Printer 3D untuk Makanan: Teknologi dan Aplikasi Menarik

Isi

• Printer Makanan 3D
• Bagaimana Cara Kerja Printer 3D?
• Potensi Keuntungan Mencetak Makanan
• Nutrisi yang Dipersonalisasi, Tepat, dan Dapat Direproduksi
• Komposisi Makanan yang Tidak Biasa dan Bergizi
• Desain, Dekorasi, dan Tekstur Makanan yang Menarik
• Persiapan Makanan Mudah
• Makan Serangga, atau Entomophagy
• Makanan Cetak Hari Ini
• Membuat Cokelat
• Permen, Dekorasi Kue, dan Centerpieces
• Membuat Item Dari Makanan Bubur
• Proyek Makanan Cetak 3D NASA
• Printer BeeHex Pizza
• Mencetak Makanan Sintetis
• Mencetak Daging
• Keuntungan dan Kerugian Printer Makanan Saat Ini
• Referensi
• pertanyaan

Linda Crampton mengajar sains dan teknologi informasi kepada siswa sekolah menengah selama bertahun-tahun. Dia senang belajar tentang teknologi baru.

Printer Makanan 3D

Printer 3D adalah perangkat menarik yang menciptakan objek tiga dimensi. Printer membuat objek dengan menyimpan media cetak berlapis-lapis. Alih-alih menggunakan tinta sebagai media, banyak printer 3D tingkat konsumen menggunakan plastik leleh yang langsung mengeras setelah dilepaskan dari nosel pencetakan. Namun, media cetak lain tersedia, termasuk yang relatif baru — bahan makanan berbentuk bubuk atau cair. Gula, cokelat cair, dan makanan bubur semuanya telah digunakan untuk membuat makanan baru dengan bentuk dan desain yang menarik dan rumit. Dalam beberapa kasus, menggunakan printer 3D untuk menghasilkan item yang terbuat dari makanan lebih mudah daripada memproduksi item dengan tangan.

Printer makanan 3D mungkin memiliki manfaat tambahan dalam waktu dekat. NASA telah bermitra dengan perusahaan Texas untuk membuat jenis printer yang lebih mumpuni. Printer akan dapat menggabungkan bahan bubuk dengan cairan untuk membuat berbagai macam makanan. Tujuan NASA adalah meningkatkan nutrisi, stabilitas, dan keamanan makanan yang diberikan kepada astronot saat berada di luar angkasa. Ini akan sangat penting selama misi luar angkasa. Telah disarankan bahwa printer baru juga dapat mengurangi kelaparan dunia. Jenis printer makanan lainnya telah digunakan secara eksperimental untuk menghasilkan daging.

Bagaimana Cara Kerja Printer 3D?

Pembuatan item dengan printer 3D dimulai dengan pembuatan objek, atau model, dalam seni 3D atau program CAD (desain berbantuan komputer). Banyak model gratis tersedia di situs web dan dapat diunduh. Ini memungkinkan orang yang tidak ingin membuat model mereka sendiri untuk berpartisipasi dalam kesenangan pencetakan 3D.

Kode komputer yang menghasilkan gambar model 3D harus disimpan sebagai file STL. Kode STL kemudian harus diubah menjadi kode G — sebuah "bahasa" yang dimengerti oleh printer 3D. Tersedia program open source gratis yang dapat menghasilkan kode G dari file STL. Beberapa program CAD juga dapat membuat kode G.

Komputer mengirimkan kode G ke printer melalui kabel USB. Dalam beberapa kasus, komputer tidak diperlukan. Beberapa printer memiliki pembaca kartu yang dapat membaca kode G dari kartu SD.

Filamen plastik adalah media cetak paling umum untuk penghobi. Filamen dimasukkan ke ekstruder printer, yang memanaskan dan melelehkan plastik. Plastik cair kemudian dilepaskan melalui lubang kecil di kepala ekstruder untuk membuat objek. Plastik mengeras dengan sangat cepat setelah dilepaskan dari ekstruder.

Kode G mengontrol pergerakan kepala ekstruder saat plastik dilepaskan. Ini "memberitahu" printer untuk memindahkan ekstruder dalam tiga sumbu saat objek sedang dicetak — kiri ke kanan (sumbu X), depan ke belakang (sumbu Z) dan atas dan bawah (sumbu Y). Karena plastik ini dibuat berlapis-lapis, proses pencetakan ini sering disebut sebagai manufaktur aditif.

Potensi Keuntungan Mencetak Makanan

Printer makanan 3D bekerja dengan cara umum yang sama seperti printer 3D biasa. Namun media cetaknya adalah bahan makanan, bukan plastik leleh.

Mungkin terdengar aneh dan bahkan konyol menggunakan printer untuk membuat makanan dalam berbagai bentuk ketika beberapa makanan ini dapat dibuat dengan cepat dan mudah dengan tangan. Ini terutama benar ketika kita mempertimbangkan kemampuan terbatas dari pencetak makanan saat ini dan waktu yang lama yang dibutuhkan untuk mencetak beberapa jenis makanan.

Namun, ada keuntungan potensial untuk memproduksi makanan di printer. Keunggulan ini harus menjadi lebih penting karena teknologi pencetakan meningkat dan kecepatan pencetakan meningkat. Beberapa kemungkinan manfaat printer makanan dijelaskan di bawah ini.

Nutrisi yang Dipersonalisasi, Tepat, dan Dapat Direproduksi

Karena printer 3D mengikuti instruksi digital saat mereka mencetak, suatu hari mereka mungkin dapat membuat makanan yang mengandung persentase nutrisi yang tepat yang diperlukan untuk jenis kelamin, tahap kehidupan, gaya hidup, atau kondisi medis tertentu. Jumlah vitamin dan mineral yang berbeda dan jumlah protein, karbohidrat, atau asam lemak omega-3 dapat dikontrol, misalnya.

Komposisi Makanan yang Tidak Biasa dan Bergizi

Beberapa orang yang tertarik dengan makanan cetakan 3D mengatakan bahwa bahan tumbuhan atau hewan yang tidak biasa dapat digiling dan ditambahkan ke bubuk cetakan; mereka mengutip ini sebagai keuntungan dari makanannya. Misalnya, serangga kaya akan protein tetapi tidak disukai sebagai makanan di banyak budaya. Jika ditumbuk menjadi bubuk dan dicampur dengan bahan lain, mungkin lebih bisa diterima. Beberapa alga juga bergizi dan bisa ditambahkan ke dalam campuran. Karena bubuk bergizi juga dapat ditambahkan ke makanan yang dibuat secara konvensional, saya tidak melihat ini sebagai keuntungan pencetakan 3D dibandingkan dengan produksi makanan biasa.

Desain, Dekorasi, dan Tekstur Makanan yang Menarik

Karena tampilan makanan cetakan 3D bergantung pada model yang dibuat untuk menginstruksikan printer, berbagai macam bentuk, tekstur, dan dekorasi dapat diproduksi. Makanan cetakan mungkin mirip dengan makanan tradisional, seperti pizza, atau mungkin memiliki tampilan yang tidak biasa atau bahkan unik. Dengan asumsi model 3D telah dibuat, makanan dengan desain atau dekorasi yang rumit dapat dibuat lebih mudah dengan printer daripada dengan tangan.

Persiapan Makanan Mudah

Pencetakan 3D mungkin menjadi cara yang lebih mudah untuk menyiapkan makanan olahan daripada metode tradisional. Namun, ini masih harus dilihat. Jika "kartrid cetak" (wadah bahan) harus sering diisi ulang, atau jika wadah bahan dan komponen printer harus sering dibersihkan dengan tangan, pencetakan makanan 3D dapat memakan waktu. Jika bahan perlu disiapkan sebelum digunakan atau jika makanan perlu dimasak setelah dikeluarkan dari printer, hal ini juga akan mengurangi keunggulan printer.

Makan Serangga, atau Entomophagy

Makanan Cetak Hari Ini

Saat printer 3D dalam kisaran harga konsumen dan usaha kecil mulai tersedia, orang-orang kreatif menemukan jenis media cetak baru dan membuat jenis produk baru. Beberapa dari produk tersebut adalah cokelat, permen, dekorasi yang terbuat dari gula, dan item yang terbuat dari makanan bubur. Printer khusus tersedia untuk tugas-tugas ini, meskipun saat ini beberapa merupakan prototipe yang digunakan oleh sejumlah orang dan bukan tersedia secara umum.

Membuat Cokelat

Ada printer coklat, tapi harganya mahal. Tampaknya ditujukan untuk pembuat manisan profesional dan dekorator kue yang ingin membuat desain dengan cokelat. Pengumuman printer cokelat tingkat konsumen beberapa tahun lalu menarik.

ChocaByte dipamerkan di Las Vegas Consumer Electronics Show pada tahun 2014. Printer yang pada awalnya menjalankan 500 unit harganya US $ 99. Kartrid medium cokelat dihargai $ 10 untuk empat kartrid. Namun, perusahaan dan printer mereka tampaknya telah menghilang. Halaman Facebook perusahaan masih ada, tetapi belum diperbarui sejak 2014.

ChocaByte adalah perangkat kecil yang mencetak cokelat satu per satu. Media coklat harus dipanaskan dalam microwave atau air panas untuk mengubahnya menjadi konsistensi yang dibutuhkan oleh printer. Sebuah coklat membutuhkan waktu "kurang dari sepuluh menit" untuk dicetak, menurut perusahaan yang membuat pencetak. Perusahaan lain telah mengembangkan prototipe printer coklat untuk konsumen dan saat ini sedang memperbaikinya. Mungkin perangkat baru akan memiliki fitur yang lebih baik daripada ChocaByte dan penantiannya akan bermanfaat.

Beberapa printer tingkat profesional menghasilkan produk coklat dengan desain yang cantik dan rumit. Setidaknya pada beberapa di antaranya, media padat akan meleleh di dalam printer selama proses pencetakan. Kreativitas yang terlibat dalam desain cokelat bisa sangat menarik dalam printer tingkat konsumen yang mampu dan harga terjangkau, selama perangkat tersebut mudah digunakan.

Permen, Dekorasi Kue, dan Centerpieces

Untuk membuat permen atau dekorasi gula, nosel printer menyebarkan lapisan tipis kristal gula bubuk pada platform pembuatan printer. Air, pewarna makanan, dan perasa kemudian disemprotkan pada gula, melembabkannya dan berubah menjadi lapisan padat yang terus menerus. Proses ini diulangi saat sebuah objek dibangun.

ChefJet dan ChefJet Pro adalah printer yang memproduksi gula dan cokelat. Contoh kreasi mereka ditunjukkan pada video di atas. Printer ditujukan untuk orang-orang yang ingin membuat dekorasi kue dan centerpieces, termasuk pembuat roti dan koki. Kedua printer tersebut dapat menghasilkan barang dekoratif dengan bentuk yang rumit.

Printer ChefJet terdengar lebih menarik daripada ChocaByte untuk para profesional di industri makanan dan mungkin untuk beberapa konsumen. Namun, sekali lagi, ada masalah dengan perangkat. Masalah staf di perusahaan yang membuat percetakan dan investor kesal menyebabkan proyek terhenti. Pada satu titik, masalah tampaknya telah terpecahkan. Pencetak diiklankan di situs web pabrikan, setidaknya dalam bentuk prototipe, meskipun pencetak harus diperoleh dari pabrikan, bukan dari toko.

Pada saat artikel ini terakhir diperbarui, saya tidak dapat menemukan referensi apa pun ke ChefJet di situs pembuatnya. Situs tersebut memang memiliki halaman yang mengumumkan pembuatan printer makanan baru yang terkait dengan perusahaan lain, jadi mungkin teknologi ChefJet akan digunakan dalam beberapa bentuk. Printer baru akan tersedia pada paruh kedua tahun 2020.

Membuat Item Dari Makanan Bubur

Foodini adalah printer yang menggunakan media makanan bubur atau cairan kental lainnya dan mengubahnya menjadi bentuk yang mungkin membutuhkan waktu lama untuk membuatnya dengan tangan. Bergantung pada komposisi pure, makanan cetakan bisa sangat bergizi. Namun, fakta bahwa makanan harus dihaluskan sebelum digunakan di printer mungkin dianggap merugikan oleh sebagian orang.

Printer memiliki tampilan yang modern dan ramping. Banyak bagiannya tertutup dan tidak dapat dilihat saat perangkat beroperasi. Pengguna mengontrol printer melalui layar sentuh. Sasaran perusahaan adalah menciptakan printer aman makanan bersertifikat.

Foodini memiliki lima kapsul untuk berbagai cairan. Contoh cairan yang mungkin termasuk sayuran bubur, isian yang terbuat dari daging giling, saus tomat dan keju, dan adonan cair. Printer diprogram untuk menggunakan cairan sesuai urutan yang diperlukan untuk menyusun makanan.

Versi Foodini saat ini sedang dijual. Harganya kemungkinan membatasi pembeliannya untuk produsen makanan profesional. Perusahaan mengatakan bahwa mereka berencana untuk memproduksi versi tingkat konsumen pada akhirnya. Perangkat saat ini telah digunakan untuk membuat makanan seperti ravioli, pizza, burger, dan kue.

Versi pencetak saat ini tidak memasak makanan, meskipun perusahaan sedang menyelidiki kemungkinan pencetak yang melakukan ini dengan laser. Mereka mungkin menyadari bahwa jika printer mereka tidak memiliki beberapa keunggulan berbeda dibandingkan dengan merakit makanan dengan tangan dan kemudian memasaknya dalam oven microwave, itu tidak mungkin berhasil.

Peneliti mungkin memiliki solusi untuk masalah memasak makanan tercetak. Mereka telah menciptakan printer 3D protoipe yang berisi lampu inframerah. Printer tidak hanya memasak makanan cetakan tetapi juga menerapkan suhu yang berbeda untuk bagian makanan yang berbeda sesuai kebutuhan.

Proyek Makanan Cetak 3D NASA

Saat ini, makanan yang tersedia untuk astronot tidak sesuai untuk misi luar angkasa multi-tahun yang diharapkan NASA dapat dilakukan di masa depan. Misalnya, sistem pengawetan makanan yang digunakan di kapal luar angkasa saat ini tidak memadai untuk perjalanan ke Mars.

Membekukan makanan atau menyimpan makanan di pesawat ruang angkasa akan menggunakan sumber daya yang berharga. Oleh karena itu, NASA saat ini menyediakan makanan yang dikemas dan diawetkan secara individual untuk para astronot yang dapat disimpan di rak. Namun, nutrisi dihancurkan dalam proses pengawetan. Selain itu, makanan tidak dipersonalisasi untuk kebutuhan individu astronot. Masalah lain dengan makanan saat ini adalah mereka tidak memberikan variasi dan minat yang cukup untuk perjalanan yang jauh.

NASA telah memberikan hibah $ 125.000 kepada Systems and Material Research Corporation (SMRC) untuk memungkinkan mereka membangun prototipe printer makanan 3D. Anjan Contractor, seorang insinyur di SMRC, mengatakan bahwa dalam sistem yang mereka buat, protein, karbohidrat, makronutrien, dan mikronutrien akan disimpan di pesawat ruang angkasa dalam bentuk bubuk. Ia mengatakan bahwa bahan-bahan ini akan tetap stabil selama tiga puluh tahun selama tidak ada kelembapan. Nutrisi dalam bubuk bisa berasal dari berbagai sumber, termasuk makanan non-tradisional seperti serangga dan alga.

Selama perjalanan luar angkasa, nutrisi kering akan dicampur dengan zat penyedap dan air atau minyak untuk membuat media cetak. Printer akan menyimpan pasta yang dihasilkan di tempat tidur berpemanas, yang akan memasak makanan. Produksi air minum dan pengawetan minyak yang dibutuhkan untuk media cetak adalah dua faktor tambahan yang perlu diperhatikan saat merencanakan perjalanan luar angkasa.

Printer BeeHex Pizza

Anjan Contractor telah memulai perusahaan baru bernama BeeHex. Perusahaan telah menciptakan "robot" pencetakan makanan 3D berdasarkan prototipe NASA Kontraktor. Perangkat tersebut dilaporkan mencetak pizza hanya dalam satu menit. Lima menit diperlukan untuk memasak pizza.

Robot — yang menurut saya sama seperti printer makanan — dikenal sebagai Chef3D. Itu belum bisa memasak makanan, tapi seperti pencipta Foodini, Kontraktor akhirnya ingin membuat printer / oven kombinasi. Tujuannya adalah menjadikan printer makanan sebagai alat rumah tangga biasa, seperti microwave dan pembuat kopi saat ini. Menurut laporan Business Insider yang dirujuk di bawah, printer akan muncul di taman hiburan, pusat perbelanjaan, dan arena olahraga tertentu.

Mencetak Makanan Sintetis

Meskipun mungkin hanya memiliki nilai kecil saat ini, makanan cetak 3D dapat menjadi signifikan di masa depan. Di dunia sekarang ini, orang mungkin menghargai kebutuhan akan makanan sintetis dan dicetak 3D pada penerbangan luar angkasa yang panjang, tetapi tidak melihat manfaatnya di Bumi. Kontraktor Anjan menyarankan bahwa makanan yang dibuat untuk astronot juga dapat digunakan untuk mengurangi kelaparan atau untuk memasok militer dengan makanan. Bahan kering bisa dikirim jarak jauh dan disimpan untuk waktu yang lama.

Beberapa orang memperkirakan bahwa makanan sintetis mungkin diperlukan di masa depan karena Bumi kehabisan sumber makanan yang cukup untuk mendukung peningkatan populasi dunia. Ini adalah pemikiran yang menakutkan, tetapi mungkin suatu hari nanti akan menjadi kenyataan. Kontraktor Anjan merasa bahwa kita perlu mengubah apa yang kita anggap sebagai "makanan" untuk memberi makan umat manusia.

Printer makanan 3D baru sedang dibuat. Selain produk cetak yang disebutkan dalam artikel ini, printer membuat pasta dan pancake. Teknologi ini berkembang, meskipun belum menjadi arus utama.

Mencetak Daging

Printer makanan 3D khusus lainnya dalam bentuk prototipe adalah bioprinter. Bioprinter mencetak sel hidup, tetapi tidak semuanya digunakan untuk membuat makanan. Setidaknya satu perusahaan — Modern Meadow — menggunakan bioprinter untuk membuat daging cetak 3D yang nyata tanpa membunuh hewan. Hal ini dimungkinkan karena adanya sel punca pada hewan. Sel induk juga ada pada manusia.

Sel induk tidak terspesialisasi. Ketika dirangsang dengan cara yang benar, itu dapat menghasilkan satu atau lebih jenis sel khusus. Sel induk tertentu dari sapi dapat dirangsang untuk menghasilkan sel otot. Daging terbuat dari sel otot.

Produksi daging cetakan dimulai dengan memperoleh sel induk yang dibutuhkan dari sapi melalui biopsi. Sel induk dapat berkembang biak di laboratorium, jadi terus menerus mengekstraksi sel dari sapi hidup tidak diperlukan. Untuk membuat daging, sel punca diizinkan untuk menghasilkan jenis sel lain di peralatan laboratorium. Campuran sel, atau "bioink", kemudian disimpan pada permukaan khusus oleh printer 3D. Beberapa lapisan sel dibuat oleh printer. Sel-sel itu menyatu, membentuk otot, atau daging.

Prosedur yang terlibat dalam pembuatan daging cetak jauh lebih rumit daripada jenis pencetakan makanan 3D lainnya. Printer berurusan dengan sel-sel hidup yang halus, yang harus dijaga tetap hidup. Meskipun teknologi ini masih dalam tahap percobaan dan sepertinya tidak akan tersebar luas untuk beberapa waktu, ini mungkin menjadi sangat penting di masa depan.

Food Ink adalah perusahaan yang menciptakan restoran di mana segala sesuatu — furnitur, perkakas, dan makanan — dibuat dengan printer 3D.

Keuntungan dan Kerugian Printer Makanan Saat Ini

Ahli gizi mengatakan bahwa makan utuh, kaya nutrisi, dan tidak diproses atau makanan olahan minimal adalah diet paling sehat bagi kita. Dengan pemikiran ini, sulit bagi saya untuk melihat poin dari printer makanan tingkat konsumen yang menggunakan media cetak yang kurang sehat, kecuali pada acara-acara khusus. Selain itu, beberapa printer mungkin memakan waktu lama untuk digunakan, yang dapat meniadakan manfaat memiliki printer 3D.

Namun, karena printer makanan 3D baru muncul, manfaat baru dari printer tersebut akan segera terungkap. Selain itu, kelebihan atau kekurangan beberapa perangkat tidak dapat dinilai dengan baik, karena belum tersedia untuk masyarakat umum dan dapat dimodifikasi sebelum dijual secara komersial.

Saat ini, menurut saya ini adalah manfaat utama printer makanan 3D saat ini dan akan segera dirilis. Lebih banyak manfaat akan muncul seiring kemajuan teknologi.

• Teknologi baru sering kali dibangun di atas teknologi lama. Memahami bagaimana printer saat ini bekerja dan menemukan keuntungan dan kerugiannya dapat membantu orang membuat printer makanan yang lebih berguna di masa depan.
• Membuat bentuk yang menarik dengan bubur sayuran yang dicampur dengan makanan lain dapat mendorong anak untuk makan sayuran hijau. Ini sarat dengan nutrisi penting tetapi seringkali tidak menarik bagi selera anak muda.
• Membiarkan anak memilih atau membuat model 3D sendiri mungkin merupakan strategi yang efektif untuk mendorong mereka makan makanan bergizi.
• Bisnis mungkin dapat membuat makanan dengan desain unik yang menarik bagi publik dan individu dapat membuat hadiah makanan yang menarik.
• Membuat bentuk makanan baru adalah cara orang berkreasi dan bersenang-senang.

Akan menarik untuk melihat apakah orang merasa bahwa keuntungan dari printer makanan terbaru lebih besar daripada kerugiannya. Menarik juga untuk melihat bagaimana teknologi meningkat dari waktu ke waktu. Tampaknya ada cukup banyak printer prototipe yang menghasilkan makanan tetapi tidak banyak versi perangkat akhir dalam kisaran harga konsumen. Pencetakan makanan 3D mungkin tetap hal baru atau mungkin menjadi cara utama menyiapkan setidaknya beberapa jenis makanan. Waktu akan berbicara.

Referensi

• "Lapar? Sebuah Startup Ingin Anda Mencetak Makanan Berikutnya 3D" dari Majalah Smithsonian
• "Ide Rumahan? NASA mempertimbangkan printer 3D untuk replikasi makanan" dari The Guardian
• "Robot ini dapat mencetak 3D dan memanggang pizza dalam enam menit" dari Business Insider
• "Pencetakan Makanan Tiga Dimensi Multi-Bahan Dengan Memasak Inframerah Secara Simultan" (Abstrak) dari Mary Ann Liebert, Inc. Publishers

Artikel ini akurat dan benar sepanjang pengetahuan penulisnya. Konten hanya untuk tujuan informasi atau hiburan dan tidak menggantikan nasihat pribadi atau nasihat profesional dalam masalah bisnis, keuangan, hukum, atau teknis.

pertanyaan

Pertanyaan: Teknologi apa yang dibutuhkan untuk seorang Spesialis Bio-Tech Pencetakan Daging?

Menjawab: Diperlukan bioprinter khusus yang mampu menangani sel hidup. Sel harus tetap hidup di printer dan "dicetak" dengan cara yang benar. Namun, teknologi bukan satu-satunya faktor yang terlibat. Seseorang yang ingin mencetak daging membutuhkan pengetahuan mendetail tentang sel induk dan biologi sel.

Pertanyaan: Faktor apa yang akan menentukan apakah teknologi pencetakan makanan 3D akan berhasil?

Menjawab: Menurut saya kecepatan, kenyamanan, dan keamanan adalah tiga persyaratan terpenting untuk pencetakan makanan 3D. Pencetak tidak akan populer jika lambat atau gagal membuat proses penyiapan makanan jauh lebih cepat daripada metode tradisional. Keamanan pangan sangat penting. Kontaminasi dan perbanyakan mikroba harus dihindari. Saya rasa keserbagunaan juga merupakan persyaratan untuk printer. Secara pribadi, saya tidak tertarik membeli printer yang hanya membuat satu jenis makanan. Harga juga menjadi faktor yang perlu dipertimbangkan. Agar printer dapat diadopsi secara luas, harganya harus terjangkau bagi banyak orang.