一种基于3D打印技术制作营养杂粮饼干的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3D打印技术制作营养杂粮饼干的方法，包括以下步骤：按一定比例，将玉米粉，燕麦粉、小米粉、荞麦粉、木薯全粉称重后过100目筛后与水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打，乳化剂混合，搅拌直至体系均匀；将搅拌均匀后的物料加入到熔融沉积3D打印机的物料筒中；开启3D打印机，控制物料预热温度60～80℃，达到设定温度后，3D打印机会自动依据模型参数信息进行打印；一层打印完成后，打印喷头上移一个层的距离后继续打印，以此类推，最终堆叠出所需的三维实体食物；将打印后的三维实体食物放入烤箱，烤制成杂粮饼干。制成的饼干可以保持精致和复杂的图案形状，实现了产品营养与美观的结合。

A method of making nutrient biscuit based on 3D printing technology

The invention discloses a method for making nutritional cereals biscuit printing technology based on 3D, which comprises the following steps: according to a certain proportion, corn flour, oat flour, small Rice noodles, buckwheat flour, cassava flour after weighing 100 sieving with water, cream, sugar, salad oil, salt, baking soda. The mixed emulsifier, stirring until uniform system; will stir the material into the material barrel fused deposition 3D printer; open 3D printer, control material preheating temperature 60 to 80 DEG C, after reaching the set temperature, the 3D printer will automatically according to the model parameter information for printing; a layer after printing, the print head up a layer of distance to print, and so on, the final stacked 3D entity food required; 3D printing after the food into the oven, bake cookies made from grains. The biscuit can keep delicate and complex pattern shape, and realize the combination of nutrition and beauty.

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印技术制作营养杂粮饼干的方法
本专利技术属于3D打印材料领域，具体涉及一种熔融沉积式3D打印营养杂粮饼干的加工方法。
技术介绍
3D打印是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源(杜宇雷,孙菲菲,原光,等.3D打印材料的发展现状[J].徐州工程学院学报(自然科学版),2014,29(1):20-24.)。这种制造方式区别于传统的“去除型”制造，3D打印技术可直接根据计算机图形数据，使用增材制造的方法制成任何形状的产品，还可以简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，从而提高效率(邓龙辉,刘小静.浅析3D打印技术及其在中国的发展[J].通讯世界,2014(4):125-126.)。3D食品打印机是3D打印技术的基础上发展的一种快速食品制造机械，主要由控制电脑、自动化食材注射器、输送装置等几部分组成。过程通常是先将材料预先放入容器内，将形状等要求输入机器，开启按键后注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来，按照“逐层打印、堆叠成型”制作出立体食物产品。可用于食品打印的材料可以是生的、熟的、新鲜的或冰冻的各种食材，将其绞碎、混合、浓缩成浆、泡沫或糊状，打印出的食品口感各样。对于咀嚼困难或有吞咽困难的老年人、病人，不仅可以人性化的改变食物形状，改良食品品质，还可以自由搭配均衡营养。采用食品打印机和数字食谱，可以加工出传统烹饪技术无法实现的口味和形状，开拓新的烹饪市场(胡迪,利普森,梅尔芭,等.3D打印:从想象到现实[J].2013.)。目前，3D食品打印技术应用只局限于巧克力、糖果等产品，和对各种不同外观的设计，可根据不同年龄段定制个性化的口味各异的食物，还可根据需要自由设计形状和添加颜色。另外，3D打印技术可提供科学合理的营养饮食，并根据不同人群所需营养的比例对食物组分进行配置，打印出适用于不同营养需求的青少年、老人、孕妇和病人食品。不仅可以开发出营养搭配、科学合理的新产品，还可以开发营养强化食品和保健食品。饼干作为人们日常普遍接受的休闲食品，是极具代表性的可进行个性化营养定制的产品。随着生活质量的提升，人们对健康的需求、品味的追求、品牌的喜好，“第三代饼干”应运而生(王杨二.“第三代饼干”主打健康特色[N].中国质量报,2015-04-02007)。首先，“好吃”还是产品的基本点，其次是必须要具有健康功能，这是强劲的消费新需求，未来食品业的整体发展都将向着“功能化”迈进，食必讲功能是一种必然的趋势。三是要具有时尚品味。传统的饼干多采用模具来进行表面图案的印刻和形状的固定，由于油脂作用，经过烘焙之后往往无法保持应有形状，不适合复杂细致的几何印花。目前，3D打印技术在应用于营养健康饼干开发与加工方面研究较少。
技术实现思路
针对目前增材制造技术在食品加工领域的应用现状与不足，通过科学配伍食品体系中的营养组分，经加热沉积3D打印技术个性化创建营养类食品，同时针对现有饼干3D打印成型能力的缺点，本专利技术要解决的技术问题之一是通过调节杂粮原材料中的玉米粉、燕麦粉等与各原料的比例来增加其打印成型能力。本专利技术要解决的技术问题之二是通过控制3D打印机中的物料预热温度和饼干烤制的温度和时间，来调节饼干的口感和外型。在合理的反应条件下获得一种既具趣味性与可视性感官要求，又具营养价值的杂粮饼干。本专利技术的目的采用以下技术方案实现：一种基于3D打印技术制作营养杂粮饼干的方法，包括以下步骤：步骤一：按重量份数计，将玉米粉20～30份，燕麦粉10～20份、小米粉10～20份、荞麦粉10～20份、木薯全粉10～20份称重后过100目筛后与水140～350份，奶油15～27份，白砂糖12～22份，色拉油3～5份，食盐2～3份，小苏打0.6～1.1份，乳化剂0.6～1.1份混合，搅拌直至体系均匀；步骤二：将搅拌均匀后的物料加入到熔融沉积3D打印机的物料筒中；步骤三：开启3D打印机，控制物料预热温度60～80℃，达到设定温度后，3D打印机会自动依据模型参数信息进行打印；一层打印完成后，打印喷头上移一个层的距离后继续打印，以此类推，最终堆叠出所需的三维实体食物；步骤四：将打印后的三维实体食物放入烤箱，烤制成杂粮饼干。优选地，所述烤箱设定时间为10～20min，温度为160～210℃。优选地，所述物料预热温度为70～80℃。优选地，步骤一，所述玉米粉20～30份，燕麦粉15～20份、小米粉15～20份、荞麦粉15～20份、木薯全粉15～20份、水270～350份，奶油22～27份，白砂糖18～22份，色拉油4～5份，食盐2～3份，小苏打0.9～1.1份，乳化剂0.9～1.1份。优选地，所述的乳化剂为大豆磷脂、卵磷脂、硬脂酰乳酸钠中的一种或几种。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术采用的是低糖低脂的健康理念，不含化学添加剂，更健康。通过调节杂粮粉与水和油的比例和烤制温度来控制饼干的成型，制成的饼干可以保持精致和复杂的图案形状，实现了产品营养与美观的结合。(2)利用熔融沉积3D打印技术，可获得营养功能较高的具有不同时尚外观的饼干，并建立合理的不同杂粮的复配配方。采用3D打印的方式进行制备，可实现产品的多元化、个性化、自动化的制作，丰富了3D打印食品材料的种类，可以满足不同消费者的需求。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术实施方式并不仅限于此。实施例1将玉米粉、燕麦粉、小米粉、荞麦、木薯全粉等谷粉按表1重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3D打印机的物料筒中。开启3D打印机，控制物料预热温度如表1。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在200℃下烤制10min成营养杂粮饼干成品。经测试，饼干的破碎强度为32.5N。表1实施例2将玉米粉、燕麦粉、小米粉、荞麦、木薯全粉等谷粉按表2重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3D打印机的物料筒中。开启3D打印机，控制物料预热温度如表2。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在180℃下烤制15min成营养杂粮饼干成品。经测试，饼干的破碎强度为34.6N。表2实施例3将玉米粉、燕麦粉、小米粉、荞麦、木薯全粉等谷粉按表3重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白砂糖，色拉油，食盐，小苏打等混合，用搅拌机搅拌一定时间直至体系均匀。然后将搅拌均匀后的物料加入到3D打印机的物料筒中。开启3D打印机，控制物料预热温度如表3。达到设定温度后，打印三维实体食物。最后将打印后的三维实体食物放入烤箱，在160℃下烤制20min成营养杂粮饼干成品。经测试，饼干的破碎强度为34.2N。表3实施例4将玉米粉、燕麦粉、小米粉、荞麦、木薯全粉等谷粉按表4重量份数称重，过100目筛后与适量的水，奶油，白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于3D打印技术制作营养杂粮饼干的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按重量份数计，将玉米粉20～30份、燕麦粉10～20份、小米粉10～20份、荞麦粉10～20份、木薯全粉10～20份称重后过100目筛后与水140～350份，奶油15～27份，白砂糖12～22份，色拉油3～5份，食盐2～3份，小苏打0.6～1.1份，乳化剂0.6～1.1份混合，搅拌直至体系均匀；步骤二：将搅拌均匀后的物料加入到熔融沉积3D打印机的物料筒中；步骤三：开启3D打印机，控制物料预热温度60～80℃，达到设定温度后，3D打印机会自动依据模型参数信息进行打印；一层打印完成后，打印喷头上移一个层的距离后继续打印，以此类推，最终堆叠出所需的三维实体食物；步骤四：将打印后的三维实体食物放入烤箱，烤制成杂粮饼干。

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术制作营养杂粮饼干的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按重量份数计，将玉米粉20～30份、燕麦粉10～20份、小米粉10～20份、荞麦粉10～20份、木薯全粉10～20份称重后过100目筛后与水140～350份，奶油15～27份，白砂糖12～22份，色拉油3～5份，食盐2～3份，小苏打0.6～1.1份，乳化剂0.6～1.1份混合，搅拌直至体系均匀；步骤二：将搅拌均匀后的物料加入到熔融沉积3D打印机的物料筒中；步骤三：开启3D打印机，控制物料预热温度60～80℃，达到设定温度后，3D打印机会自动依据模型参数信息进行打印；一层打印完成后，打印喷头上移一个层的距离后继续打印，以此类推，最终堆叠出所需的三维实体食物；步骤四：将打印后的三维实体食物放入烤箱，烤制成...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑波，陈洹，刘誉繁，陈玲，李晓玺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44