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“数字加工器”的图片显示其形状如微波炉一般大小，为其特别配制的银质光泽食材储存罐，高贵地架于金属套环中，仿佛在召唤“威廉·索诺玛”鸡尾酒摇酒器来与之配对。“数字加工器”的工作过程由计算机操控：食材由储存罐流入混和瓶，然后经由挤压头，最后制成做工精美、可储存的复合美食。
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“科纳科皮亚”概念的最后两个成员是机器人厨师和专业搅拌器。机器人厨师将革新单一固态食材（如牛排、鱼和水果）的加工过程。专业搅拌器拥有三层独立旋转传送带，使用者可以进行更细致的食材混合过程，从而体验食材细微的不同所带来的多层次口味感受。
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我希望将来呈现在消费者面前的食品打印机实体可以像“科纳科皮亚”概念机一样，简单易操作。食品打印机或数字烹饪开拓出烹饪的新领域，为工作繁忙者提供快捷的食物制作程序。食品打印机、数字食谱和相关的食品存储罐让厨师创造出更新颖、营养并美味的食品，开拓了新的烹饪市场。
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图8–2 数字烹饪加工机的设计概念原型
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图片来源：Marcelo Coelho and Amit Zoran
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但是，数字烹饪现在仍处于概念阶段。家用电器知名厂商和家电销售商尚未推出商用级数字打印机产品。所以当今的大多数食品打印机只出现在研究实验室，在那里，学生、科学家和工程师在尽量解决不相关的工程或设计挑战时意外地找到了打印食品的方式。
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淀粉类食品的确是科学家和工程师理想的实验素材，它价格便宜、种类繁多且无毒。大量方便易得的食材，可以进行随意搭配，从而帮助研究人员逼真地模拟昂贵稀有素材的材料特性。
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我和我的学生们同样是在Fab@Home打印机的工程实验中意外涉足食品打印领域。我的一名研究生在工程设计实验时意外发现，蛋糕面粉是工程设计原型和打印参数调控的理想材料。蛋糕面粉可溶于水，便于清洗，甚至可以偷偷用舌头舔掉。因此，蛋糕面粉迅速成为业内3D打印实验的原料替代品。
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并非只有我和我的学生们涉足3D食品打印。数年前，Fab@Home打印机问世时，我们就希望有人能制造3D打印机，用来打印塑料零件、玩具或其他家庭用品。没想到的是，Fab@Home打印机的使用者写信给我们，分享了食品打印的经历。诺伊·沙尔是肯塔基州路易斯维尔的高中生。在我们于2006年公开征集Fab@Home打印机的设计时，诺伊·沙尔就是最早的一批体验者之一。她的父亲莫尔和她一起成功组装了Fab@Home打印机，接着他们又做了一些定制化的改动，增加了一个热巧克力打印头。
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图8–3 诺伊·沙尔赢得2006年高中科学展览第一名的参赛品：打印巧克力
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随后的几周里，诺伊·沙尔反复试验不同温度和打印头尺寸对实验结果的影响，通过不懈努力成功打印出肯塔基州形状的巧克力，并最终赢得了高中科学展览比赛的第一名。
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3D打印：从想象到现实 [:1700398815]
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打印汉堡包、肉饼和番茄酱
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即使打印最简单的面粉，也需要调动整个计算机控制系统。和生活中的大多数休闲活动一样，3D食品打印远比看上去复杂。要打印食品需满足以下几个条件：首先是正确使用机械力，其次是精心设计数字“食谱”，最后是调整合适的食材进料顺序。食材必须软，可以从打印头流出；食材也要硬，可以维持打印后的形状。另外，还要考虑各种食材的固有特性、不同耐热性和多样烹饪方式等影响因素。
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汉堡包的传统制作工艺并不复杂。在面包中间依次夹入烤肉、洋葱圈和西红柿片，再挤入番茄酱，一个美味的汉堡包就做成了。但对3D打印来说，这个简单的汉堡包制作过程就变得复杂了，面临着多材料食品工程的挑战。通过3D打印制作的美味新鲜的汉堡包一旦成功，将会成为烹饪工程的一大壮举。
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把生碎肉打印成肉饼形状并不难，在上面加一层番茄酱也轻而易举。甚至将生面团烘烤打印成面包至多费费功夫也能实现。
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食品打印的难点在于天然新鲜食材的打印。打印新鲜可口的西红柿、洋葱和生菜往往会把你引入工业化的食品生产加工范畴。3D打印新鲜的热汉堡将是工程学的一次壮举，其难度等同于打印复杂器官。因此，现阶段研究学者和美食家还只能设计和打印简单的软食物。
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基本的食品打印过程是这样的：正如所有3D打印产品一样，尽管现在还没有研发出类似“食品CAD”的商业软件，食品混合物还是要先被编写成设计文档。食品打印爱好者从网上下载食品设计文档，或者通过工程设计软件自己从头开始创建设计文档。
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RepRap（一个3D打印机原型）或者MakerBot广受欢迎的复制打印机等市场上常用的打印机都可以用来打印意大利面一样的塑料条。用来打印食品的打印机必须装有特殊装备，这样才能处理食用原料。设计图源代码公开的3D打印机是满足当前食品打印定制需求的理想工具。
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大多数人将塑料打印机改装成食品打印机的做法是：在印刷臂上安装注射器。有些打印机还用自动活塞，用来为食品注射器施加压力。保持压力稳定的办法是每次打印时都校正自动活塞，以保证合适的力度。人类厨师懂得控制烹饪中的力道。但是，食品打印机却不懂得控制力度。
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作为商业消费打印机的领航者之一，MakerBot的“复制器”如果在原有基础上再安装一个类似于“挤压机”的部件，就能够改装成食品打印机。挤压机位于3D打印机的内部。塑料夹牢牢地把打印头固定在原处，使用者可以用一个旋盖重新把生鲜食品加载到打印头中。
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通过与之相连的空气压缩机所产生的压力，打印头把食材挤出。一台挤压机能够承受高达100磅/平方英寸的压强，这个压强足够给一个自行车轮胎打气了。但公司网站警告使用者“不要超过100磅/平方英寸”。他们没有具体解释这样做可能导致的后果，但是我能想象到花生酱、巧克力酱或其他黏性的东西发生爆炸，喷得厨房满墙都是的场景。
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不同的食物配方需要施加不同的压强。有时室温也会影响食品混合物通过打印头的流速。打印头的大小和直径很关键，太小会导致挤压速度过慢，太大则打印出的食物表面粗糙。