Jedzenie z drukarki 3D
Opublikowana na portalu researchandmarkets.com w październiku 2018 r. analiza "Global Food 3D Printing Market" prognozuje, że światowy rynek druku żywności w 3D wzrośnie do 2023 r. o 38,5%. Jest to więc chyba branża skazana na sukces, choć zapewne rozwijać się będzie na razie głównie w restauracjach i zakładach spożywczych. Wydaje się, że na masowe wejście drukarek 3D do naszych domowych kuchni jest jeszcze zdecydowania za wcześnie, przede wszystkim ze względu na wysokie ceny tych urządzeń (od kilku do kilkudziesięciu tysięcy złotych). Warto też pamiętać, że nie stworzymy tą metodą każdego rodzaju żywności. Zazwyczaj musi ona mieć postać pasty, podobnej w konsystencji do gęstej śmietany lub puree ziemniaczanego. Proces drukowania 3D nie obejmuje też niektórych etapów przygotowania posiłku. Na ogół drukarki 3D nie są w stanie np. wypiekać ciasta lub posypywać pizzy przyprawami (choć to też się zmienia).
Przygotowania do wejścia do kuchni domowych
Do 2014 r. drukarki 3D do żywności, jeśli w ogóle z nich korzystano, używane były głównie do przygotowywania skomplikowanych dzieł cukierniczych. Wtedy na rynek weszła firma Natural Machines ze swoim urządzeniem Foodini, zdolnym do produkcji z różnego rodzaju świeżych składników. Maszyna jest w stanie wykonywać rozmaite kształty z dostarczonego jej spożywczego materiału w formie masy o odpowiedniej konsystencji. Urządzenie nie gotuje ani nie piecze, chociaż w kształcie i pod względem rozmiaru jest podobne do kuchenki mikrofalowej. Można za jego pomocą stworzyć np. sos do spaghetti lub pizzę - przez nakładanie kolejnych warstw na ciasto.
Foodini pracuje na systemie Android. Użytkownicy potrzebują jedynie połączenia Wi-Fi, aby wybierać przepisy ze strony internetowej producenta lub tworzyć własne. Do drukarki da się jednocześnie załadować do pięciu kapsułek na żywność. Wyposażono ją również w różne rozmiary dysz. Najmniejsze mogą nawet drukować obiekty o rozmiarach do 0,5 mm, co byłoby trudne do osiągnięcia ręcznie. Foodini nie nadaje się do wytwarzania każdego rodzaju żywności, ale istnieją produkty, z którymi doskonale sobie radzi, np. krakersy lub niektóre makarony.
Obecnie Foodini jest stopniowo wprowadzana do restauracji przedsiębiorstw o charakterze spożywczym. Natural Machines pracuje zaś nad wersją dla użytkowników domowych.
Sztuka bez kompromisów
Swoboda twórcza, jaką daje druk 3D, oznacza, że można z jego pomocą konstruować szczególnie kreatywne i wyszukane desery czy ciasta. Szefowie kuchni, którzy eksperymentują z nowymi technikami, są zainteresowani możliwością ścisłej kontroli barw, smaków i tekstury potraw. W restauracjach z gwiazdkami Michelina, jak wspomniana Enoteca, daje to pole do rozwinięcia twórczych popisów, a nawet wykreowania dzieł kulinarnych na pokaz. Spektakularną demonstrację możliwości druku 3D w cukiernictwie stanowił np. projekt Modernist Cuisine z 2015 r. Polegał na odtworzeniu za pomocą techniki laserowego spiekania masy cukrowej elementów zamku w Wersalu, ze wszystkimi szczegółami.
Przykładem twórczego wykorzystania potencjału druku trójwymiarowego jest działalność Dinary Kasko, ukraińskiej cukierniczki-artystki, która oferuje swoim deserom niepowtarzalny design i zapierającą dech w piersiach estetykę. Dinara stosuje technologię 3D nie do drukowania ciastek, ale do projektowania plastikowych form, co pozwala na tworzenie coraz bardziej ekstrawaganckich kształtów. Bez tej metody produkcji cukierniczka nie byłaby w stanie stworzyć swoich oryginalnych deserów.
Drukarki 3D mogą przy okazji uwolnić gotującego od serii uciążliwych zadań. Niektóre dania składają się np. z wielu podobnych w kształcie elementów, których wykonanie to żmudna praca. Można to przekazać drukarce, a samemu zająć się czymś bardziej twórczym.
Pizza jako naturalny produkt druku 3D
W zeszłym roku startup BeeHex zaproponował Chef 3D, czyli drukarkę 3D, która potrafi wydrukować 12-calową pizzę (6) w mniej niż pięć minut. Kilka miesięcy później w firmę zainwestowała m.in. sieć pizzerii Donatos, która zamówiła modele zdolne do produkcji znacznie większych rodzajów pizzy.
Chef 3D łączy się z komputerem, który dyktuje według programu, jakie składniki należy zastosować. Wielogłowicowa wytłaczarka, czyli trzy dysze, dozują ciasto, sos pomidorowy i ser w oparciu o wzory przechowywane w oprogramowaniu. BeeHex zainteresował się produkcją pizzy, bo wydała się idealna do nowatorskiej techniki.
- Struktura pizzy naturalnie nadaje się dla drukarki 3D - procesu nakładania warstwa po warstwie - powiedział serwisowi TechRepublic Benjamin Feltner z BeeHex. Jego firma oferuje również własną aplikację mobilną, dzięki której klienci mogą zamówić swoją pizzę w różnych kształtach i rozmiarach. Po złożeniu zamówienia zostaje ono wysłane bezpośrednio do komputera w celu sporządzenia wydruku.
Urządzenie może nawet trafić na orbitę ziemską. Astronauci NASA już teraz drukują tam sobie całą gamę narzędzi w ramach trwających od kilku lat eksperymentów. Kto wie, być może uczestnicy planowanej wyprawy na Marsa, zamiast oferowanych wcześniej kosmonautom nieciekawych tabletek i batonów, będą mogli urozmaicić swoje menu za pomocą Chef 3D.
Wydruk w ramach projektu Modernist Cuisine
Gładka żywność
Branża 3D jest niezwykle aktywna w tworzeniu innowacji. Niedawno inny startup, Dovetail Design Studio, opracował drukarkę do tworzenia owoców. Twórcy wykorzystali molekularną technikę 3D zwaną sferyfikacją, która pozwala drukować dowolne owoce w kilka sekund przez połączenie soku owocowego i alginianu sodu w proszku. Druk 3D może zatem umożliwić produkcję różnych owoców o rozmaitych kształtach i rozmiarach, niekoniecznie zgodnych ze smakiem soku.
Bardzo ciekawym przypadkiem jest produkcja tzw. gładkiej żywności dla osób mających trudności z połykaniem. Projekt wprowadzenia tych technik wytwarzania pokarmów w europejskich domach opieki dla osób starszych i chorych finansuje Unia Europejska. Podobną inicjatywę wdrożono niedawno w USA, w szpitalu uniwersyteckim w Utah, gdzie zaprzęgnięto Foodini do tworzenia "miękkich" posiłków dla pacjentów z zaburzeniami połykania, bardziej apetycznych niż klasyczne papki.
Yissum, nowopowstała firma z izraelskiego Uniwersytetu Hebrajskiego zajmująca się transferem technologii, niedawno zaprezentowała swoją technologię umożliwiającą druk 3D spersonalizowanej żywności (zgodnie z wcześniej określonymi specyfikacjami), opartej na substancji zwanej nanocelulozą - naturalnym, jadalnym, niekalorycznym błonniku, który może działać w żywności jako środek wiążący, podobny do skrobi. Zastosowanie nanokomórkowatego materiału do gotowania pozwala na "samodzielne zmontowanie" podczas drukowania i gotowania dodatkowych składników żywności (takich jak białka, węglowodany i tłuszcze).
Cukiernicze dzieło sztuki z modelu stworzonego w druku 3D
Wytłaczanie i spiekanie
Do drukowania żywności 3D stosuje się kilka różnych metod. Selektywne spiekanie i topienie gorącym powietrzem wykorzystuje wiązkę gorącego powietrza do łączenia ze sobą proszku cukrowego. Zdaniem specjalistów oferuje to "swobodę szybkiego tworzenia złożonych produktów żywnościowych w krótkim czasie, bez utwardzania końcowego", pamiętając jednak, że "ta technologia jest skomplikowana, ponieważ wiąże się z wieloma zmiennymi".
Innym sposobem druku żywności 3D jest stosowanie spoiwa wyrzucanego z dyszy w postaci ciekłej, wiążącego nałożony wcześniej proszek. Metoda jest szybsza i tańsza (pod względem materiałowym) niż inne, ale jej minusem pozostają szorstkie wykończenie powierzchni i wysokie koszty maszynowe. Wykorzystuję tę technologię drukarka ChefJet 3D Systems.
Wytłaczanie metodą topnienia na gorąco jest stosowane w przypadku płynów lub past. Materiał jest tu podgrzewany nieco powyżej temperatury topnienia i następnie wytłaczany - po wytłaczaniu natychmiast twardnieje, przylegając do poprzednich warstw. Wytłaczanie miękkich materiałów jest również stosowane w temperaturze pokojowej dla produktów spożywczych, takich jak ciasto, pasta mięsna i ser przetworzony.
„Druk żywności oparty na wytłaczaniu materiałów zazwyczaj charakteryzuje się kompaktowymi rozmiarami i niskimi kosztami”, twierdzą naukowcy. "Wciąż występują też jednak pewne niedoskonałości, takie jak istnienie linii szwu pomiędzy warstwami, długi czas produkcji i rozwarstwienie spowodowane wahaniami temperatury".
Z kolei do tworzenia obrazów jako dekoracji lub wypełnienia powierzchni jest wykorzystywana technika podobna do druku atramentowego lub natrysku materiałów.
Materiały wykorzystywane w druku 3D żywności to obecnie głównie cukier, czekolada, sery, ciasta, pulpy owocowe i mielone mięso.
Okruszek do okruszka
Druk 3D może ograniczyć marnotrawstwo żywności, ponieważ umożliwia wykorzystanie odpadów i składników odrzuconych np. ze względów estetycznych. Wspomniana firma Natural Machines zaprezentowała na wrześniowym Kongresie Owoców Morza w Reykjaviku na Islandii opcję wykorzystania Foodini do ponownego przetwarzania niewykorzystanych kawałków ryb w bardziej atrakcyjne kształty.
W Holandii Cooperative DOOR (niezależne stowarzyszenie producentów warzyw owocowych) rozpoczęło współpracę z firmą projektującą drukarki Oceanz w celu wspólnego zbadania możliwości druku warzyw i owoców z egzemplarzy odrzucanych zazwyczaj przez kontrole jakości. Kilka lat temu specjaliści DOOR z odrzuconych pomidorów stworzyli pastę do smarowania.
Także pochodząca z Holandii absolwentka Politechniki w Eindhoven, Elzelinde van Doleweerd, pracuje nad stworzeniem techniki wytwarzania produktów spożywczych drukowanych techniką 3D z resztek jedzenia. Jej pierwszy projekt, o nazwie Upprinting Food, skupiał się na odzysku głównie pieczywa i produkcji z masy okruszkowej. Teraz Holenderka współpracuje z jedną z chińskich firm, badając możliwości wykorzystywania odpadów konsumpcyjnych z ryżu. Jak sama twierdzi, produkty z przetworzonych odpadków smakują „trochę jak ciasteczka lub krakersy”. Aby stworzyć nowe smaki, eksperymentuje z ziołami, owocami i warzywami.
Innym sposobem zagospodarowania odpadów żywnościowych z udziałem techniki druku 3D jest wytwarzanie z nich biodegradowalnych tworzyw i przedmiotów użytkowych. Grupa absolwentów Uniwersytetu Toronto Scarborough w Kanadzie powołała w tym celu startup o nazwie Genecis. Opracowała sposób na recykling odpadów spożywczych, z których metodami biotechnologicznymi uzyskuje biopolimery PHA (polihydroksyalkaniany), będące podstawą materiału drukarskiego 3D do wytwarzania np. opakowań.
Wygląda więc na to, że nawet jeśli nie będziemy chcieli jeść dań z druku 3D, to mamy sporą szansę spożywać je w czymś lub na czymś, co od jedzenia pierwotnie pochodzi. W przyszłości druku 3D nie będzie łatwo uniknąć.
Reportaż o produkcji materiału do druku 3D z odpadków żywnościowych:
