Wyobraź sobie, że zasiadasz do trzydaniowej kolacji, podczas której każde danie, od przystawki po deser, zostało w całości wydrukowane w 3D i ugotowane laserem. Ta wizja stała się rzeczywistością na Uniwersytecie Columbia, gdzie badacze przygotowali kompletny posiłek składający się z tarty inspirowanej quiche, pizzy z kalafiora i ciasta z limonką, a wszystko to o teksturze dorównującej konwencjonalnym metodom gotowania. Chociaż drukowanie żywności 3D znacznie się rozwinęło, osiągnięcie autentycznej tekstury pozostaje jednym z największych wyzwań tej technologii. Tradycyjnym metodom gotowania brakuje wymaganej rozdzielczości przestrzennej produkcja przyrostowa precyzję, co utrudnia kontrolowanie stosowania ciepła tak dokładnie, jak osadzanie materiału.
Zamknięcie luki w teksturze w druku 3D żywności
Projektem kierował Jonathan Blutinger w czasie doktoratu z inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Columbia pod kierunkiem profesora Hoda Lipsona. Według doniesień Columbia Spectator badania trwały mniej więcej sześć lat, podczas których zespół sprawdzał, czy gotowanie może być kontrolowane z taką samą precyzją jak produkcja cyfrowa. Wysiłki te połączyły studentów i inżynierów z wielu dziedzin ekosystemu badawczego Kolumbii.
Przykład alternatywy dla mięsa wydrukowanej w 3D (zdjęcie: Steakholder Foods)
U podstaw projektu leżała integracja gotowania laserowego bezpośrednio z systemem Druk 3D proces. Zamiast drukować żywność i przenosić ją do piekarnika, system stosuje miejscowe ogrzewanie laserowe już podczas samej produkcji. Metoda ta pozwala na selektywne wygrzewanie określonych obszarów drukowanej struktury przy jednoczesnym zachowaniu jej ogólnej geometrii.
Od składników po w pełni ugotowany posiłek
Posiłek demonstracyjny został wyprodukowany z 14 składników pochodzących ze standardowych sklepów spożywczych. Składniki te zostały przygotowane przy użyciu typowych narzędzi do przetwarzania żywności przed wydrukowaniem. Dostosowując ekspozycję lasera podczas drukowania, badacze uzyskali teksturę, która bardziej przypomina tę konwencjonalnie gotowaną żywność.
Praca opiera się na wcześniejszych drukowanie żywności badania przeprowadzone w laboratorium Creative Machines Lab w Columbii. W poprzednim projekcie zespół zademonstrował: siedmiskładnikowy deser wydrukowany w 3D wykonane przy użyciu jadalnych atramentów i osadzania warstwowego. Te wcześniejsze prace skupiały się na składaniu żywności z wielu materiałów i zrodziły szersze pytania dotyczące tego, czy przyszłe urządzenia do gotowania będą mogły zintegrować druk 3D z metodami ogrzewania sterowanymi oprogramowaniem. Trzydaniowy posiłek stanowi zwrot w kierunku rozwiązania problemu tekstury, jednego z najbardziej utrzymujących się wyzwań w druku 3D żywności.
W skład głównego zespołu badawczego wchodzili Blutinger, Evan Lloyd Omo i Pol Bernat, przy udziale około 30–40 dodatkowych studentów i inżynierów. Jak donosi „Columbia Spectator”, ich odkrycia opublikowano we wrześniu w czasopiśmie Journal of Food Engineering. Publikacja ta stanowiła kamień milowy w ciągłych poszukiwaniach grupy w zakresie gotowania sterowanego cyfrowo.
Oprócz nowatorskich zastosowań Blutinger podkreślił potencjał bardziej przemyślanego i przejrzystego przygotowywania żywności. „Tego rodzaju technologia może pomóc ludziom, pomóc w bardziej świadomym podejmowaniu decyzji o tym, co jesz, zapewnić większą przejrzystość tego, co jesz, i umożliwić znacznie lepsze śledzenie tego, co jesz”. powiedział. Według Columbia Spectator przyszłe prace skupią się na ocenie porównania wartości odżywczych żywności gotowanej laserowo z żywnością przygotowywaną konwencjonalnymi metodami.
Chociaż system pozostaje prototypem badawczym, prace podkreślają, w jaki sposób cyfrowo kontrolowane gotowanie może rozwiązać podstawowe ograniczenie Druk żywności 3D. Podejście to sugeruje nowe możliwości spersonalizowanego odżywiania, żywności o modyfikowanej teksturze i produkcji żywności sterowanej oprogramowaniem. Przesuwa także dyskusję z tego, czy kompletne posiłki można wydrukować w 3D, na to, w jaki sposób takie systemy można sensownie wykorzystać w rzeczywistych kontekstach. Smacznego!
Czy spróbowałbyś posiłku wydrukowanego laserowo w 3D? Daj nam znać w komentarzu poniżej lub na naszym LinkedIn Lub Facebooku strony! Poza tym nie zapomnij zapisać się na nasz bezpłatny cotygodniowe zajęcia Biuletyn aby otrzymywać najświeższe informacje o druku 3D prosto na swoją skrzynkę odbiorczą. Wszystkie nasze filmy znajdziesz także na naszej stronie YouTube kanał.
*Zdjęcie na okładce: Jonathan Blutinger Dzięki uprzejmości Columbia Engineering
