Forscher der Singapore University of Technology (SUTD) haben ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt, um auf Milch basierte Produkte mit einem 3D-Drucker in beliebige Formen zu drucken. Dabei setzen sie auf das Direct Ink Writing (DIW) 3D-Druckverfahren und erreichten Ergebnisse von milchhaltigen Produkten ohne Nährstoffverlust und bei Herstellung bei Raumtemperatur.

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Die Harvard Business School analysierte vor einem Jahr die Marktentwicklung von Lebensmitteln aus dem 3D-Drucker. Vielerorts wurden diese bereits mit Druckverfahren wie dem selektiven Lasersintern (SLS) und dem Heißschmelzextrusionsverfahren realisiert. Die zuvor erwähnten Methoden eignen sich jedoch nicht für Materialien, die temperaturempfindliche Nährstoffe enthalten.

Da beim SLS- oder dem Heißschmelzextrusionsverfahren hohe Temperaturen eingesetzt werden, würden diese die Nährstoffe in zum Beispiel der hitzeempfindlichen Milch zerstören. Zusatzstoffe und Modifikatoren, die bei der Kalt-Extrusion verwendet werden, wären auch keine adäquate Lösung. Forscher aus Singapur haben nun in einer Pressemitteilung eine neue Methode für den 3D-Druck hitzeempfindlicher Lebensmittel vorgestellt.

DIW-3D-Druck von Produkten auf Milchbasis

3D-gedruckte Objekte aus Milchpulver
Die Konzentration von Milchpulver ermöglichte die einfache Formulierung von 3D-druckbaren Milchtinten (Bild © Cheng Pau Lee, Rahul Karyappa and Michinao Hashimoto).

An der Singapore University of Technology and Design (SUTD) haben Forscher eine Methode zum direkten Druck von Tinten (Direct Ink Writing, kurz DIW) zur additiven Herstellung von Produkten auf Milchbasis entwickelt. Die Produkte werden bei Raumtemperatur gedruckt und behalten ihre temperaturempfindlichen Nährstoffe bei.

Die Forscher des Soft Fluidics Lab des SUTD änderten die rheologischen Eigenschaften der Tinte. Anschließend demonstrierten sie den DIW-3D-Druck von Milch durch Kaltfließpressen mit Milchpulver. Die Konzentration von Milchpulver ermöglichte die einfache Formulierung von 3D-druckbaren Milchtinten unter Verwendung von Wasser zur Kontrolle der Rheologie. Für optimale Druckvoraussetzungen wurden umfangreiche Charakterisierungen durchgeführt, um die rheologischen Eigenschaften zu analysieren und eine optimale Bedruckbarkeit sicherzustellen.

Hauptautor und Ph.D. Kandidat der Singapore University of Technology and Design, Herr Lee Cheng Pau, sagt dazu in der Mitteilung.

„Diese neuartige und dennoch einfache Methode kann zur Formulierung verschiedener nahrhafter Lebensmittel verwendet werden, einschließlich solcher, die Patienten in Krankenhäusern für ihre speziellen Ernährungsbedürfnisse serviert werden.“

Schema zum 3D-Druck mit Tinten aus Milchpulver
Ein Setup für den 3D-Druck zum direkten Tintenschreiben (DIW)(links der 3D-Drucker, rechts eine schematische Darstellung der Maschenstruktur) (Bild © Cheng Pau Lee, Rahul Karyappa and Michinao Hashimoto).

Assistenzprofessor Michinao Hashimoto, Hauptforscher der Studie, fügt hinzu.

„Die Kälteextrusion beeinträchtigt keine wärmeempfindlichen Nährstoffe und bietet dennoch ein großes Potenzial für den 3D-Druck von ästhetisch ansprechenden, ernährungsphysiologisch kontrollierten Lebensmitteln, die auf die individuellen Anforderungen zugeschnitten sind.“

Ein Artikel mit dem Titel „3D printing of milk-based product“ zur Arbeit der Forscher wurde im Fachjournal RS Advances veröffentlicht. Mehr Neuigkeiten zum Lebensmittel-3D-Druck erhalten Sie regelmäßig kostenlos im 3D-grenzenlos Newsletter (jetzt abonnieren).

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