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.