Zemědělství prošlo v minulém století dlouhou cestou. Vyrábíme více potravin než kdykoli předtím - ale náš současný model je neudržitelný a vzhledem k tomu, že se světová populace rychle blíží 8 miliardám, bude nutné, aby moderní metody výroby potravin pokračovaly v radikální transformaci. Naštěstí existuje řada nových technologií, které by to mohly umožnit. V této sérii prozkoumáme některá nová inovativní řešení, na kterých farmáři, vědci a podnikatelé pracují, abychom zajistili, že v našem stále více přeplněném světě nebude nikdo hladovět.
Trojrozměrné tiskárny - stroje, které se vejdou na plochu a vytvářejí 3D objekty z plastů, kovů a dalších surovin - dokážou téměř cokoli. Vysoce přesné trysky pumpují vlastní lékařské implantáty stisknutím tlačítka. Tiskárny z uhlíkových vláken vyplivují prototypy automobilů s přesností na čelisti. A běžní modeláři vytvářejí hračky, šperky, domácí dekorace a oblečení na zakázku pouze s digitálním pilníkem.
Komerční kuchyně, pekárny a cukrárny používají 3D tiskárny potravin, aby ušetřily čas a úsilí.
Existuje ale nová hranice v oblasti 3D tisku, která se začíná soustředit jen na: jídlo. Nedávné inovace umožnily stroje, které tisknou, vaří a servírují potraviny v masovém měřítku. A svítidla v tomto odvětví se nezastaví: Myslí si, že 3D tiskárny potravin by mohly zlepšit nutriční hodnotu pokrmů, vyrábět složité sochy z každodenních potravin a řešit hlad v oblastech světa, které nemají přístup k čerstvým a cenově dostupným surovinám.
O tom není pochyb - 3D tisk potravin prošel dlouhou cestou. Ale jako každá nová technologie se vznešenými sliby, ani zdaleka to není stříbrná kulka.
Základy 3D potravinářského tisku
Většina 3D potravinářských tiskáren jsou depoziční tiskárny, což znamená, že ukládají vrstvy suroviny v procesu známém jako aditivní výroba. Novější kategorie 3D tiskáren - vázací tiskárny - lepí materiály společně s jakýmsi jedlým cementem.
Nejnovější generace 3D potravinářských tiskáren je mnohem komplikovanější a kombinuje trysky, práškový materiál, lasery a robotická ramena k výrobě cukrových soch, vzorované čokolády a mřížovaného pečiva. Jedna tiskárna, ChefJet od společnosti 3D Systems, krystalizuje tenké vrstvy jemnozrnného cukru do různých geometrických konfigurací. Další, Choc Edge z barcelonských Natural Foods, vydává čokoládu ze stříkaček v krásně melty.
Většina 3D potravinářských tiskáren funguje přesně jako jejich protějšky chrlící plasty - pouze vytlačují jedlé materiály místo termoplastického goo. (Video: Foodini)Špičkové tiskárny zvládnou ještě více. Foodini například používá čerstvé přísady naplněné do kapslí z nerezové oceli k výrobě potravin, jako je pizza, plněné těstoviny, quiche a sušenky. Stroj na výrobu těstovin Barilla tiskne nudle s vodou a krupicovou moukou. A prototypový design Hoda Lipsona, profesora strojírenství v Kolumbii, vyrábí tyčinky výživy a jednoduché pečivo.
Výroba potravin
Komerční kuchyně, pekárny a cukrárny již používají 3D tiskárny potravin, aby ušetřily čas a úsilí.
"Trvá to roky a roky zkušeností, ale tiskárna to usnadňuje."
Hervé Malivert, ředitel potravinářské technologie a kulinářský koordinátor Mezinárodního kulinářského centra, uvedl, že tato technologie je demokratizující. "S 3D tiskárnou můžete tisknout složité čokoládové sochy a krásné kousky na ozdobu na svatební dort," řekl Digital Trends. "Ne každý to dokáže - vyžaduje to roky a roky zkušeností, ale tiskárna to usnadňuje."
Paco Pérez, výkonný kuchař ve dvoumichelinské restauraci Miramar ve španělské Llançà, již tuto teorii uplatnil v praxi. Pomocí Foodiniho „znovu vytváří formy a kousky“ jídla, které jsou „přesně identické“, uvolňuje liniové kuchaře k dokončení dalších úkolů.
A není jediný. Food Ink, vyskakovací „restaurace s 3D tiskem“, byla postavena téměř výhradně s komerčně dostupnými tiskárnami. V průběhu týdne bylo vytištěno vše od stolů restaurace po židle a lampy. A všechny předkrmy a dezerty, které sloužily, byly také vytištěny 3D; místo farmy na stůl si to představte jako pixely na talíři.
Food Ink je britská restaurace s jedinečným nádechem: absolutně vše, co restaurace umístí ke stolu, je vytištěno 3D - jídlo, nádobí a dokonce i všechny stoly a židle. (Fotografie: Food Ink) Ve 3D potisku potravin existuje potenciál masového trhu. Titulní tiskárna XYZ Food XYZprinting, kterou společnost představila na veletrhu spotřební elektroniky 2015 v Las Vegas, již vyrábí sušenky, pizzu, masové koláče a koláčky pro pekárny v Číně a australský maloobchodní řetězec potravin.
Udržitelnost
Očekává se, že celosvětová populace do roku 2050 poroste na odhadovaných 9,6 miliard lidí a někteří analytici předpokládají, že pro udržení současné úrovně bude třeba zvýšit produkci potravin o 50 procent. Zdá se, že udržitelnost se stává méně „příjemným“ než nutností.
Díky budoucím 3D tiskárnám potravin mohou být zpracované potraviny zdravější.
3D tisk potravin pravděpodobně problém nevyřeší, ale mohl by k řešení přispět. Někteří odborníci se domnívají, že tiskárny využívajíhydrokoloidy, nebo látky, které tvoří gely s vodou, lze použít k nahrazení základních ingrediencí známých jídel bohatými obnovitelnými látkami, jako jsou řasy, okřehek a tráva.
Za tímto účelem vyvinul tým nizozemské organizace pro aplikovaný vědecký výzkum v Německu tiskovou metodu pro mikrořasy, přírodní zdroj bílkovin, sacharidů, pigmentů a antioxidantů. V jedné studii vedoucí výzkumu Kjeld van Bommel přidal mletého moučného červu k receptu na sušenky. "Vzhled [červů] mě odradil, ale ve tvaru sušenky ho zjem," řekl v rozhovoru pro Popular Mechanics.
Joseph F. Coughlin, zakladatel a ředitel AgeLab na Massachusetts Institute of Technology, si myslí, že 3D tisk může snížit spotřebu paliva a emise. Potraviny budoucnosti by mohly mít na skladě „potravinové kazety“, které vydrží roky, než aby se kazily celé ingredience, což by uvolnilo místo v regálech a snížilo požadavky na dopravu a skladování. „Dodávka produktů může být ve větším množství, které lze snadno skladovat,“ řekl The New York Times.
Dvojice 3D tiskáren Foodini, které vytlačují jídlo ze systému opakovaně plnitelných tobolek, což znamená, že můžete tisknout prakticky s libovolnými ingrediencemi, které si vyberete. (Foto: Foodini) Výživa
3D tiskárny potravin mohou dělat víc než vyrábět obnovitelné a ekologické obchody s potravinami - mají také potenciál revoluce ve výživě.
V této oblasti je NASA v popředí. V roce 2013 agentura experimentovala s technologiemi, které by mohly uchovat potraviny na dlouhodobých misích, a zadala smlouvu o výzkumu inovací na malé podniky ve výši 125 000 USD společnosti Systems & Materials Research Corporation (SMRC) na vývoj potravinového systému pro astronauty vytištěného ve 3D.
Díky budoucím 3D tiskárnám potravin mohou být zpracované potraviny zdravější. Lynette Kucsma, spoluzakladatelka společnosti Foodini, předpokládá, že tiskaři budou vyrábět výživnější pokrmy z hamburgerů z rychlého občerstvení plněné konzervačními látkami.
Lipson předpovídá, že budoucí tiskárny budou schopny dodávat přesné dávky léků, vitamínů a doplňků a potravin přizpůsobených konkrétním kalorickým potřebám daného uživatele.
Nejde jen o složité geometrie - v budoucnu by potisk potravin mohl spotřebitelům umožnit tisk potravin s přizpůsobeným nutričním obsahem přizpůsobeným konkrétně jejich individuálním stravovacím potřebám. (Foto: WASP) "Tisk potravin může spotřebitelům umožnit tisk potravin s přizpůsobeným nutričním obsahem, optimalizovaným na základě biometrických a genomických údajů," řekla Lispon pro The New York Times. "Takže místo toho, abys snědl krajíc včerejšího chleba ze supermarketu, snědl bys něco pečeného jen pro tebe na vyžádání." Toto může být chybějící článek mezi výživou a osobní medicínou a jídlem, které máte na stole. “
Ale 3D tisk potravin je příslibem pro ty, kteří mají onemocnění a alergie. V Německu přijala skupina domovů důchodců technologii 3D tisku, která čistí zeleninu jako mrkev a brokolici do výživných, snadno žvýkatelných měkkých forem jejich původního tvaru. A společnost WASP, společnost zabývající se 3D tiskem se sídlem v Itálii, testuje tiskárnu, která dokáže vyrábět bezlepkové verze populárních potravin.
Překážky
Navzdory mnoha nedávným pokrokům v oblasti 3D tisku potravin má průmysl nespočet výzev, které je třeba překonat.
V současné době musí být většina ingrediencí převedena na pastu, než s nimi může tiskárna manipulovat, a proces tisku je obvykle poměrně časově náročný. "Tisk v potravinářských materiálech je z technického hlediska mnohem obtížnější než plasty nebo kovy," řekl Lipson. "Spolupracují navzájem velmi složitými způsoby."
Kromě toho je většina existujících 3D potravinářských tiskáren omezena na suché, stabilní suroviny, protože většina bílkovin a mléčných výrobků má riziko znehodnocení. "Všechno musí být suché, protože jinak by ses musel bát, že se něco pokazí," řekl Malivert. "Je to otázka zdraví."
Pak je tu otázka očekávání. "Musíme v tom být rozumní," řekl Daniel Crossley, výkonný ředitel britské Rady pro etiku v potravinách pro Digital Trends. "Musíme začít s problémem, který se snažíme vyřešit, a pracovat pozpátku, a pokusit se pochopit sociální a zdravotní dopady 3D tisku potravin." Nejsem vyznavač novosti kvůli novosti. “
Dokonce i někteří v kulinářském světě jsou skeptičtí. Tony Tantillo, odborník na potraviny a přispěvatel do CBS v New Yorku, věří, že 3D tiskárny potravin jsou vhodnější pro klouby rychlého občerstvení než pro domácnosti a špičkové restaurace. "Tyto dvě věci by neměly být spolu," řekl v nedávném rozhovoru. „„ Potištěné jídlo “pro časopis, ano. Ale jíst? Ne, ne. “
Ale časy se mění. "Když lidé poprvé slyšeli o mikrovlnách, nerozuměli této technologii," řekla Fortune Lynette Kucsama, generální ředitelka a zakladatelka společnosti Natural Machines. "Nyní má 90 procent domácností mikrovlnné trouby."
