了测量味觉,日本在世界上首次发明了味觉传感器。其基本原理是:代替味蕾的味细胞感知味道。现在,味觉传感器非常畅销,被广泛应用于食品行业和医疗行业。

2、米饭研究⑴米的吸水率据研究,日本大米的吸水率一般为63%。大米的吸水率只要改变1%,米饭的甜味和口感就会发生变化。日本在设计电饭锅的时候,因此要求把这种变化控制在1%之内。⑵吸水与浸泡时间、水的分布的关系

上图可见温度变化与米饭的甜味、口感、粘性的关系把大米在10℃的水中浸泡20分钟与60分钟,60分钟的米饭柔软而丰满,20分钟的则干燥干瘪。

使用倍显微镜观测可以发现,60分钟的米饭比20分钟的产生了更大更广泛的蜂窝状,由此造成了柔韧性和口感的不同。

⑶温度与加热⑷米饭与温度的关系日本的电饭锅因此一方面想方设法把变化控制在1%之内;同时,用高温在短时间里使大米能够充分吸水。

日本电饭锅正是基于上述的研究,提出设计要求的。因此,电饭锅其实是技术与经验的结晶。

二、有什么技术因素

电饭锅是从以米饭为代表的日本饮食文化中发展起来的家电制品,也是科技成果的浓缩,体现了日本技术能力与日本文化的融合。电饭锅其实是日本的发明。作为电器技术与日本大米文化的接点,年诞生了自动式电气锅(三并义忠及其光伸社)。在当时,与电冰箱、洗衣机并列为三大白色电器。以后,逐渐向以米饭文化为主体的东亚各国扩散。

最早的电饭锅()不过,最早的电饭锅仅仅是做饭,就连保温功能也不具备。作为“电器产品”拥有保温功能的电饭锅是年诞生的。以后,除了做饭和保温两大基本功能之外,追求美味的技术在三个方面展开:1、加热-压力方式加热方式,即控制火力、压力与水蒸汽的技术。美味米饭的做法涉及三大要素:米、水、火力。其中,与电饭锅有关的当然是“火力”。同样的大米,由于电饭锅火力不同,味道大不一样。巧妙控制强火,对大米均匀加热是关键。电饭锅的保温加热方式可以分为加热器方式和IH(诱导加热)方式2种。另外,加热功能又大致可以分为“压力”、“非压力”两种。首先是采用机械式开关的加热方式(机械式)。后来,在年诞生了采用芯片对加热状态进行控制的微机方式,使时间设定更加精确、容易。年微机方式发展到内胆全体加热的IH方式。松下电器(现Panasonic)发明了用磁力线撞击内胆,使内胆自己直接发热的所谓IH式电饭锅。因为是内胆主体自己发热,所以大米能够均匀加热。IH式加热性能高,目前的电饭锅已经普遍采用这一方式。到此为止都是“非压力”方式加热。后来又发展到一边IH加热,一边给内胆内部全体施加压力的所谓“压力IH”方式。“压力”式当然是向锅里施加空气产生“压力”。由于在1个气压下水在度沸騰,因此,增加气压后沸点的温度更高,通过提高沸点能够使米饭更加美味。再后来,发展到在IH加热时喷射过热水蒸汽的所谓“蒸汽IH”方式。施加度高温蒸汽,一方面能够防止大米干燥,另一方面可以高温加热,使米饭具有弹性。

2、内胆的材料技术和制造技术其二是内胆的材料技术和制造技术。各种材料的热传导率、发热性、保温性各不相同,例如:铜的热传导率高,但炭的发热性更好,而土锅则是保温性好。于是,为了制造差异化,各厂商都在内胆材料上下功夫。首先是三菱电机,6年发明了炭锅(本炭锅)电饭锅,即把大块的炭削成内胆。当然成本很高,价格比当时一般电饭锅贵4倍左右(当时IH式是2~3万日元,三菱电机的本炭锅超过10万日元)。现在还有土锅胆、铁胆、铜胆、南部铁器极羽胆等等,其中包含着各个厂商各自的材料技术与制造技术,是其它公司难以模仿的部分。目前常见的电饭锅有:①厚胆:胆厚则容易保温,一般以厚度2.3mm以上为“厚胆”。②多层胆:层数有7层、8层、9层之分,基本是在锅的内外侧使用热传导率高的材料,如铜、金、钻石。③真空胆:结构大致与保温瓶相同。既能够保温,传热效率又高,还能够使米饭具有弹性,重量也比多层胆和厚胆轻。④铜胆:比较起铁、钢材料,铜的热传导率更好;多层胆中也大量使用铜。⑤炭胆:纯度99.9%的炭材料做成。炭的热传导率高、远红外线效果好,能够在短时间里均匀加热,因而能够使米饭的味道更佳。⑥土锅胆:土锅蓄热能力更强、也具备远红外线效果。⑦钻石胆:内胆涂上钻石微粒的锅。与铜胆比較,钻石具有大约倍的热效。通过增加热量,使米饭更加美味。另外还有所谓“锻造钻石银胆”,即在内胆涂上钻石微粒和银,从而使热传导率更高。⑧铁胆:发热性好。能够产生约0度的高温。加上高温蒸汽,能够使温度更加均匀。

3、精密电子控制电饭锅里精密的电子控制技术是生命线,这也是日本的强项。iPhone主要有5个国家的零部件构成,按量排序是:日本、德国、韩国、美国、中国,其中日本占了三分之一。就电饭锅而言,改变“加压时间长度”、“可变压力次数”、“蒸汽温度”、“做饭时间”,都不简单,需要精密控制。因此,电饭锅中既有模拟技术,又有数码技术;既有材料技术,又有制造技术;既有传感技术,又有控制技术。从这一意义上讲,日本电饭锅是日本制造业技术的集大成:电饭锅充分发挥了日本的技术整合这一特长,使各种技术与“美味”科学融合;同时也实现了小型化。

三、案例:Panasonic的IH电饭锅研发Panasonic的IH电子保温电饭锅“SR-SPX3”系列是在IH的加热性、控制性基础上,又加上了压力锅的要素、蒸汽喷射等等技术,是集“美味”技术之大成的产品。Panasonic的技术:一是全面IH(大火力跳舞,对大米进行全方位的均匀发热,并把热量封闭在锅内),二是℃蒸汽;三洋电机的技术是:可变压力跳舞。这三种技术都体现在“SR-SPX3”系列电饭锅中。融合这三大技术绝不简单,包含着许多看上去无法实现的难题:本来Panasonic的电饭锅与三洋电机的电饭锅就是基于完全不同的制品认识;这次研发的电饭锅又与上述认识完全不同。“SR-SPX3”系列电饭锅在设计方面有两个功能要求:第一个功能是“沸腾跳舞”:在最重要的“做饭”阶段,要求尽可能强大的火力,使大米毫无遗漏地每一粒都得到传热。对此发挥效果的是Panasonic的“高速交互对流”技术和三洋电机的“可变压力”技术。⑴Panasonic的“交互高速交流”IH的底部线圈通电后在锅内产生向心对流,底部侧面线圈通电后则产生离心对流。高速切换通电场所,锅内全体会连续产生泡沫,使锅内大米沸腾跳舞,由此使每一粒大米都能均匀加热。这一技术是“交互高速交流”。SPX3系列里,环绕内胆的,底面1层、侧面4层的IH用线圈。盖子里又有6层IH带。这与整个“做饭”过程配合,产生加热条件。

⑵三洋电机的“可变压力”为了使大米均匀加热的另一个技术是三洋电机的“可变压力”。往锅内加压1.2个气压,能够把沸点从℃提高到℃,从而得到强加热能力。在这样的状态下再突然(0.04秒)減压到1个气压,沸点就突然下降到℃,于是锅内的热水瞬间沸騰。锅内产生这样的所谓“突沸”现象使所有大米激剧跳舞,能够把热量均匀传导。

至于水沸腾的瞬间让大米跳舞的时间到底是3秒还是5秒或者2秒,或其它时间值,气泡的产生方法、间隔时间,都需要尝试;与此同时,如果压力过大,跳舞过激,米饭味道都会变差,所以必须寻求最佳数值。第二个功能是喷射所谓“御粘”在日语里,煮饭时煮开溢出锅外的白色粘稠的汁称之为“御粘”(おねば)。“御粘”含有许多美味的成分,SPX3系列电饭锅具备了产生更多“御粘”的功能。在维持这一“御粘”的沸騰到“焖”的工程的前半之间,通过所谓“美味循环筒”(大型蒸汽筒),一边循环一边做饭。当锅里没有了水分,“维持沸騰”结束后,就进入最后“焖”的工程。这时,必须让储藏着的“御粘”全部回到锅内。同时,本来放进锅旁边的箱子里的75cc的水达到℃沸腾,其蒸汽用加热器再加热到℃的蒸汽,向锅内的“御粘”高速喷射,由此将“御粘”涂到米饭上,使米饭更具有颗粒感和甜味。这就是Panasonic拥有的“℃蒸汽”技术。迄今为止的电饭锅在没有水分的状态下加以高温,米饭就会焦掉,所以无法“焖”。因为没有“焖”,所以做成的米饭常常会夹生。但现在,℃的蒸汽是高温水蒸汽,是浓缩的热能。采用℃蒸汽就可以追加加热,实施“焖”的作业,从而使米饭不焦,味道更佳。另外,回去的美味成分“御粘”通过蒸汽涂在每一粒米饭上,不但增加美味,而且能够保温,并且能够抑制饭粒的干燥,防止变黄变味,增加保存时间。

图中右面灰色塑料零部件上的小孔中的“美味成分”流入锅里,从左面不锈钢小孔中喷出℃蒸汽实现这一功能的方法是:在内盖的孔上放置很重的金属球,锅内压力在1.2个气压以下时密封;压力超过1.2气压时,金属球被顶起上浮,放出水蒸汽,使锅内气压回到1.2个气压,金属球返回,由此保持1.2个气压。这里的技术难度是:第一是电饭锅的“耐压”问题。研究数据表明,做1.8L米饭需要向锅内施加70kg的压力。于是,盖子脱落变形是个问题。第二是1台电饭锅里必须放进去2台的零部件,为此必须小型化。例如,通过反复试验,把℃蒸汽变成℃蒸汽的加热器模块,通过把管子改细、增加翅片、延长蒸汽通过路程。这样,一方面提高了热交换的效率,另一方面也使尺寸减小了42%。像这样,为了小型化,改变加热器模块的形状,改变调压金属球、配线配管、零部件的配置——每个零部件都以毫米为单位,反复进行了单调的调整作业。第三也是最难的,是“可变压力”部分的研发。金属球重了,如果达到1.3气压,沸点也会上升到℃,米饭太粘;球轻了,如果达到1.1个气压,減压时跳舞也会变弱。为了使大小、重量合适,寻找材料时,试用过20种以上的材料。最后决定使用两个金属球,于是又必须考虑空间,重新进行小型化调整作业。现在的电饭锅,采用两个金属球以确保锅内气压保持在1.2气压

2个金属球所使用的电磁石装置(照片中央乳白色部分),为了能够使锅内1.2个气压快速降到1个气压,沸点从℃降到℃,必须制造使热水急激沸騰的所谓“突沸”现象同时,如果减少厚度的话,塑料容易变形、溶解。于是,塑料成型、加工又成了问题。在年6月1日问世的新型“蒸汽和可变压力IH电子保温电饭锅SR-SPX4系列”上,喷出℃蒸汽的蒸汽孔从1个进化为3个,味道更好,能够对应20种品牌21种品种的大米。总之,为了融合蒸汽与可变压力2大核心技术,不断试错,解决问题。最后,融合“跳舞”和“蒸汽”的IH电子保温电饭锅终于诞生了。一般而言,一种新产品作市场调研时,意见总是各种各样的,但这次的满意度却达到90%以上,不满意的人不到3%。

现如今,互联网概念在国内越炒越热;但是,却很少听到日本企业界使用这样的名词。然而所谓“专注、极致、口碑、快”的“互联网思维”,哪一条没有体现在日本电饭锅的研发、生产上?事实上,正如我们在对于雾霾环保问题方面所体现出来的错误思路一样——如果把互联网时代与工业时代的关系看作对抗性关系的话,是无法真正认识互联网时代的?

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