DE202014008787U1

DE202014008787U1 - Device for the production of food with a three-dimensional pattern

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Publication number: DE202014008787U1
Application number: DE202014008787.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Wilkens Daniel De
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2024-11-06

Abstract

Robotersystem mit frei programmierbarem XYZ-Antrieb und gleichzeitig steuerbaren Dosiereinrichtungen zur Herstellung individualisierter mehrfarbiger Lebensmittel, dadurch gekennzeichnet, dass Stränge unterschiedlich gefärbter Vorprodukte in einer räumlich geschichteten Anordnung mit definiertem Muster abgelegt werden.Robot system with freely programmable XYZ drive and at the same time controllable dosing devices for the production of individualized multi-colored food, characterized in that strands of differently colored preliminary products are stored in a spatially layered arrangement with a defined pattern.

Description

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Roboter zur Herstellung von Kuchen mit individueller, zwei- oder mehrfarbiger Struktur. Einfachstes Beispiel ist ein Marmorkuchen mit einem definierten dreidimensionalen Muster, das beim Anschnitt in jeder Scheibe definierte grafische Objekten erscheinen lässt. Zur Herstellung wird ein Roboter benutzt, der verschieden eingefärbte Stränge von Teig in einer Backform so ablegt, dass die gewünschte dreidimensionale Anordnung entsteht, die auch durch den Backvorgang nicht grundlegend verändert wird. Das gewünschte Muster im Anschnitt der Kuchenscheiben wird vor der Herstellung mittels eines Grafik-/CAD-Programms erstellt und in die notwendigen Befehle zur Ablage der Teigstränge umgesetzt.The subject of this invention is a robot for the production of cakes with individual, two- or multi-colored structure. The simplest example of this is a marble cake with a defined three-dimensional pattern, which makes the graphic element appear as a defined graphic object in the start of each cut. For the production, a robot is used, which deposits differently colored strands of dough in a baking mold in such a way that the desired three-dimensional arrangement arises, which is not fundamentally changed by the baking process. The desired pattern in the gate of the cake slices is prepared before production by means of a graphics / CAD program and converted into the necessary commands for storing the dough strands.

Generative Fertigungsverfahren, auch 3D-Druck oder Rapid Prototyping genannt, haben sich in den letzten Jahren im Maschinenbau etabliert und werden zunehmend auch in privaten Anwendungen populär. Als Referenz sei hier exemplarisch nur eine von vielen Publikationen genannt: P. Fastermann, 3D Druck/Rapid Prototyping, Springer Verlag Heidelberg 2012 . Durch die weite Verbreitung der Technik werden jetzt auch Anwendungsgebiete zugänglich, die klar außerhalb des klassischen Maschinenbaus anzusiedeln sind. Dazu gehört die Herstellung von Lebensmitteln. In der Literatur ist eine Reihe von Verfahren beschrieben, mit denen individualisierte Lebensmittel hergestellt werden. Dabei handelt es sich aber in der Regel um zweidimensional arbeitende Verfahren wie z. B. den Druck von Fotos auf Hochzeitstorten, die im Internet von verschiedenen Anbietern beworben werden: http://www.tortengesicht.de , http://www.torten-druckerei.de/ . Auch im Wesentlichen noch zweidimensionale Dekorationen aus Schokolade sind bekannt und z. B. in DE 102012008670 beschrieben. Bekannt sich auch dreidimensionale Objekte z. B. aus Schokolade, die genauso wie die sonst in 3D-Druckern üblichen schmelzbaren Kunststoffe in eine definierte dreidimensionale Form gebracht werden kann. Dreidimensionale Lebensmittel aus mehreren Komponenten wurden bisher entweder über klassische Abformtechniken hergestellt wie in EP 0498357 und US 20090181142 beschrieben. Ein entscheidender Nachteil ist hier, das Formen benötigt werden und eine streng individualisierte Herstellung nicht möglich ist.Generative manufacturing processes, also called 3D printing or rapid prototyping, have become established in mechanical engineering in recent years and are increasingly becoming popular in private applications as well. As a reference, only one of many publications is mentioned here by way of example: P. Fastermann, 3D Printing / Rapid Prototyping, Springer Verlag Heidelberg 2012 , Due to the widespread use of the technology, areas of application that are clearly located outside of classical mechanical engineering are now also accessible. This includes the production of food. A number of methods are described in the literature for making individualized foods. However, these are usually two-dimensionally operating methods such. For example, printing photos on wedding cakes that are advertised on the Internet by various vendors: http://www.tortengesicht.de . http://www.torten-druckerei.de/ , Also essentially two-dimensional decorations made of chocolate are known and z. In DE 102012008670 described. Also known as three-dimensional objects z. B. of chocolate, which can be brought as well as the usual in 3D printers usual fusible plastics in a defined three-dimensional shape. Three-dimensional foods made of several components have hitherto been produced either by classical impression techniques as in EP 0498357 and US 20090181142 described. A major disadvantage here is that molds are needed and a strictly individualized production is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Lebensmittel mit einer im Inneren verborgenen dreidimensionalen Struktur zu erzeugen, die erst beim Anschnitt sichtbar wird und eine Nachricht in Form von grafischen Symbolen preisgibt. Das einfachste Beispiel ist ein mehrfarbiger Marmorkuchen, dessen Muster normalerweise während der Herstellung weitgehend zufällig entsteht. Mit dem erfindungsgemäßen Roboter wird es möglich, ein vorab definiertes dreidimensionales Muster aus mindestens zwei unterschiedlich gefärbten Teigen abzulegen, welches in dem fertig gebackenen Kuchen definiert gemusterte Schnittebenen zeigt. Selbstverständlich ist das Muster nicht auf zwei Farben beschränkt sondern kann leicht auf mehrere erweitert werden. Der Roboter besteht aus einem Gestell, innerhalb dessen ein Tisch in XY und Z-Richtung verfahrbar ist. Ein solches Grundsystem wird von mehreren Firmen kommerziell angeboten und gehört zum Stand der Technik. In anderen Ausführungsformen wird nicht der Tisch, sondern der Druckkopf bewegt, oder der Tisch bewegt sich nur in der XY-Ebene während der Druckkopf in der Höhe beweglich ist. In dem hier verwendeten System wird nun ein Druckkopf, bestehend aus einem rohrförmigen Auslass mit mindestens zwei Zuführungen, so angebracht, dass aus ihm der Teig in definierten Strängen abgelegt werden kann (4). Die Zuführungen sind mit Dosiereinrichtungen verbunden, die entweder aus steuerbaren, kontinuierlich fördernden Pumpen oder Kartuschen mit einem ebenso steuerbaren Stempel/Kolben oder einem den unter konstantem Druck stehenden Kartuschen nachstehenden Ventil bestehen.The invention is based on the object to produce a food with a hidden inside three-dimensional structure, which is visible only at the gate and reveals a message in the form of graphic symbols. The simplest example is a multicolored marble cake, the pattern of which usually occurs by chance during production. With the robot according to the invention it becomes possible to deposit a predefined three-dimensional pattern of at least two differently colored doughs, which shows patterned cutting planes defined in the finished baked cake. Of course, the pattern is not limited to two colors but can easily be extended to several. The robot consists of a frame within which a table can be moved in XY and Z-direction. Such a basic system is offered commercially by several companies and belongs to the state of the art. In other embodiments, not the table but the printhead is moved or the table moves only in the XY plane while the printhead is movable in height. In the system used here, a print head, consisting of a tubular outlet with at least two feeds, is now mounted so that the dough can be deposited in defined strands ( 4 ). The feeds are connected to metering devices consisting of either controllable, continuously conveying pumps or cartridges with a likewise controllable plunger / piston or a valve under constant pressure downstream of the valve.

Der Dosiereinrichtung nachfolgend befindet sich der Auslass.The metering device below is the outlet.

(Der Auslass befindet sich über der Oberfläche.) Der Durchmesser des Auslasses/der Auslassdüse muss der Feinheit des Motives angemessen sein. Der Auslass kann verschieden geartet sein: Jede Kartusche verfügt über einen eigenen Auslass (Fall A; 3A) oder alle Kartuschen teilen sich einen Auslass (Fall B; 3B). Im Fall A muss beim Auslassdüsenwechsel eine Offset-Fahrt durchgeführt werden. Um ein Nachlaufen des Vorproduktes/Teiges zu verhindern muss bei Auslassstopp ein bestimmtes Volumen zurückgezogen werden. Bei Wiederaufnahme des Auslasses muss ein bestimmtes Volumen des Vorproduktes/Teiges vorausgelassen/vorgedrückt werden. Dies gilt auch bei Leerfahrten. Teilen sich alle Kartuschen einen Auslass (Fall B) und es soll ein möglichst exakter Auslasswechsel gewährleistet werden, wird ein auf die Länge/Volumen des Auslasses abgestimmtes Volumen des zuerst verdruckten Vorproduktes/Teiges zurückgezogen, um den Auslass frei zu geben. Vor dem Auslassen des darauf folgenden Vorproduktes/Teiges wird von ihm ein bestimmtes Volumen vorausgelassen/vorgedrückt. Alternativ kann bereits bei der Programmierung das Volumen des Auslasses berücksichtigt werden. Die Auslassgeschwindigkeit sollte auf die Fahrgeschwindigkeit abgestimmt sein. Bei Leerfahrten, also Fahrten, bei denen kein Teig ausgelassen wird, wird der Auslass angehoben, um Verschmierungen zu vermeiden. Aus selbigem Grund wird vor Leerfahrten ein bestimmtes Volumen des Vorproduktes/Teiges zurückgezogen. Nach Leerfahrten wird Teig vorausgelassen/vorgedrückt.(The outlet is above the surface.) The diameter of the outlet / outlet nozzle must be appropriate to the fineness of the motif. The outlet can be of different types: each cartridge has its own outlet (case A; 3A ) or all cartridges share an outlet (case B; 3B ). In case A, an offset travel must be performed at the outlet nozzle change. To prevent overrun of the precursor / dough a certain volume must be withdrawn at Auslassstopp. When resuming the outlet, a certain volume of precursor / dough must be predicted / advanced. This also applies to empty runs. If all the cartridges share an outlet (case B) and an exact change of outlet is to be ensured, a volume of the initially printed preliminary product / dough, which has been first printed on the length / volume of the outlet, is withdrawn in order to release the outlet. Before the omission of the subsequent precursor / dough, a specific volume is predicted / advanced by him. Alternatively, the volume of the outlet can already be taken into account during programming. The exhaust speed should be adjusted to the driving speed. For empty runs, ie trips where no dough is left out, the outlet is raised to avoid smearing. For this reason, before empty runs a certain volume of Pre-product / dough withdrawn. After empty runs, dough is allowed / pushed forward.

Ein Anwendungsbeispiel ist ein Kuchen mit einem sukzessive dicker werdendem Männchen (7). Andere Anwendungsbeispiele sind Grafiken, Typografie, Gedichte, Liebeserklärungen, Heiratsanträge, Comic-Strips.An application example is a cake with a successively thickening male ( 7 ). Other examples are graphics, typography, poetry, declarations of love, marriage proposals, comic strips.

Der Kuchen besitzt Schnittmarkierungen, um die Motive exakt anschneiden zu können, sowie eine Startmarkierung, um das erste Motiv zu erkennen (5; 6).The cake has cut marks to accurately cut the motifs and a start mark to recognize the first subject ( 5 ; 6 ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Antriebdrive
22: Kartuschecartridge
33: Stempel/KolbenStamp / piston
44: Zudosierungmetering
55: Auslassoutlet
66: Steuerungseinheitcontrol unit
77: Rahmenframe
88th: Formshape
99: Tischtable
1010: Drucksystemprinting system
1111: Kartuschecartridge
1212: Zudosierungmetering
1313: Dosiereinrichtungmetering
1414: Auslassoutlet
1515: Steuerungseinheitcontrol unit
1616: Rahmenframe
1717: Formshape
1818: Tischtable
1919: Zudosierung/ZugängeMetering / Additions
2020: Auslassoutlet
2121: Zudosierungmetering
2222: Auslassoutlet
2323: dunkle Streifendark stripes
2424: helle Streifenbright stripes
2525: Formshape
2626: Schneidemarkierungcut mark
2727: Startmarkierungstart marker
2828: Formshape
2929: Startmarkierungstart marker
3030: Startmarkierungstart marker
3131: Innenteil dunkelInner part dark
3232: Formshape
3333: Kuchenstückpiece of cake
3434: heller Bereichbright area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012008670 [0002]
EP 0498357 [0002]
US 20090181142 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

P. Fastermann, 3D Printing / Rapid Prototyping, Springer Verlag Heidelberg 2012 [0002]
http://www.tortengesicht.de [0002]
http://www.torten-druckerei.de/ [0002]

Claims

Robot system with freely programmable XYZ drive and simultaneously controllable metering devices for producing individualized multicolored foods, characterized in that strands of differently colored precursors are stored in a spatially layered arrangement with a defined pattern.

Robot system according to claim 1, characterized in that the precursors are differently colored doughs.

Robot system according to claim 2, characterized in that the doughs via a metering head, consisting of an outlet and at least two inlet ports are discharged.

Robot system according to claim 1, characterized in that the metering devices are cartridges with a controllable punch.

Robot system according to claim 1, characterized in that the metering devices are controllable, continuously conveying pumps.

Robot system according to claim 1, characterized in that the metering devices are pressurized cartridges with exhaust valves.

Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that the spatial arrangement of the desired pattern by a computer program in control commands for both the XYZ drive as well as the simultaneous dosing of a precursor required at this point is implemented.

Robot system according to claim 1, characterized in that the receptacle for the food in the XYZ direction is moved while the dosing is fixed.

Robot system according to claim 1, characterized in that the dosing head is moved in the XYZ direction while the receptacle for the food is fixed.

Robot system according to claim 1, characterized in that the receptacle for the food in the XY direction and the dosing head is moved in the Z direction.

Robot system according to one of the preceding claims, characterized in that two differently colored doughs are stored from storage cartridges via a dosing with an outlet opening in a movable in the XYZ direction recording form.

Dosing head, characterized in that all inlet ports share an outlet nozzle / an outlet nozzle.

Food produced by a robot according to one of the preceding claims, characterized in that it contains a three-dimensional pattern of differently colored precursors, which is not visible from the outside.

Marble cake, produced according to one of the preceding claims, characterized in that the discs produced therefrom contain different patterns defined before production.

Marble cake, produced according to one of the preceding claims, characterized in that externally visible cutting marks indicate the exact position of the defined pattern.

Marble cake made according to any one of the preceding claims, characterized in that an externally visible starting mark indicates the first or last slice of defined pattern.