WO2018091236A1 - Nahrungsmitteldrucker mit düse und druckplatte - Google Patents

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WO2018091236A1
WO2018091236A1 PCT/EP2017/077128 EP2017077128W WO2018091236A1 WO 2018091236 A1 WO2018091236 A1 WO 2018091236A1 EP 2017077128 W EP2017077128 W EP 2017077128W WO 2018091236 A1 WO2018091236 A1 WO 2018091236A1
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WO
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food
nozzle
rotation
printer
food printer
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PCT/EP2017/077128
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English (en)
French (fr)
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Andrew Potter
Lucia SCHUSTER
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/10—Coating with edible coatings, e.g. with oils or fats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
    • A23P30/20—Extruding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A23P20/00—Coating of foodstuffs; Coatings therefor; Making laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs
    • A23P20/20—Making of laminated, multi-layered, stuffed or hollow foodstuffs, e.g. by wrapping in preformed edible dough sheets or in edible food containers
    • A23P20/25—Filling or stuffing cored food pieces, e.g. combined with coring or making cavities
    • A23P2020/253—Coating food items by printing onto them; Printing layers of food products

Definitions

  • the invention relates to a food printer for producing a foodstuff from printing material.
  • Food printers can be used to create from an edible printing mass a spatial array of print mass that can be cooked following the printing process (e.g., in an oven) to provide an individualized, cooked food.
  • a food printer for making a foodstuff of pressurized mass is described.
  • Exemplary foods are baked goods.
  • the food printer may e.g. be designed as a household appliance, in particular as a household appliance, which can be placed on a countertop in a kitchen and / or which can be integrated into a built-in cupboard of a kitchen.
  • the food printer comprises a pressure plate which can be rotated about a first axis of rotation by means of a first actuator. To produce a food pressure mass can be stored on the (flat) pressure plate.
  • the printing plate may have, for example, a round, semicircular or angular shape.
  • the food printer comprises at least one nozzle for the extrusion of printing material, wherein the nozzle can be rotated about a second axis of rotation by means of a second actuator.
  • the nozzle is eccentric at a certain distance from the arranged second axis of rotation.
  • the actuators may include one or more electric motors.
  • the food printer thus comprises a pressure plate and at least one nozzle, each of which can be rotated about different axes of rotation to position the pressure plate and the nozzle different from each other.
  • the two axes of rotation can be parallel to each other.
  • the first and second axes of rotation are arranged such that the nozzle is rotated by rotation of the pressure plate (about the first axis of rotation) and / or by rotation of the nozzle (at the predetermined distance about the second axis of rotation) at arbitrary positions in a pressure area above the pressure plate can be positioned.
  • the first and second rotation axes may be arranged so that the nozzle is disposed above the pressure plate when the nozzle is on a connecting line between the first and second rotation axes. This overlapping area between nozzle and pressure plate then defines the pressure range in which different pressure positions for the nozzle can be approached by rotation of the nozzle and / or the pressure plate. It can thus be printed by rotational movements, a three-dimensional food in the printing area.
  • the food printer further includes a controller configured to determine a three-dimensional model (e.g., within the framework of a recipe) for a foodstuff to be printed.
  • the control unit is further configured to drive the first actuator and the second actuator in response to the three-dimensional model to position the nozzle at different positions in the print area.
  • the control unit is arranged to control at least one nozzle actuator (eg an electric motor for moving a plunger which presses pressure medium through the nozzle) of the nozzle in dependence on the three-dimensional model in order to transfer pressure mass at the different positions in the pressure range apply the nozzle to the printing plate (especially to extrude) to make the food.
  • the food printer can thus print a three-dimensional food by rotational movements alone. It therefore becomes a time-efficient printing process allows. Furthermore, such a compact food printer can be provided.
  • the food printer may include a cooking space in which the printed food can be cooked.
  • the cooking chamber may: comprise means for heating and / or cooling the food; a heating oven and / or a microwave oven; include a laser to cook the food; Comprising means for generating water vapor; Comprise means for selective heat generation and / or comprise means for inductive heat generation.
  • the cooking chamber can be arranged such that the printed food can be transferred by rotation (in particular by a 180 ° rotation) of the pressure plate about the first axis of rotation from the pressure range in the cooking chamber. It can thus be used in an efficient manner, the rotational movement of the printing plate for the transfer between cooking chamber and printing area. This allows a time-efficient manufacturing process and a compact food printer.
  • the pressure plate may be formed such that the pressure plate is disposed only on one side of a plane including the first rotation axis.
  • the pressure plate may have a semicircular shape.
  • the food printer may then include a door configured to (fully) close the cooking chamber to the print area when the printing plate has been transferred to the cooking chamber. The use of such a printing plate thus enables a particularly efficient construction of a food printer.
  • the food printer may include a printhead having a (circular or part-circular) carousel that can be rotated about the second axis of rotation.
  • the nozzle may be disposed on the carousel at the predetermined distance from the second axis of rotation.
  • the carousel may comprise a plurality of nozzles arranged at the predetermined distance from the second axis of rotation.
  • the different nozzles can be used, for example, to extrude different pressure masses.
  • the three-dimensional model can display different pressure masses for the food to be printed and the controller may be configured to drive nozzle actuators of the plurality of nozzles in response to the three-dimensional model.
  • the food printer may comprise a cartridge or a container for receiving the pressure mass.
  • the nozzle can be integrated, for example, with a cartridge, wherein a cartridge optionally comprises a plurality of nozzles.
  • the food printer may be configured to receive different cartridges with different types of print mass.
  • the carousel can act as a carrier of one or more cartridges, the cartridges optionally comprising directly nozzles for the extrusion of printing material.
  • the nozzle actuators can be permanently installed with the food printer.
  • the cartridges may optionally include different sizes to accommodate different amounts of pressure mass.
  • the food printer may include moving means for varying a distance between the nozzle and the pressure plate along the second axis of rotation. In particular, can be changed by the moving means, the height of the nozzle or the carousel on the printing plate.
  • the control unit may be configured to control the moving means in response to the three-dimensional model to print the food. By changing the distance between the nozzle and the printing plate, the quality of the printed food can be improved.
  • the food printer may comprise at least one temperature control unit which is set up to temper the print mass before and / or during the extrusion through the nozzle. By the temperature of the pressure mass, the rheological properties of a pressure mass can be adjusted in a precise manner. So the print quality can be further increased.
  • the food printer may include radial means (eg, a guide rail and an actuator) to vary the particular distance of a nozzle from the second axis of rotation.
  • the control unit may be configured to control the radial means in dependence on the three-dimensional model. By an additional radial movement of a nozzle, the pressure range can be increased above the pressure plate.
  • the food printer typically includes a housing in which the o.g. Components (in particular the pressure plate, the nozzle and the rotation axes) are arranged.
  • Figure 1 is a block diagram of a food printer in a plan view
  • Figure 2 is a block diagram of a food printer in a side view.
  • Fig. 1 shows an exemplary food printer 100 in a plan view (from above).
  • the food printer 100 comprises a pressure plate 101 which, for example, has the shape of a semicircle and which can be rotated about a first rotation axis 102 (indicated by the arrow 103) by means of a first actuator 12 (eg, a servomotor, a stepping motor, etc.).
  • a first actuator 12 eg, a servomotor, a stepping motor, etc.
  • such a region of the pressure plate 101 can be transferred into a cooking chamber 109, or be transferred out of the cooking chamber 109 in a pressure range 1 18.
  • the food printer 100 further comprises a print head 104, which is rotated about a second rotation axis 105 by means of a second actuator 15.
  • a print head 104 which is rotated about a second rotation axis 105 by means of a second actuator 15.
  • one or more nozzles 107 of printhead 104 may be rotated about the second axis of rotation 105 (indicated by arrow 106).
  • a nozzle 107 may be connected to a cartridge or to a container for pressure mass.
  • an actuator 1 16 eg by means of a linear motor
  • pressure mass can be extruded via the nozzle 107 onto the printing plate 101 to print a food 108.
  • the axes of rotation 102, 105 are arranged such that the rotation of a nozzle 107 and / or the rotation of the printing plate 101 in a certain pressure range 1 18, the nozzle 107 can be arranged over any points on the surface of the printing plate 101. It can thus be done in a time-efficient manner, a three-dimensional (3D) printing process alone with rotational movements.
  • the food printer 100 comprises a control unit 1 1 1, which is adapted to control the actuators 1 12, 1 15, 1 16 of the printing plate 101, the printhead 104 and the nozzle 1 16.
  • the control unit 11 1 can access a recipe or a 3D model of a food 108 to be printed.
  • the recipe or the 3D model can indicate which print mass and which quantities of print mass are to be extruded at different points on the surface of the printing plate 101.
  • the control unit 1 1 1 can then rotate the printing plate 101 and / or the printhead 104 such that certain points on the surface of the printing plate 101 are approached.
  • the control unit 1 1 1 on reaching the specific points a nozzle 107 to control to extrude pressure mass.
  • a three-dimensional food 108 can be printed on the printing plate 101 in layers.
  • the printed on the printing plate 101 food 108 can be transferred after completion of the printing process or after completion of a part of the printing process by a rotation of the pressure plate 101 about the rotation axis 102 in the cooking chamber 109.
  • the cooking chamber 109 may include one or more heating elements 1 10, with which the cooking chamber 109 can be heated to cook the food 108.
  • the rotation of the pressure plate 101 thus enables a time-efficient transfer of a food 108 from a pressure range 1 18 into a cooking space 109.
  • a printhead 104 may include a plurality of nozzles 107 for applying different types of printing material (eg, printing inks of different colors and / or composition) to the printing plate 101.
  • the nozzles 107 may be arranged similar to a revolving magazine or, similar to a carousel, about the rotation axis 105 of the printhead 104.
  • complex food products 108 can be produced from a plurality of different pressure masses.
  • a nozzle 107 of the foodstuff printer 100 can have a temperature control unit 17, with which the temperature of a pressure mass can be changed. Thus, the quality of the printed food 108 can be increased.
  • FIG. 2 shows the foodstuff printer 100 from FIG. 1 in a side view. From Fig. 2 it can be seen how the print head 104 can be rotated about the rotation axis 105 and how the pressure plate 101 can be rotated about the rotation axis 102.
  • the food printer 100 may include another actuator 201 (e.g., a linear motor) capable of changing the distance between a nozzle 107 and the pressure plate 101 (indicated by the arrow 202).
  • the printhead 104 may be moved toward the printing plate 101 toward or away from the printing plate 101.
  • the 3D print quality of the food printer 100 can be increased.
  • the cooking chamber 109 can be closed by a gate 209.
  • a pressure plate 101 which extends only along one side of the first axis of rotation 102 (eg a semicircular pressure plate 101) is advantageous, since in this case the pressure plate 101 can be completely transferred into the cooking space 109 by rotation about the first axis of rotation 102 and thus the cooking chamber 109 can be completely closed by the gate 209.
  • the food printer 100 described in FIGS. 1 and 2 makes it possible to position the nozzle 107 at different points over a printing plate 101 by means of pure rotational movements in a time-efficient manner for a printing process. Furthermore, by the same rotational movement, a printed food 108 in FIG time-efficient manner from the pressure range 1 18 are transferred into the cooking chamber 109. Furthermore, the described construction enables the provision of a compact food printer 100.

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Abstract

Es wird ein Nahrungsmitteldrucker (100) zur Herstellung eines Nahrungsmittels (108) aus Druckmasse beschrieben. Der Nahrungsmitteldrucker (100) umfasst eine Druckplatte (101), die mittels eines ersten Aktuators (112) um eine erste Rotationsachse (102) gedreht werden kann. Außerdem umfasst der Drucker (100) eine Düse (107) zur Extrusion von Druckmasse, wobei die Düse (107) mittels eines zweiten Aktuators (115) um eine zweite Rotationsachse (105) gedreht werden kann. Die erste und die zweite Rotationsachse (102, 105) sind derart angeordnet, dass die Düse (107) durch Rotation der Druckplatte (101) und/oder durch Rotation der Düse (107) an beliebigen Positionen in einem Druckbereich (118) über der Druckplatte (101) positioniert werden kann. Der Drucker (100) umfasst weiter eine Steuereinheit (111), die eingerichtet ist, ein dreidimensionales Modell für ein zu druckendes Nahrungsmittel (108) zu ermitteln. Die Steuereinheit (111) ist weiter eingerichtet, den ersten Aktuator (112) und den zweiten Aktuator (115) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um die Düse (107) an unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich (118) zu positionieren. Außerdem ist die Steuereinheit (111) eingerichtet, einen Düsen-Aktuator (116) der Düse (107) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um an den unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich (118) Druckmasse über die Düse (107) auf die Druckplatte (101) aufzubringen, um das Nahrungsmittel (108) herzustellen.

Description

Nahrungsmitteldrucker mit Düse und Druckplatte
Die Erfindung betrifft einen Nahrungsmitteldrucker zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus Druckmasse.
Nahrungsmitteldrucker können dazu verwendet werden, aus einer essbaren Druckmasse eine räumliche Anordnung von Druckmasse zu erzeugen, die im Anschluss an den Druckvorgang gegart werden kann (z.B. in einem Ofen), um ein individualisiertes, gegartes Nahrungsmittel bereitzustellen.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, einen kompakten Nahrungsmitteldrucker bereitzustellen, der einen energieeffizienten und zeiteffizienten Druck- und Garprozess ermöglicht. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Nahrungsmitteldrucker zur Herstellung eines Nahrungsmittels aus Druckmasse beschrieben. Beispielhafte Nahrungsmittel sind Backwaren. Der Nahrungsmitteldrucker kann z.B. als Hausgerät, insbesondere als Haushaltsgerät, ausgebildet sein, das auf eine Arbeitsplatte in einer Küche gestellt werden kann und/oder das in einen Einbauschrank einer Küche integriert werden kann.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst eine Druckplatte, die mittels eines ersten Aktuators um eine erste Rotationsachse gedreht werden kann. Zur Herstellung eines Nahrungsmittels kann Druckmasse auf der (ebenen) Druckplatte abgelegt werden. Die Druckplatte kann z.B. eine runde, halbrunde oder eckige Form aufweisen. Außerdem umfasst der Nahrungsmitteldrucker zumindest eine Düse zur Extrusion von Druckmasse, wobei die Düse mittels eines zweiten Aktuators um eine zweite Rotationsachse gedreht werden kann. Die Düse ist dabei außerzentrisch in einem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse angeordnet. Die Aktuatoren können ein oder mehrere elektrische Motoren umfassen.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst somit eine Druckplatte und zumindest eine Düse, die jeweils um unterschiedliche Rotationsachsen gedreht werden können, um die Druckplatte und die Düse unterschiedlich zueinander zu positionieren. Dabei können die beiden Rotationsachsen parallel zueinander verlaufen. Insbesondere sind die erste und die zweite Rotationsachse derart angeordnet, dass die Düse durch Rotation der Druckplatte (um die erste Rotationsachse) und/oder durch Rotation der Düse (mit dem bestimmten Abstand um die zweite Rotationsachse) an beliebigen Positionen in einem Druckbereich über der Druckplatte positioniert werden kann. Die erste und die zweite Rotationsachse können dazu derart angeordnet sein, dass die Düse über der Druckplatte angeordnet ist, wenn sich die Düse auf einer Verbindungsgeraden zwischen der ersten und der zweiten Rotationsachse befindet. Dieser Überlappungsbereich zwischen Düse und Druckplatte definiert dann den Druckbereich, in dem durch Rotation der Düse und/oder der Druckplatte unterschiedliche Druck-Positionen für die Düse angefahren werden können. Es kann somit allein durch Rotationsbewegungen ein drei-dimensionales Nahrungsmittel in dem Druckbereich gedruckt werden.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst weiter eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, ein drei- dimensionales Modell (z.B. im Rahmen eines Rezeptes) für ein zu druckendes Nahrungsmittel zu ermitteln. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, den ersten Aktuator und den zweiten Aktuator in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um die Düse an unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich zu positionieren. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, zumindest einen Düsen- Aktuator (z.B. einen elektrischen Motor zur Bewegung eines Stempels, der Druckmasse durch die Düse drückt) der Düse in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um an den unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich Druckmasse über die Düse auf die Druckplatte aufzubringen (insbesondere zu extrudieren), um das Nahrungsmittel herzustellen bzw. aufzubauen.
Der Nahrungsmitteldrucker kann somit allein durch Rotationsbewegungen ein dreidimensionales Nahrungsmittel drucken. Es wird somit ein zeiteffizienter Druckprozess ermöglicht. Des Weiteren kann so ein kompakter Nahrungsmitteldrucker bereitgestellt werden.
Der Nahrungsmitteldrucker kann einen Garraum umfassen, in dem das gedruckte Nahrungsmittel gegart werden kann. Der Garraum kann: Mittel aufweisen, um das Nahrungsmittel zu erwärmen und/oder zu kühlen; einen Heizofen und/oder einen Mikrowellenofen umfassen; einen Laser umfassen, um das Nahrungsmittel zu garen; Mittel zur Erzeugung von Wasserdampf umfassen; Mittel zur punktuellen Wärmeerzeugung umfassen und/oder Mittel zur induktiven Erzeugung von Wärme umfassen.
Der Garraum kann derart angeordnet sein, dass das gedruckte Nahrungsmittel durch Drehung (insbesondere durch eine 180° Drehung) der Druckplatte um die erste Rotationsachse aus dem Druckbereich in den Garraum überführt werden kann. Es kann somit in effizienter Weise die Rotationsbewegung der Druckplatte für den Transfer zwischen Garraum und Druckbereich genutzt werden. Dies ermöglicht einen zeiteffizienten Herstellungsprozess und einen kompakten Nahrungsmitteldrucker.
Die Druckplatte kann derart ausgebildet sein, dass die Druckplatte nur auf einer Seite einer Ebene angeordnet ist, die die erste Rotationsachse umfasst. Insbesondere kann die Druckplatte eine Halbkreisform aufweisen. Der Nahrungsmitteldrucker kann dann ein Tor umfassen, das eingerichtet ist, den Garraum zum Druckbereich hin (vollständig) zu verschließen, wenn die Druckplatte in den Garraum überführt wurde. Die Verwendung einer derartigen Druckplatte ermöglicht somit einen besonders effizienten Aufbau eines Nahrungsmitteldruckers.
Der Nahrungsmitteldrucker kann einen Druckkopf mit einem (kreisförmigen oder teilkreisförmigen) Karussell umfassen, das um die zweite Rotationsachse gedreht werden kann. Die Düse kann auf dem Karussell mit dem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse angeordnet sein. Insbesondere kann das Karussell eine Mehrzahl von Düsen umfassen, die mit dem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse angeordnet sind. Die unterschiedlichen Düsen können z.B. dazu verwendet werden, unterschiedliche Druckmassen zu extrudieren. Beispielsweise kann das drei-dimensionale Modell unterschiedliche Druckmassen für das zu druckende Nahrungsmittel anzeigen und die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Düsen-Aktuatoren der Mehrzahl von Düsen in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern. Die Bereitstellung eines Karussells mit mehreren Düsen ermöglicht somit die Herstellung von komplexen Nahrungsmitteln in einem kompakten Nahrungsmitteldrucker. Der Nahrungsmitteldrucker kann eine Kartusche oder einen Behälter zur Aufnahme der Druckmasse umfassen. Dabei kann die Düse z.B. mit einer Kartusche integriert sein, wobei eine Kartusche ggf. mehrere Düsen umfasst. Beispielsweise kann der Nahrungsmitteldrucker eingerichtet sein, unterschiedliche Kartuschen mit unterschiedlichen Typen von Druckmasse aufzunehmen. Beispielsweise kann das Karussell als Träger von ein oder mehreren Kartuschen fungieren, wobei die Kartuschen ggf. direkt Düsen für die Extrusion von Druckmasse umfassen. Andererseits können die Düsen-Aktuatoren fest mit dem Nahrungsmitteldrucker verbaut sein. Die Kartuschen können ggf. unterschiedliche Größen zur Aufnahme unterschiedlicher Mengen an Druckmasse umfassen. Mehrere einzelne Kartuschen können ggf. in einer gemeinsamen Kassette von dem Nahrungsmitteldrucker aufgenommen werden, wodurch das Handling der einzelnen Kartuschen vereinfacht wird. Durch die Verwendung von austauschbaren Kartuschen können in flexibler Weise unterschiedliche Nahrungsmittel mit einem Nahrungsmitteldrucker hergestellt werden. Der Nahrungsmitteldrucker kann Bewegungsmittel umfassen, mit denen ein Abstand zwischen der Düse und der Druckplatte entlang der zweiten Rotationsachse verändert werden kann. Insbesondere kann durch die Bewegungsmittel die Höhe der Düse bzw. des Karussells über der Druckplatte verändert werden. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Bewegungsmittel in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um das Nahrungsmittel zu drucken. Durch eine Änderung des Abstands zwischen Düse und Druckplatte kann die Qualität der gedruckten Nahrungsmittel verbessert werden.
Der Nahrungsmitteldrucker kann zumindest eine Temperierungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, die Druckmasse vor und/oder während der Extrusion durch die Düse zu temperieren. Durch die Temperierung der Druckmasse können die rheologischen Eigenschaften einer Druckmasse in präziser Weise eingestellt werden. So kann die Druckqualität weiter erhöht werden. Der Nahrungsmitteldrucker kann Radialmittel umfassen (z.B. eine Führungsschiene und einen Aktuator), um den bestimmten Abstand einer Düse von der zweiten Rotationsachse zu verändern. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Radialmittel in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern. Durch eine zusätzliche Radialbewegung einer Düse kann der Druckbereich über der Druckplatte vergrößert werden.
Der Nahrungsmitteldrucker umfasst typischerweise ein Gehäuse, in dem die o.g. Komponenten (insbesondere die Druckplatte, die Düse und die Rotationsachsen) angeordnet sind.
Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Nahrungsmitteldruckers in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1 ein Blockdiagramm eines Nahrungsmitteldruckers in einer Draufsicht; und
Figur 2 ein Blockdiagramm eines Nahrungsmitteldruckers in einer Seitenansicht.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit einem kompakten Nahrungsmitteldrucker, der einen schnellen Herstellungsprozess für ein Nahrungsmittel ermöglicht. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 einen beispielhaften Nahrungsmitteldrucker 100 in einer Draufsicht (von Oben). Der Nahrungsmitteldrucker 100 umfasst eine Druckplatte 101 , die z.B. die Form eines Halbkreises aufweist und die mittels eines ersten Aktuators 1 12 (z.B. eines Servomotors, eines Schrittmotors, etc.) um eine erste Rotationsachse 102 gedreht werden kann (angezeigt durch den Pfeil 103). Insbesondere kann so ein Bereich der Druckplatte 101 in einen Garraum 109 überführt werden, oder aus dem Garraum 109 heraus in einen Druckbereich 1 18 überführt werden. Der Nahrungsmitteldrucker 100 umfasst weiter einen Druckkopf 104, der mittels eines zweiten Aktuators 1 15 um eine zweite Rotationsachse 105 gedreht werden. Insbesondere können ein oder mehrere Düsen 107 des Druckkopfes 104 um die zweite Rotationsachse 105 gedreht werden (angezeigt durch den Pfeil 106). Eine Düse 107 kann mit einer Kartusche bzw. mit einem Behälter für Druckmasse verbunden sein. Mittels eines Aktuators 1 16 (z.B. mittels eines Linearmotors) kann dann Druckmasse über die Düse 107 auf die Druckplatte 101 extrudiert werden, um ein Nahrungsmittel 108 zu drucken.
Die Rotationsachsen 102, 105 sind derart angeordnet, dass durch die Rotation einer Düse 107 und/oder die Rotation der Druckplatte 101 in einem bestimmten Druckbereich 1 18 die Düse 107 über beliebigen Punkte auf der Oberfläche der Druckplatte 101 angeordnet werden kann. Es kann somit in zeiteffizienter Weise ein drei-dimensionaler (3D) Druckprozess allein mit Rotationsbewegungen erfolgen.
Der Nahrungsmitteldrucker 100 umfasst eine Steuereinheit 1 1 1 , die eingerichtet ist, die Aktuatoren 1 12, 1 15, 1 16 der Druckplatte 101 , des Druckkopfes 104 und der Düse 1 16 anzusteuern. Die Steuereinheit 1 1 1 kann auf ein Rezept bzw. auf ein 3D Modell eines zu druckenden Nahrungsmittels 108 zugreifen. Das Rezept bzw. das 3D Modell kann anzeigen, welche Druckmasse und welche Mengen an Druckmasse an unterschiedlichen Punkten auf der Oberfläche der Druckplatte 101 zu extrudieren sind. Die Steuereinheit 1 1 1 kann dann die Druckplatte 101 und/oder den Druckkopf 104 derart rotieren, dass bestimmten Punkte auf der Oberfläche der Druckplatte 101 angefahren werden. Des Weiteren kann die Steuereinheit 1 1 1 bei Erreichen der bestimmten Punkte eine Düse 107 ansteuern, um Druckmasse zu extrudieren. So kann schichtweise ein drei-dimensionales Nahrungsmittel 108 auf die Druckplatte 101 gedruckt werden.
Das auf die Druckplatte 101 gedruckte Nahrungsmittel 108 kann nach Beendigung des Druckprozesses oder nach Beendigung eines Teils des Druckprozesses durch eine Rotation der Druckplatte 101 um die Rotationsachse 102 in den Garraum 109 überführt werden. Der Garraum 109 kann ein oder mehrere Heizelemente 1 10 umfassen, mit denen der Garraum 109 zum Garen des Nahrungsmittels 108 aufgeheizt werden kann. Durch die Rotation der Druckplatte 101 wird somit eine zeiteffiziente Überführung eines Nahrungsmittels 108 von einem Druckbereich 1 18 in einen Garraum 109 ermöglicht. Wie in Fig. 1 dargestellt kann ein Druckkopf 104 mehrere Düsen 107 umfassen, um unterschiedliche Typen von Druckmasse (z.B. Druckmasse mit unterschiedlicher Farbe und/oder mit unterschiedlicher Zusammensetzung) auf die Druckplatte 101 aufbringen zu können. Die Düsen 107 können ähnlich wie ein Revolvermagazin bzw. ähnlich wie in ein Karussell um die Rotationsachse 105 des Druckkopfes 104 angeordnet sein. So können in zeiteffizienter Weise, allein durch Rotationsbewegungen, komplexe Nahrungsmittel 108 aus mehreren unterschiedlichen Druckmassen hergestellt werden.
Unterschiedliche Druckmassen können unterschiedliche rheologische Eigenschaften und/oder unterschiedliche Lagerungsbedingungen aufweisen. Eine Düse 107 des Nahrungsmitteldruckers 100 kann eine Temperierungseinheit 1 17 aufweisen, mit der die Temperatur einer Druckmasse verändert werden kann. So kann die Qualität der gedruckten Nahrungsmittel 108 erhöht werden.
Fig. 2 zeigt den Nahrungsmitteldrucker 100 aus Fig. 1 in einer Seitenansicht. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie der Druckkopf 104 um die Rotationsachse 105 gedreht werden kann und wie die Druckplatte 101 um die Rotationsachse 102 gedreht werden kann. Der Nahrungsmitteldrucker 100 kann einen weiteren Aktuator 201 (z.B. einen Linearmotor) aufweisen, mit dem der Abstand zwischen einer Düse 107 und der Druckplatte 101 verändert werden kann (angezeigt durch den Pfeil 202). Beispielsweise kann der Druckkopf 104 auf die Druckplatte 101 zu oder von der Druckplatte 101 weg bewegt werden. So kann die 3D Druckqualität des Nahrungsmitteldruckers 100 erhöht werden.
Der Garraum 109 kann durch ein Tor 209 verschlossen werden. Dabei ist die Verwendung einer Druckplatte 101 vorteilhaft, die sich nur entlang einer Seite der ersten Rotationsachse 102 erstreckt (z.B. eine halbkreisförmige Druckplatte 101 ), da in diesem Fall die Druckplatte 101 durch Rotation um die erste Rotationsachse 102 vollständig in den Garraum 109 überführt werden kann und somit der Garraum 109 vollständig durch das Tor 209 verschlossen werden kann. Der in den Fig. 1 und 2 beschriebene Nahrungsmitteldrucker 100 ermöglicht es, durch reine Rotationsbewegungen in zeiteffizienter Weise die Düse 107 für einen Druckprozess an unterschiedlichen Punkten über einer Druckplatte 101 zu positionieren. Des Weiteren kann durch die gleiche Rotationsbewegung ein gedrucktes Nahrungsmittel 108 in zeiteffizienter Weise aus dem Druckbereich 1 18 in den Garraum 109 überführt werden. Des Weiteren ermöglicht der beschriebene Aufbau die Bereitstellung eines kompakten Nahrungsmitteldruckers 100.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip des vorgeschlagenen Nahrungsmitteldruckers 100 veranschaulichen sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Nahrungsmitteldrucker (100) zur Herstellung eines Nahrungsmittels (108) aus Druckmasse, wobei der Nahrungsmitteldrucker (100) umfasst,
- eine Druckplatte (101 ), die mittels eines ersten Aktuators (1 12) um eine erste Rotationsachse (102) gedreht werden kann;
- zumindest eine Düse (107) zur Extrusion von Druckmasse, die mittels eines zweiten Aktuators (1 15) um eine zweite Rotationsachse (105) gedreht werden kann; wobei die Düse (107) außerzentrisch in einem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse (105) angeordnet ist; wobei die erste und die zweite Rotationsachse (102, 105) derart angeordnet sind, dass die Düse (107) durch Rotation der Druckplatte (101 ) und/oder durch Rotation der Düse (107) an beliebigen Positionen in einem Druckbereich (1 18) über der Druckplatte (101 ) positioniert werden kann; und
- eine Steuereinheit (1 1 1 ), die eingerichtet ist,
- ein drei-dimensionales Modell für ein zu druckendes Nahrungsmittel (108) zu ermitteln;
- den ersten Aktuator (1 12) und den zweiten Aktuator (1 15) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um die Düse (107) an unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich (1 18) zu positionieren; und
- zumindest einen Düsen-Aktuator (1 16) der Düse (107) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um an den unterschiedlichen Positionen in dem Druckbereich (1 18) Druckmasse über die Düse (107) auf die Druckplatte (101 ) aufzubringen, um das Nahrungsmittel (108) aufzubauen.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß Anspruch 1 , wobei die erste und die zweite Rotationsachse (102, 105) derart angeordnet sind, dass die Düse (107) über der Druckplatte (101 ) angeordnet ist, wenn sich die Düse (107) auf einer Verbindungsgeraden zwischen der ersten und der zweiten Rotationsachse (102, 105) befindet. Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der Nahrungsmitteldrucker (100) einen Garraum (109) umfasst, in dem das gedruckte Nahrungsmittel (108) gegart werden kann; und
- der Garraum (109) derart angeordnet ist, dass das gedruckte Nahrungsmittel (108) durch Drehung der Druckplatte (101 ) um die erste Rotationsachse (102) aus dem Druckbereich (1 18) in den Garraum (109) überführt werden kann.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß Anspruch 3, wobei
- die Druckplatte (101 ) derart ausgebildet ist, dass die Druckplatte (101 ) nur auf einer Seite einer Ebene angeordnet ist, die die erste Rotationsachse (102) umfasst; und
- der Nahrungsmitteldrucker (100) ein Tor (209) umfasst, das eingerichtet ist, den Garraum (109) zum Druckbereich (1 18) hin zu verschließen, wenn die Druckplatte (101 ) in den Garraum (109) überführt wurde.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der Ansprüche 3 und 4, wobei die Druckplatte (101 ) eine Halbkreisform aufweist.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Garraum (109)
- Mittel aufweist, um das Nahrungsmittel (108) zu erwärmen und/oder zu kühlen;
- einen Heizofen und/oder einen Mikrowellenofen umfasst;
- einen Laser umfasst, um das Nahrungsmittel (108) zu garen;
- Mittel zur Erzeugung von Wasserdampf umfasst;
- Mittel zur punktuellen Wärmeerzeugung umfasst; und/oder
- Mittel zur induktiven Erzeugung von Wärme umfasst.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der Nahrungsmitteldrucker (100) einen Druckkopf (104) mit einem Karussell umfasst, das um die zweite Rotationsachse (105) gedreht werden kann;
- die Düse (107) auf dem Karussell mit dem bestimmten Abstand zu der zweiten Rotationsachse (105) angeordnet ist; und
- das Karussell eine Mehrzahl von Düsen (107) umfasst. Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß Anspruch 7, wobei
- das drei-dimensionale Modell unterschiedliche Druckmassen für das zu druckende Nahrungsmittel (108) anzeigt;
- die Mehrzahl von Düsen (107) eingerichtet sind, unterschiedliche Druckmassen zu extrudieren; und
- die Steuereinheit (1 1 1 ) eingerichtet ist, Düsen-Aktuatoren (1 16) der Mehrzahl von Düsen (107) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Nahrungsmitteldrucker (100) eine Kartusche oder einen Behälter zur Aufnahme der Druckmasse umfasst.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- der Nahrungsmitteldrucker (100) Bewegungsmittel (201 ) umfasst, mit denen ein Abstand zwischen der Düse (107) und der Druckplatte (101 ) entlang der zweiten Rotationsachse (105) verändert werden kann; und
- die Steuereinheit (1 1 1 ) eingerichtet ist, die Bewegungsmittel (201 ) in Abhängigkeit von dem drei-dimensionalen Modell anzusteuern, um das Nahrungsmittel (108) zu drucken.
Nahrungsmitteldrucker (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Nahrungsmitteldrucker (100) zumindest eine Temperierungseinheit (1 17) umfasst, die eingerichtet ist, die Druckmasse vor und/oder während einer Extrusion durch die Düse (107) zu temperieren.
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