به گزارش ایسنا، خراسان نوشت: چاپ سه‌بعدی مواد غذایی فرایند تولید محصولات غذایی با استفاده از انواع تکنیک‌های تولید هوشمند است. در واقع چاپ سه‌بعدی در صنعت تولید غذا به فرایندی اطلاق می‌شود که در آن مواد اولیه خوراکی به صورت لایه‌لایه و بر اساس یک مدل دیجیتال، توسط چاپگرهای سه‌بعدی تولید می‌شوند. در این روش، مواد اولیه مانند خمیرها، پودرها و مایعات به شکلی دقیق کنترل می‌شوند تا ساختار نهایی غذا به صورتی منحصر به فرد و دقیق ایجاد شود. برخلاف روش‌های سنتی که در آن‌ها تولید غذا بیشتر به صورت دستی یا با استفاده از فرایندهای مکانیکی انجام می‌شود، چاپ سه‌بعدی باعث می‌شود تا محصولات غذایی با طراحی‌های پیچیده، جزئیات دقیق و اشکال غیرمعمول ارائه شوند. چاپ سه بعدی غذا این امکان را به ما می‌دهد که روش‌های آشپزی خود را در سطوح بسیاری نوسازی کنیم و از بافت غذا گرفته تا شکل و ظاهر هنری آن را تغییر دهیم. درباره جزئیات بیشتر این فناوری و دلایل اهمیت آن در دنیای امروز، در ادامه مطلب با ما همراه باشید.

چاپ سه بعدی غذا چطور اتفاق می‌افتد؟
چاپ سه بعدی غذا بسیار شبیه پرینت معمولی با فیلامنت (FDM) است، به این معنی که Print Head متریال را روی یک سطح اکسترود (فرایند تزریق یا ریختن مواد روی سطح مخصوص برای تولید غذا به صورت سه بعدی) می‌کند. تا جایی که محدودیت‌های پرینتر و قوانین فیزیک اجازه دهد، خوراک مورد نظر می‌تواند به هر شکلی طراحی شود. با این وجود، مواد خام خوراکی نمی‌توانند مانند رشته‌های پلاستیکی مرسوم چاپگرهای سه بعدی خانگی، دور رول متریال فیلامنت پیچیده شوند. آن‌ها باید درجه خاصی از خمیر بودن و چسبندگی داشته باشند، بنابراین داخل یک ظرف سرنگ شکل ریخته می‌شوند تا بعدا اکسترود شوند. معمولا سرنگ‌های درجه بندی شده مواد چاپ را نگه می‌دارند و سپس از طریق یک نازل، مواد غذایی را لایه به لایه در مکان مدنظر تزریق می‌کنند. پیشرفته‌ترین چاپگرهای غذای سه‌بعدی دارای دستورالعمل‌هایی از قبل بارگذاری شده توسط نرم‌افزارهای CAD و الگوریتم‌نویسی هستند و همچنین به کاربران این اجازه را می‌دهند تا غذای خود را از راه دور روی رایانه، تلفن همراه یا برخی از دستگاه‌های اینترنت طراحی کنند. غذا را می‌توان از نظر شکل، رنگ، بافت، طعم یا تغذیه سفارشی کرد.
 اولین غذای چاپ سه بعدی
خوراکی سه‌بعدی برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) توسط گروهی از محققان به عنوان تحقیقاتی آزمایشی تولید شد. آن‌ها توانستند با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی، غذایی به نام «کیک‌های سه‌بعدی» درست کنند. این کیک‌ها با طراحی دقیق لایه‌به‌لایه تولید شده بودند و به‌عنوان یک نمونه اولیه از امکانات این فناوری در صنعت تغذیه محسوب می‌شدند. طی سال‌های بعد، این فناوری به سرعت پیشرفت کرد و شرکت‌های مختلف به توسعه این ابتکار پرداختند و ابزارهایی برای چاپ مواد غذایی مختلف همانند شکلات، پیتزا و حتی میوه‌های مصنوعی ایجاد کردند. این روند باعث شد که غذای سه‌بعدی به یک فناوری شناخته‌شده و مورد استفاده در صنعت‌های مختلف، از جمله تغذیه، پزشکی و صنایع غذایی تبدیل شود. اولین نمونه ثبت‌شده غذای چاپ سه‌بعدی به سال ۲۰۰۷ بازمی‌گردد. در آن سال پژوهشگران دانشگاه کرنل در ایالات متحده با استفاده از چاپگرهای سه‌بعدی، نمونه‌ای از ساختارهای خوراکی قابل مصرف را تولید کردند. آن‌ها با به کارگیری مواد خوراکی متنوع، توانستند نخستین مدل دیجیتال غذا را به صورت فیزیکی ابداع کنند که نقطه عطفی در تلفیق هنر، علم و فناوری در حوزه تغذیه محسوب می‌شود.
 مراحل تولید غذای سه بعدی
 فرایند طراحی و تولید غذای سه بعدی با چاپگر در ۴ مرحله انجام می‌شود.
طراحی دیجیتال: در ابتدا، یک مدل دیجیتال از غذای مدنظر با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی ایجاد می‌شود. این مدل شامل ابعاد، شکل و ساختار داخلی غذاست.
آماده‌سازی مواد اولیه: مواد خوراکی با ترکیبات مشخص و دقیق آماده شده و برای چاپ آماده و تنظیم می‌شوند. این مواد می‌توانند به صورت خمیر، پودر یا مایع آماده شوند.
عملیات چاپ: چاپگر سه‌بعدی طبق مدل دیجیتالی که برایش تعریف شده است، مواد اولیه را به صورت لایه‌لایه روی یکدیگر قرار می‌دهد تا ساختار نهایی غذا شکل گیرد. هر لایه با دقت و کنترل دقیق تولید می‌شود.
پخت و تکمیل: در برخی موارد، پس از چاپ غذا، نیاز است تا با استفاده از روش‌های حرارتی یا سایر فرایندهای تکمیلی، ویژگی‌های نهایی محصول از نظر طعم، بافت و ظاهر بهبود یابد.
 محدودیت‌های چاپگرهای سه بعدی غذایی
در پرینت‌های سه بعدی معمولی، دو جزء کلیدی وجود دارد: سرعت و اطمینان. در پرینت‌های سه بعدی غذایی، دو مورد دیگر هم اضافه می شوند.
اطمینان: شما می‌خواهید هر چاپ سه بعدی به انداره قبلی دقیق باشد. در پرینت سه بعدی غذا، با کمی صبر و تحمل این امر شدنی است. اما نتیجه تنها به بافت غذا محدود می‌شود، مگر این که شما بتوانید ساختارهای شکننده را مثلا با حجم زیادی از شکر پرینت سه بعدی کنید.
سرعت: پرینت سه بعدی غذا در رستوران خیلی طول می کشد و اگر یک چیز باشد که آشپزها کم داشته باشند، زمان است. روی هم رفته، پرینت سه بعدی غذا برای تولید در حجم وسیع هنوز بسیار کند و ناکارآمد است.
هزینه: پرینتر مخصوص مواد غذایی قیمت بالایی دارند. برخی ادعا کرده اند که توانسته اند «نازل اکسترودر پرینتر مخصوص مواد غذایی» را روی پرینترهای سه بعدی معمولی نصب کنند و چاپ غذا داشته باشند. با این حال، تنها پرینترهای مخصوص این کار شما را از نتیجه کارتان راضی خواهند کرد.
ایمنی: وقتی صحبت درباره مواد خوراکی است، صحبت از زندگی افراد است و شما نمی‌خواهید که سلامت خود را به خطر بیندازید. پس پرینتر سه بعدی غذایی باید از هر نظر استریل و مناسب این کار باشد.

 چرا چاپ سه بعدی غذا فناوری مهمی است؟
غذای چاپ سه‌بعدی فرصت‌های زیادی را برای ما فراهم می‌کند. این فناوری تولید غذاهای سفارشی را امکان‌پذیر می‌کند، افراد با نیازهای غذایی خاص یا محدودیت‌های رژیمی می‌توانند از محصولاتی بهره‌مند شوند که کاملا مطابق نیازهای آن‌ها تنظیم شده است. علاوه بر این، مزایای دیگری چون بهبود در مصرف مواد اولیه و کاهش دورریختنی‌ها که از نتایج استفاده از فرایندهای سنتی است، هم از دیگر فواید این فناوری جدید است. در نتیجه، چاپ سه‌بعدی نه تنها به بهره‌وری در تولید کمک می‌کند، بلکه در حمایت از منابع طبیعی و محیط زیست هم نقش مهمی ایفا خواهد کرد. در تولید غذاهای چاپ‌شده، هنر و علم در هم آمیخته می‌شوند و نوآوری در طراحی محصولات را به همراه می‌آورند. به واسطه این فناوری، امکان خلق طرح‌ها و اشکال جدید، جذابیت بصری و کیفیت بالاتر غذا هم فراهم می‌شود که می‌تواند در بازارهای رقابتی تفاوت‌های بارزی ایجاد کند. علاوه بر این‌ها، تغییرات اساسی در تأمین مواد اولیه و نوع ساختار اقتصادی موجود در صنعت تغذیه با ورود فناوری چاپ سه‌بعدی رقم خواهد خورد، به طوری که فرایندهای تولید و توزیع به سمت سیستم‌های مدرن‌تر و کارآمدتر حرکت خواهند کرد. این فناوری، با فراهم آوردن امکان تولید محصولات غذایی منحصر به فرد، می‌تواند نگرش مصرف‌کنندگان درباره غذا را تغییر دهد. افزایش دقت در تولید، کاهش ضایعات و بهبود استانداردهای بهداشتی از جمله دستاوردهایی است که در کنار نوآوری‌های بصری، تأثیرات عمیقی بر صنعت تغذیه خواهند داشت. با این حال تدوین استانداردهای بهداشتی و پذیرش عمومی همچنان نیازمند توجه و همکاری میان نهادهای علمی، فناوری و نظارتی است. غذای چاپ سه‌بعدی امکانات منحصر به فردی در سفارشی‌سازی، افزایش بهره‌وری و ایجاد تنوع در محصولات غذایی دارد و این امکان را دارد تا تغییرات چشمگیری در سبک زندگی و فرهنگ تغذیه ایجاد کند. پیش‌بینی می‌شود که با گذشت زمان و پیشرفت‌های بیشتر در این زمینه، این فناوری به یکی از اجزای اصلی و نوین صنعت تغذیه تبدیل   و راهگشای تحول اقتصادی و فرهنگی در حوزه تولید و مصرف غذا شود.

*بازنشر مطالب دیگر رسانه‌ها در ایسنا به منزله تأیید محتوای آن نیست و صرفا جهت آگاهی مخاطبان می‌باشد.

انتهای پیام