Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) hebben een nieuwe benadering ontwikkeld voor 3D-geprinte producten op basis van chocolade bij kamertemperatuur door koude extrusie.

De hotmelt-extrusiemethode wordt veel gebruikt in 3D-geprinte chocolaatjes waarbij de chocolade tussen de 31 graden moet zijn. ^O C tot 36 ^O C zodat het kan worden gesmolten en dienovereenkomstig kan worden afgegeven. Hoewel deze methode voordelen heeft in eenvoud en toegankelijkheid, het smalle bereik van de bedrijfstemperatuur kan zeer beperkend en inflexibel zijn.

Omgekeerd, koude extrusie vereist geen manipulatie van de temperatuur omdat het uitsluitend afhangt van de reologie van drukinkt die bij de bedrijfstemperatuur aan chocolade wordt toegevoegd. Echter, wegens het ontbreken van inkten met geschikte reologische eigenschappen, koude extrusie in 3D-geprinte chocolade is tot op heden niet aangetoond.

Om deze kloof te overbruggen, onderzoekers van SUTD's Soft Fluidics Lab (facebook.com/SoftFluidics) ontwikkelden een nieuwe aanpak, 'Chocolade-based Ink 3D Printing' (Ci3DP), om op chocolade gebaseerde inkten bij kamertemperatuur te bedrukken door middel van koude extrusie (zie afbeelding).

Met behulp van de Ci3DP-aanpak, gemakkelijk verkrijgbare chocoladeproducten zoals siropen en pasta's werden gemengd met cacaopoeder om de reologie van de inkt te veranderen. Op chocolade gebaseerde inkten met hoge concentraties cacaopoeder vertoonden afschuifverdunnende eigenschappen met een hoge viscositeit; de inkten bezaten ook een tandpasta-achtige eigenschap die in rust niet vloeide.

Om deze mogelijkheid te benadrukken, Er werden 3D-modellen bestaande uit chocoladestropen en -pasta's gedemonstreerd. Dezelfde methode werd uitgebreid tot de fabricage van chocolade met verschillende texturen door gebruik te maken van meerdere soorten inkten. Bijvoorbeeld, een stuk chocolade werd gefabriceerd met een halfvaste behuizing en tegelijkertijd vloeibare vulling, een verdere demonstratie van de flexibiliteit die deze aanpak biedt.

"De eenvoud en flexibiliteit van Ci3DP bieden een groot potentieel bij het vervaardigen van complexe op chocolade gebaseerde producten zonder de noodzaak van temperatuurregeling, " zei hoofdauteur van het onderzoekspaper, Dr. Rahul Karyappa van SUTD.

Hoofdonderzoeker, Universitair docent Michinao Hashimoto van SUTD voegde toe:"Ci3DP is in staat om voedsel op maat te fabriceren in een breed scala aan materialen met aangepaste texturen en geoptimaliseerde voedingswaarde. Deze nieuwe benadering verbreedt ook de mogelijkheden van de industrie op het gebied van 3D-voedselprinten, waardoor de koude extrusie van voedselproducten die temperatuurgevoelig zijn, mogelijk is."