Poľnohospodárstvo prešlo v minulom storočí dlhou cestou. Vyrábame viac potravín ako kedykoľvek predtým - náš súčasný model je však neudržateľný a keďže svetová populácia sa rýchlo blíži k 8 miliardám, moderné metódy výroby potravín si budú vyžadovať radikálnu transformáciu, aby držali krok. Našťastie existuje celá rada nových technológií, ktoré by to mohli umožniť. V tejto sérii preskúmame niektoré inovatívne nové riešenia, na ktorých pracujú poľnohospodári, vedci a podnikatelia, aby sme sa uistili, že v našom čoraz preplnenejšom svete nikto nehladuje.
Trojrozmerné tlačiarne - stroje, ktoré sa zmestia na plochu a vytvárajú 3D objekty z plastov, kovov a iných surovín - môžu robiť takmer všetko. Vysoko presné dýzy pumpujú vlastné lekárske implantáty stlačením tlačidla. Tlačiarne z uhlíkových vlákien vypľúvajú prototypy automobilov s precíznosťou. A bežní modelári generujú hračky, šperky, bytové dekorácie a oblečenie na mieru iba s digitálnym súborom.
Komerčné kuchyne, pekárne a cukrárne používajú 3D potravinárske tlačiarne na úsporu času a úsilia.
Ale v oblasti 3D tlače je nová hranica, ktorá sa začína zameriavať iba na: jedlo. Posledné inovácie umožnili stroje, ktoré tlačia, varia a podávajú jedlá v masovom meradle. A svetlá tohto odvetvia sa tým nezastavia: Myslia si, že 3D potravinárske tlačiarne môžu zlepšiť výživovú hodnotu jedál, vyrobiť zložité sochy z každodenných potravín a vyriešiť hlad v regiónoch sveta, ktoré nemajú prístup k čerstvým a cenovo dostupným surovinám.
O tom niet pochýb - 3D tlač potravín prešla dlhou cestou. Ale ako každá nová technológia so vznešenými sľubmi, ani zďaleka to nie je strieborná guľka.
Základy 3D potravinárskej tlače
Väčšina 3D tlačiarní na potraviny je tlačiarňou, čo znamená, že ukladajú vrstvy suroviny v procese známom ako aditívna výroba. Novšia kategória 3D tlačiarní - tlačiarní na viazanie - lepí materiály spolu s akýmsi jedlým cementom.
Posledná generácia 3D potravinárskych tlačiarní je oveľa komplikovanejšia, pretože kombinuje trysky, práškový materiál, lasery a robotické ramená na výrobu cukrových sôch, vzorovanej čokolády a mriežkovaného pečiva. Jedna tlačiareň, ChefJet od spoločnosti 3D Systems, kryštalizuje tenké vrstvy jemnozrnného cukru do rôznych geometrických konfigurácií. Ďalšia, Choc Edge z barcelonskej spoločnosti Natural Foods, vydáva čokoládu zo striekačiek v nádherne meltových vzorkách.
Väčšina 3D tlačiarní na potraviny funguje presne ako ich náprotivky chrliace plasty - namiesto termoplastického lepidla iba vytlačujú jedlé materiály. (Video: Foodini)Špičkové tlačiarne zvládnu ešte viac. Foodini napríklad používa čerstvé prísady plnené do kapsúl z nehrdzavejúcej ocele na výrobu jedál ako pizza, plnené cestoviny, quiche a brownies. Stroj na výrobu cestovín Barilla’s tlačí rezance s vodou a krupicovou múkou. A prototyp prototypu Hoda Lipsona, profesora strojárstva na Kolumbii, vyrába tyčinky výživy a jednoduché pečivo.
Produkcia jedla
Obchodné kuchyne, pekárne a cukrárne už používajú 3D tlačiarne potravín, aby ušetrili čas a úsilie.
"Trvá to roky a roky skúseností, ale tlačiareň to uľahčuje."
Hervé Malivert, riaditeľ potravinárskej technológie a kulinársky koordinátor v Medzinárodnom kulinárskom centre, uviedol, že táto technológia je demokratizujúca. „S 3D tlačiarňou môžete tlačiť komplikované čokoládové sochy a nádherné kúsky na ozdobenie svadobnej torty,“ povedal pre Digital Trends. "Nie každý to dokáže - vyžaduje to roky a roky skúseností, ale tlačiareň to uľahčuje."
Paco Pérez, výkonný kuchár v reštaurácii Miramar s dvoma michelinskými hviezdami v španielskom Llançà, už túto teóriu zaviedol do praxe. Pomocou Foodiniho „znovu vytvára formy a kúsky“ jedál, ktoré sú „úplne identické“, kuchárov uvoľňujúcich linku na dokončenie ďalších úloh.
A nie je jediný. Food Ink, vyskakovacia „reštaurácia s 3D tlačením“, bola skonštruovaná takmer výlučne pomocou komerčne dostupných tlačiarní. V priebehu týždňa bolo vytlačené všetko, od stolov reštaurácie po jej stoličky a lampy. A všetky predjedlá a dezerty, ktoré podával, boli tiež 3D tlačené; namiesto farmy na stôl si to predstavte ako pixely na tanieri.
Food Ink je britská reštaurácia s jedinečným zvratom: úplne všetko, čo reštaurácia dáva za stôl, je vytlačené 3D - jedlo, riad a dokonca aj všetky stoly a stoličky. (Fotky: Potravinový atrament) V potravinárskej tlači 3D existuje potenciál pre masový trh. Rovnomenná tlačiareň XYZ Food Printer od spoločnosti XYZprinting, ktorú spoločnosť predstavila na veľtrhu spotrebnej elektroniky 2015 v Las Vegas, už vyrába cookies na pečenie, pizzu, mäsové koláče a koláče pre pekárne v Číne a austrálsky maloobchodný reťazec s potravinami.
Udržateľnosť
Očakáva sa, že globálna populácia do roku 2050 vzrastie na odhadovaných 9,6 miliárd ľudí. Niektorí analytici predpokladajú, že na udržanie súčasnej úrovne bude potrebné zvýšiť produkciu potravín o 50 percent. Zdá sa, že udržateľnosť je zrejmá, stáva sa čoraz menej „príjemným“ ako nevyhnutnosťou.
Vďaka budúcim 3D tlačiarňam na potraviny by mohli byť spracované potraviny zdravšie.
3D tlač potravín pravdepodobne problém nevyrieši, ale mohlo by k nemu prispieť. Niektorí odborníci sa domnievajú, že tlačiarne, ktoré používajúhydrokoloidy, alebo látky, ktoré vytvárajú vo vode gély, môžu byť použité na nahradenie základných prísad známych jedál bohatými obnoviteľnými látkami, ako sú riasy, kačice a tráva.
Za týmto účelom vyvinul tím z Holandskej organizácie pre aplikovaný vedecký výskum v Nemecku tlačovú metódu pre mikroriasy, prírodný zdroj bielkovín, sacharidov, pigmentov a antioxidantov. V jednej štúdii vedúci výskumu Kjeld van Bommel pridal mletého múčneho červu do receptu na sušienky. "Vzhľad [červov] ma odradil, ale v podobe sušienky ho zjem," uviedol v rozhovore pre Popular Mechanics.
Joseph F. Coughlin, zakladateľ a riaditeľ spoločnosti AgeLab na Massachusetts Institute of Technology, si myslí, že 3D tlač môže znížiť spotrebu paliva a emisie. Potraviny budúcnosti by mohli mať na sklade „potravinové kazety“, ktoré celé roky skôr než rýchlo podliehajú skaze, celé ingrediencie, čo by uvoľnilo miesto v regáli a znížilo požiadavky na prepravu a skladovanie. „Dodávka výrobkov môže byť vo väčšom množstve, ktoré je možné ľahko uskladniť,“ uviedol pre The New York Times.
Dvojica 3D tlačiarní Foodini, ktoré vytláčajú jedlo zo systému opakovane plniteľných kapsúl, čo znamená, že môžete tlačiť prakticky s akýmikoľvek ingredienciami, ktoré si vyberiete. (Foto: Foodini) Výživa
3D tlačiarne potravín môžu robiť viac ako vyrábať obnoviteľné a ekologické obchody s potravinami - majú tiež potenciál urobiť revolúciu vo výžive.
V tejto oblasti je na čele NASA. V roku 2013 agentúra experimentovala s technológiami, ktoré by mohli konzervovať potraviny na dlhodobých misiách, a zadala kontrakt na výskum v oblasti inovácie v malom výskume vo výške 125 000 dolárov spoločnosti Systems & Materials Research Corporation (SMRC) na vývoj potravinového systému vytlačeného 3D pre astronautov.
Vďaka budúcim 3D tlačiarňam na potraviny by mohli byť spracované potraviny zdravšie. Lynette Kucsma, spoluzakladateľka spoločnosti Foodini, predpokladá, že tlačiarne budú vyrábať výživnejšie pokrmy z hamburgerov z rýchleho občerstvenia plnených konzervačnými látkami.
Lipson predpovedá, že budúce tlačiarne budú schopné dodávať presné dávky liekov, vitamínov a doplnkov a potravín prispôsobených konkrétnym kalorickým potrebám daného používateľa.
Nejde iba o zložité geometrie - v budúcnosti by tlač potravín mohla spotrebiteľom umožniť tlač potravín s prispôsobeným výživovým obsahom prispôsobeným špeciálne pre ich individuálne stravovacie potreby. (Foto: WASP) „Tlač potravín môže spotrebiteľom umožniť tlačiť potraviny s prispôsobeným výživovým obsahom optimalizovaným na základe biometrických a genomických údajov,“ uviedla Lispon pre The New York Times. "Takže namiesto toho, aby si zjedol krajec včerajšieho chleba zo supermarketu, zjedol by si niečo, čo si upečieš len pre seba na požiadanie." Toto môže byť chýbajúce prepojenie medzi výživou a osobnou medicínou a potravinami, ktoré máte na stole. “
Ale 3D tlač potravín je prísľubom pre tých, ktorí majú choroby a alergie. V Nemecku prijala skupina domovov dôchodcov technológiu 3D tlače, ktorá čistí zeleninu ako mrkva a brokolica na výživné, ľahko žuvateľné mäkké formy pôvodného tvaru. A spoločnosť WASP, zaoberajúca sa 3D tlačou so sídlom v Taliansku, testuje tlačiareň, ktorá dokáže vyrábať bezlepkové verzie populárnych potravín.
Prekážky
Napriek mnohým nedávnym pokrokom v oblasti 3D tlače potravín má tento priemysel nespočetné množstvo výziev, ktoré je potrebné prekonať.
V súčasnosti musí byť väčšina ingrediencií prevedená na pastu, aby s nimi tlačiareň mohla manipulovať, a proces tlače je zvyčajne dosť časovo náročný. "Tlač v potravinárskych materiáloch je z technického hľadiska oveľa náročnejšia ako plast alebo kovy," uviedol Lipson. "Interagujú medzi sebou veľmi zložitým spôsobom."
Navyše, väčšina súčasných 3D tlačiarní na potraviny je obmedzená na suché, stabilné suroviny, pretože väčšina bielkovín a mliečnych výrobkov má riziko znehodnotenia. "Všetko musí byť suché, pretože inak by ste sa museli báť, že sa niečo pokazí," povedal Malivert. "Je to otázka zdravia."
Potom je tu otázka očakávaní. "Musíme byť v tejto súvislosti rozumní," povedal pre Digital Trends Daniel Crossley, výkonný riaditeľ Spojenej rady pre etiku v potravinách vo Veľkej Británii. „Musíme začať s problémom, ktorý sa snažíme vyriešiť, a pracovať dozadu, a pokúsiť sa porozumieť sociálnym a zdravotným dopadom 3D tlače potravín. Nie som vyznávačom novoty. “
Dokonca aj niektorí v kulinárskom svete sú skeptickí. Tony Tantillo, odborník na potraviny a prispievateľ do CBS v New Yorku, sa domnieva, že 3D tlačiarne potravín sú vhodnejšie pre kĺby rýchleho občerstvenia ako domácnosti a špičkové reštaurácie. "Tieto dve veci by nemali byť spolu," uviedol v nedávnom rozhovore. „„ Tlačené jedlo “pre časopis, to áno. Ale jesť? Nie, nie. “
Časy sa však menia. "Keď ľudia prvýkrát počuli o mikrovlnách, nerozumeli tejto technológii," povedala pre Fortune Lynette Kucsama, generálna riaditeľka a zakladateľka spoločnosti Natural Machines. "Teraz má 90 percent domácností mikrovlnné rúry."
