Kmetijstvo je v preteklem stoletju zelo napredovalo. Proizvajamo več hrane kot kdaj koli prej - vendar je naš sedanji model nevzdržen in ker se svetovno prebivalstvo hitro približuje 8 milijardam, bo treba sodobne metode pridelave hrane temeljito spremeniti, da bodo sledile. Na srečo obstaja vrsta novih tehnologij, ki bi to lahko omogočile. V tej seriji bomo raziskali nekatere nove inovativne rešitve, s katerimi se kmetje, znanstveniki in podjetniki trudijo, da v našem vedno bolj polnem svetu ne bo nihče lačen.
Tridimenzionalni tiskalniki - stroji, ki se lahko namestijo na namizje in ustvarjajo 3D predmete iz plastike, kovin in drugih surovin - lahko storijo skoraj vse. Visoko natančni curki s pritiskom na gumb izčrpajo medicinske vsadke po meri. Tiskalniki iz ogljikovih vlaken izžarevajo avtomobilske prototipe z natančnostjo. Modeli, ki so na prodaj, ustvarijo igrače, nakit, okraske za dom in oblačila po meri z digitalno datoteko.
Komercialne kuhinje, pekarne in slaščičarne uporabljajo 3D tiskalnike za hrano, da prihranijo čas in trud.
Toda v 3D tiskanju je nova meja, ki se šele začenja osredotočati: hrana. Nedavne novosti so omogočile stroje, ki masovno tiskajo, kuhajo in strežejo hrano. In svetila v industriji se pri tem ne ustavijo: menijo, da bi lahko 3D tiskalniki za hrano izboljšali hranilno vrednost obrokov, izdelali zapletene skulpture iz vsakodnevnih živil in rešili lakoto v regijah po svetu, ki nimajo dostopa do svežih in cenovno dostopnih sestavin.
O tem ni dvoma - 3D tiskanje hrane je že daleč. Toda kot katera koli nova tehnologija z visokimi obljubami še zdaleč ni srebrna krogla.
Osnove 3D tiskanja hrane
Večina 3D tiskalnikov za hrano je tiskalnikov za nanašanje, kar pomeni, da v proces, znan kot aditivna proizvodnja, nalagajo plasti surovin. Novejša kategorija 3D tiskalnikov - vezavni tiskalniki - prilepi materiale skupaj z nekakšnim užitnim cementom.
Najnovejša generacija 3D-tiskalnikov za hrano je veliko bolj zapletena, saj združuje šobe, praškasti material, laserje in robotske roke za izdelavo sladkornih skulptur, čokolade z vzorci in mrežastega peciva. En tiskalnik, ChefJet iz 3D Systems, kristalizira tanke plasti drobnozrnatega sladkorja v različne geometrijske konfiguracije. Drugi, Choc Edge iz barcelonske Natural Foods, čokolado iz brizg razdeli v čudovito topljivih vzorcih.
Večina 3D-tiskalnikov za hrano deluje natančno tako kot njihovi kolegi za brizganje plastike - namesto termoplastičnega goa preprosto iztisnejo užitne materiale. (Video: Foodini)Vrhunski tiskalniki se lahko lotijo še več. Foodini, na primer, uporablja sveže sestavine, naložene v kapsule iz nerjavečega jekla, za pripravo živil, kot so pica, polnjene testenine, quiche in piškoti. Stroj za izdelavo testenin Barilla tiska rezance z vodo in zdrobno moko. In prototip, ki ga je izdelal Hod Lipson, profesor strojništva na Columbiji, izdeluje prehranske ploščice in preprosta peciva.
Pridelava hrane
Komercialne kuhinje, pekarne in slaščičarne že uporabljajo 3D tiskalnike za prihranek časa in truda.
"Potrebne so leta in leta izkušenj, tiskalnik pa to olajša."
Hervé Malivert, direktor živilske tehnologije in kulinarični koordinator v Mednarodnem kulinaričnem centru, je dejal, da se tehnologija demokratizira. "S 3D-tiskalnikom lahko na poročno torto natisnete zapletene čokoladne skulpture in čudovite kose za okras," je povedal za Digital Trends. "Tega ne zmore vsak - za to so potrebna leta in leta izkušenj, tiskalnik pa to olajša."
Paco Pérez, izvršni kuhar v restavraciji Miramar z dvema Michelinovima zvezdicama v španski Llançi, je to teorijo že uveljavil v praksi. Foodini uporablja za "ponovno ustvarjanje oblik in kosov" živil, ki so "popolnoma enaki", osvobodilni kuharski vodniki za dokončanje drugih nalog.
In ni edini. Food Ink, pojavna "restavracija s 3D tiskanjem", je bila skoraj v celoti zgrajena s komercialno dostopnimi tiskalniki. Vse od miz restavracije do stolov in svetilk so natisnili v enem tednu. In vsi predjedi in sladice, ki jih je postregel, so bili tudi 3D natisnjeni; in ne kot kmetijo do mize, si predstavljajte to kot slikovne pike na ploščo.
Food Ink je britanska restavracija z edinstvenim pridihom: popolnoma vse, kar restavracija postavi na mizo, je 3D natisnjeno - hrana, pripomočki in celo vse mize in stoli. (Fotografije: živilsko črnilo) Pri 3D tiskanju živil obstaja potencial množičnega trga. XYZprintingov istoimenski tiskalnik za hrano XYZ, ki ga je podjetje predstavilo na sejmu potrošniške elektronike leta 2015 v Las Vegasu, že pripravlja piškote, pico, mesne pite in kekse za pekarne na Kitajskem in v avstralski trgovski verigi s hrano.
Trajnost
Pričakuje se, da bo svetovno prebivalstvo do leta 2050 naraslo na približno 9,6 milijarde ljudi, nekateri analitiki pa načrtujejo, da bo treba proizvodnjo hrane povečati za 50 odstotkov, da se ohrani trenutna raven. Jasno je, da trajnost postaja manj "lepa za imeti" kot nuja.
Prihodnji 3D tiskalniki za hrano bi lahko predelano hrano naredili bolj zdravo.
3D tiskanje hrane verjetno ne bo rešilo težave, vendar bi lahko prispevalo k rešitvi. Nekateri strokovnjaki verjamejo, da tiskalniki uporabljajohidrokoloidi, ali snovi, ki z vodo tvorijo gele, bi lahko uporabili za nadomestitev osnovnih sestavin znanih jedi z obilnimi obnovljivimi viri, kot so alge, rake in trava.
V ta namen je skupina nizozemske Organizacije za uporabne znanstvene raziskave v Nemčiji razvila tiskarsko metodo za mikroalge, naravni vir beljakovin, ogljikovih hidratov, pigmentov in antioksidantov. V eni študiji je vodja raziskave Kjeld van Bommel receptu za piškote iz peciva dodal mleto moko. "Videz [črvov] me je odvrnil, toda v obliki piškota ga bom pojedel," je dejal v intervjuju za Popular Mechanics.
Joseph F. Coughlin, ustanovitelj in direktor AgeLab na Massachusetts Institute of Technology, meni, da lahko 3D tiskanje zmanjša porabo goriva in emisije. Trgovine z živili prihodnosti bi lahko založile "vložke za hrano", ki zadnja leta niso namesto pokvarljivih celih sestavin, sprostijo prostor na policah in zmanjšajo potrebe po prevozu in skladiščenju. "[Dostava] izdelkov je lahko v večjih količinah, ki jih je mogoče enostavno shraniti," je dejal za New York Times.
Par 3D-tiskalnikov Foodini, ki iztisnejo hrano iz sistema kapsul, ki jih je mogoče ponovno napolniti, kar pomeni, da lahko tiskate s skoraj vsemi sestavinami, ki jih izberete. (Foto: Foodini) Prehrana
3D tiskalniki hrane bi lahko naredili več kot le izdelavo obnovljivih, okolju prijaznih trgovin s hrano - lahko imajo tudi revolucijo v prehrani.
Na tem področju je v ospredju NASA. Leta 2013 je agencija eksperimentirala s tehnologijami, ki bi lahko ohranile hrano v dolgoročnih misijah, in podjetju Systems & Materials Research Corporation (SMRC) oddala pogodbo za raziskave inovacij za mala podjetja v višini 125.000 USD za razvoj 3D-natisnjenega sistema hrane za astronavte.
Prihodnji 3D tiskalniki za hrano bi lahko predelano hrano naredili bolj zdravo. Lynette Kucsma, soustanoviteljica podjetja Foodini, predvideva tiskarne, ki proizvajajo bolj hranljive jedi s hamburgerji s hitro konzervacijo.
Lipson napoveduje, da bodo prihodnji tiskarji lahko dostavili natančne odmerke zdravil, vitaminov in dodatkov ter živil, prilagojenih posebnim kaloričnim potrebam določenega uporabnika.
Tudi ne gre le za kompleksne geometrije - v prihodnosti lahko tiskanje živil potrošnikom omogoča tiskanje hrane s prilagojeno hranilno vsebino, prilagojeno posebej njihovim prehranskim potrebam. (Foto: WASP) "Tiskanje hrane lahko potrošnikom omogoča tiskanje živil s prilagojeno hranilno vsebino, optimizirano na podlagi biometričnih in genomskih podatkov," je Lispon dejal za New York Times. »Torej, namesto da bi pojedli rezino včerajšnjega kruha iz supermarketa, bi na zahtevo pojedli nekaj, pečenega samo za vas. To je morda manjkajoča povezava med prehrano in osebno medicino ter hrano, ki je na vaši mizi. "
Toda tiskanje 3D hrane se obeta za tiste z boleznimi in alergijami. V Nemčiji je skupina upokojenskih domov sprejela tehnologijo 3D tiskanja, ki zelenjavo, kot sta korenje in brokoli, pretvori v prehranske, enostavno žvečilne mehke kalupe prvotne oblike. WASP, podjetje za 3D tiskanje s sedežem v Italiji, testira tiskalnik, ki lahko proizvaja različice priljubljenih živil brez glutena.
Ovire
Kljub številnim nedavnim napredkom v 3D tiskanju živil ima industrija nešteto izzivov, ki jih je treba premagati.
Trenutno je treba večino sestavin pretvoriti v pasto, preden lahko tiskalnik z njimi manipulira, postopek tiskanja pa je običajno precej dolgotrajen. "Tiskanje na živilske materiale je z inženirskega vidika veliko težje kot na plastiko ali kovine," je dejal Lipson. "Med seboj sodelujejo na zelo zapletene načine."
Poleg tega je večina obstoječih 3D-tiskalnikov za hrano omejena na suhe sestavine, ki so stabilne na policah, saj večina beljakovin in mlečnih izdelkov tvega kvarjenje. "Vse mora biti suho, kajti v nasprotnem primeru bi morali skrbeti, da bi se kaj pokvarilo," je dejal Malivert. "To je vprašanje zdravja."
Potem je tu še stvar pričakovanj. "Glede tega moramo biti razumni," je za Digital Trends povedal Daniel Crossley, izvršni direktor sveta za etiko v Združenem kraljestvu. »Začeti moramo s težavo, ki jo poskušamo rešiti, in delati nazaj, ter poskusiti razumeti socialne in zdravstvene vplive 3D tiskanja hrane. Zaradi novosti nisem vernik novosti. "
Tudi nekateri v kulinaričnem svetu so dvomljivi. Tony Tantillo, strokovnjak za hrano in sodelavec CBS v New Yorku, meni, da so 3D-tiskalniki za hrano bolj primerni za hitro hrano kot domovi in vrhunske restavracije. "Ti dve stvari ne bi smeli biti skupaj," je dejal v nedavnem intervjuju. "'Tiskana hrana' za revijo, ja. Ampak jesti? Ne, ne. "
Toda časi se spreminjajo. "Ko so ljudje prvič slišali za mikrovalovne pečice, niso razumeli tehnologije," je za Fortune povedala Lynette Kucsama, izvršna direktorica in ustanoviteljica Natural Machines. "Zdaj ima 90 odstotkov gospodinjstev mikrovalovne pečice."
