Trend: 3D-Drucker für Lebensmittel, eine Übersicht

shutterstock, 184523411, Olga Danylenko

Einst von der NASA für Astronautennahrung konzipiert, haben 3D-Drucker Einzug z.B. bei Süßwaren gehalten. Seit 2014 gibt es verstärkt Projekte um den 3D-Lebensmitteldruck voranzutreiben und zu kommerzialisieren. Heute gilt der 3D-Lebensmitteldruck als einer der Zukunftstrends.

Gedruckt wird mittlerweile fast alles: Schokolade, Leberwurst, Marzipan, Pasta. Heute gilt der 3D-Lebensmitteldruck als einer der Zukunftstrends.

Dieser Artikel soll einen Überblick zum Thema Lebensmitteldrucker geben. Die Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Keiner der aufgelisteten Drucker und/oder Technologien wird vom VDMA beworben oder empfohlen.

Das Prinzip:
Eine pastöse Masse wird in einer Kartusche in den 3D-Drucker gegeben und fein dosiert. Unter dem Drucker bewegt sich eine gesteuerte Platte. Somit entstehen aus einem 3D-Modell mit vielen Schichten und Sektionen die 3-dimensionalen Strukturen.

3D-Lebensmitteldrucker Anbieter:
"BeeHex" wurde 2012 vom Entwickler und Erfinder Anjan Contractor für SBIR (NASA Small Business Innovation Research) zum "Pizzadrucken" für Astronauten entwickelt. Der Drucker kann z.B. aus Stärkepulver und Öl geeignet Mahlzeiten herstellen. So lassen sich auch Pizza, Schokolade, Cupcakes und Zimtschnecken drucken.

"3D Systems (DDD)" aus USA übernahm 2013 "The Sugar Lab" um den Bereich Lebensmitteldruck auszubauen. Der ChefJet Drucker wurde 2014 mit ca. 3.700 US$ angegeben, die Profiversion mit ca. 7.400 US$.

"3dChef" aus den Niederlanden arbeitet mit unterschiedlichen Süßwarenherstellern zusammen um die nächste Generation Süßigkeiten zu entwickeln.

Barry Callebaut hat "byFlow" als Partner um einen 3D-Schokoladendrucker zu entwickeln. Ein Prototyp wurde 2016 vorgestellt.

"Print2Taste" sammelte über die Crowdfunding-Platform 40.000 € ein und entwickelte den 3D-Lebensmitteldrucker BOCUSINI. 2015 kostete ein Drucker ca. 900 €.

"Choc Creator" verwendet Schokolade als Druckmaterial. Nach der digitalen Konzeption eines 3D-Models, wird ein Behälter mit flüssiger Schokolade befüllt. Der Druckvorgang bringt die Schokolade in der gewünschten Form. Choc Creator lässt sich mit einem Open-Source Programm steuern. Der Preis lag 2014 bei 3.000 €.

"Foodini" wurde vom spanischen Startup NATURAL MACHINES entwickelt und vorgestellt.
"XOCO" wurde von der dänischen Firma Micheal Cornelissen Ontwerp design. Unter einer Glasabdeckung wird 3D gedruckt. Der 3D Drucker verwendet ein polares Koordinatensystem (Kreis / Kugelförmige Koordinaten) und kann verschiedenste Schokolade Sorten Drucken. Der XOCO kann von einer Smartphone App aus gesteuert werden.

Forschung und Anwendung:
Chloé Rutzerveld, eine Food Designerin, machte 2014 Schlagzeilen mit ihrem 3D-Lebensmittelkonzept "Edible Growth". Sie entwickelte ein voll verzehrbares Snackprodukt (Ökosystem) welches aus mehreren Schichten besteht: Ein äußeres, gedrucktes Gebilde aus Teig oder Pasta mit Sporen, Samen und Hefe und eine innere Füllung aus "essbarer Erde". Mit diesem Konzept lassen sich laut Rutherford mit einem 3D-Drucker komplette, vollwertige Mahlzeiten drucken und züchten (3-5 Tage). Da dieses bei Zimmertemperatur zuhause passiert, entfallen lange Prozessketten und Transportwege. Es werden wertvolle Resourcen gespart: es entsteht kein Abfall, da es es keine Umverpackung gibt und das komplette Produkt verzehrt wird.

An der London South Bank University arbeitete man schon 2014 an der Zusammenführung der Themen Proteine aus Insekten und 3D-Druck.  Insektenpulver hat einen hohen Proteingehalt und die Absicht war, Mahlzeiten, die unter Einsatz von entfettendem Insektenprotein hergestellt werden, optisch ansprechender zu gestalten und so die Akzeptanz zu erhöhen. Ferner ist das Pulver reich an Eisen, Kalzium und Magnesum und bietet sich somit für den Einsatz in Sportsnacks an.

Die Universität Wageningen (Food Process Engineering Department) und Friesland Campina forschen seit 2016 gemeinsam an 3D-Prototypen Milchproteinstrukturen. Das Labor erforscht das Drucken von Natriumkaseinat mit der FDM (Fused Deposition Modeling).

Die Universiät Hohenheim startete 2016 ein Projekt zur "getriggerten Gelbildung" von Proteinen. Es können fein strukturierte Milchmatrizes mit Hilfe des 3D-Drucks erzeugt werden. Dieses Verfahren kann unterstützend in der Käseherstellung eingesetzt werden. KU Leuven Universität in Belgien hat 2016 einen 3D-Drucker Prototyp erntwickelt und benutzt ein Pektingel zur Herstellung und Erforschung unterschiedlicher Formen. Die Porosität kann kontrolliert werden.

Der italienische Lebensmittelkonzern BARILLA stellte 2016 den Prototypen seines Nudel-3D-Druckers vor. Er wurde zusammen mit dem niederländischen Forschungsinstitut TNO aus Eindhoven entwickelt und nutzt Teigpatronen, die mit Hartweizenmehl und Wasser befüllt werden. Damit lassen sich vier individuelle, konventionell nicht realisierbare Nudelformen innerhalb von zwei Minuten herstellen.

BIOZOON aus Bremerhaven nutzt 3D-Drucker um pürierte, geformte Lebensmittel für Menschen mit Kau- und Schluckbeschwerden (Dysphagie) herzustellen. Auf herkömmliche Weise erfolgt eine Formgebung mit Silikonformen und Geliermitteln. Es ist eine individuelle Herstellung von Lebensmitteln, mit speziellen Zusätzen während des Druckens, möglich.

HERSHEY's beschäftigt sich schon länger mit dem 3D-Schokoladendruck. Partner ist 3D Systems aus den USA. Die Herstellung eines "Chocolate Kiss" dauert 1 Std 26 Minuten.
Auf der PROSWEETS 2017 wurde 3D-Kaugummis in verschiedenen Formen (Elefant, Gebäude) vorgestellt.

WACKER entwickelte dafür die Candy2gum Technologie. Es wurde die Capiva C03 Mischungen von WACKER eingesetzt. Das konventionelle Kaugummiverfahren wurde durch einen angepassten, kontinuierlichen Kochprozess von CHOCOTEC ersetzt.

Die "Magic Candy Factory" (KATJES) hat "3D-Sweet selfies" vorgestellt. Damit lassen sich Gesichter mit einer süßen Masse auf Folie drucken. Die Fotos können z.B. vom Smartphone stammen. Das süße Bild wird in 5 Minuten gedruckt. Die Kunden können aus 8 Farben und Geschmacksrichtungen wählen.

LAMPADOS INTERNATIONALES hat eines 3D-Süßstoff mit dem Namen "Liteez" vorgstellt. Der "Süßwürfel" hat die From von Meringue Kiss. Zusammen mit PRACTICAL INNOVATION in Israel wurde ein Süßprodukt in 3D mit neuem Aussehen entwickelt.

3D-Videos zum Thema (weitere finden sich unter dem Stichwort "3D food printer" auf YouTube):
3D-printing with living organisms could transform the food industry - Chloé Rutzerveld
TNO - 3D Printing: now printing food too
BARILLA - 3d pasta presented at Expo 2015
How Hershey's is Using 3-D Printers to Make Chocolate Kisses