Impressió d'aliments en 3D: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Estem modificant i afegint teoria, falten referències que ara fiquem |
He afegit més teoria i una petita part de referències. Estem modificant. |
||
Línia 1:
== Introducció ==
La impressió 3D d’aliments és un procés robotitzat i controlat digitalment amb el qual pots construir productes alimentaris capa per capa. Aquesta tecnologia ha començat una nova etapa en la indústria alimentària ja que es poden dissenyar aliments per satisfer les necessitats individuals de salut i activitat física mitjançant el control i quantitat de material d’impressió i contingut nutricional. S’ha pogut créixer gràcies a la demanda del disseny d’aliments i nutrició personalitzada, ampliació del material alimentari disponible i simplificació de la cadena de subministrament [1,2].
Linha 11 ⟶ 10:
Actualment hi ha 3 grans reptes en la impressió 3D: 1) Impressió acurada i precisa, 2) Productivitat del procés i 3) Producció de productes colorits, sabrosos i amb diferents estructures.
== Tipus d'aliments 3D ==
Hi ha dues maneres d'enfocar la impressió 3D d’aliments, en funció de la finalitat buscada per l’usuari.
Linha 23 ⟶ 21:
Aquesta és una aplicació novedosa que permet una experimentació i innovació constant pel que fa les receptes culinàries. Referència: Article 1
Els materials per impressió 3D d'aliments es classifiquen en 3 categories: materials originalment imprimibles, materials tradiconalment no-imprimibles i ingredients alternatius.
Linha 45 ⟶ 42:
Introduir aquests ingredients alternatius en la impressió alimentària ajudaria a desenvolupar productes alimentaris més saludables (per exemple, amb baix contingut en greixos). [1]
== Sistemes operatius de les impressions 3D ==
El sistema operatiu de les impressores 3D està coordinat per un sistema Cartesià de tres eixos X-Y-Z, basat en els submecanismes de distribució, sinterització i un software i sistema de control a partir del qual podem controlar la fabricació de l’aliment a temps real. Referència: Article 4 i 12. Trobem diferents sistemes operatius que tot seguit classificarem.
'''SISTEMES OPERATIUS UNIVERSALS'''
Linha 60 ⟶ 56:
Fa referència a sistemes d’impressió dissenyat específicament per satisfer necessitats concretes en funció del material utilitzat i mètode de dispensació que es té previst emplear. Per tant, tots els esforços es centren en la millora de material i màquines. Referència: Article 4
'''SISTEMES OPERATIUS FUTURS'''
La finalitat futura serà substituir el conjunt de processos necessaris per a la producció d’aliments actuals i aconseguir el mateix resultat en un sol pas amb aquests sistemes d’impressió 3D. Per a poder arribar a aquest objectiu, s’haurien de reformular el disseny i la tècnica del processament, com per exemple la prèvia fermentació o la formació del gluten.<ref name=":0">{{Ref-publicació|article=An Overview of 3D Printing Technologies for Food Fabrication|url=https://doi.org/10.1007/s11947-015-1528-6|publicació=Food and Bioprocess Technology|data=2015-08-01|issn=1935-5149|pàgines=1605–1615|volum=8|exemplar=8|doi=10.1007/s11947-015-1528-6|llengua=en|nom=Jie|cognom=Sun|nom2=Weibiao|cognom2=Zhou|nom3=Dejian|cognom3=Huang|nom4=Jerry Y. H.|cognom4=Fuh|nom5=Geok Soon|cognom5=Hong}}</ref>
== Tècniques d'impressió ==
La construcció d’aliments en 3D consisteix en el disseny d’un ''software'' informàtic (''plataforma d’impressió'') a partir del qual s’escaneja un objecte. A continuació, es sintetitza l’objecte en 3D a partir de capes fines de material. Referència: Article 5.
Aquestes tecnologies, no necessiten molta energia sinó que el material usat tingui suficient rigidesa i resistència per evitar deformació. Finalment, la qualitat final del comestible depèn bàsicament de la tecnologia utilitzada, la qual podem classificar en 4 mètodes. Referència: Article 4.
'''1. Sinterització selectiva amb làser / Sinterització d'aire calent'''
Linha 74 ⟶ 73:
Aquest mètode, és molt aplicable en estructures internes complexes i superfícies poroses. Tot i això, la velocitat de sinterització és limitada i els productes poden mostrar deformacions causades per l’escalfament tèrmic. Referència: Article 6
'''2. Fused deposition modeling (FDM)'''
Línia 83:
Aquest mètode és molt usat per crear productes de xocolata personalitzats, que es coneix com ChocALM. Referència: Article 10 i 8
'''3. Enquadernació'''
* '''''Camp farmacèutic''''' [referència 6]▼
L’enquadernació, en anglès ‘''binder jetting’,'' es un tipus de tecnologia de fabricació additiva (AM) de baix cost amb la capacitat d'impressió en color. Aquesta és la característica que la fa diferent de les altres tècniques, on variant la seva composició s’aconsegueixen una gran diversitat de colors. Tot i així, l’estructuctura del material és limitada a ser en forma de pols amb un processament posterior de cocció per a una millor resistència mecànica.<ref name=":1">{{Ref-llibre|títol=Chapter 9 - Creation of Food Structures Through Binder Jetting|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128145647000092|editorial=Academic Press|data=2019-01-01|isbn=9780128145647|pàgines=257–288|doi=10.1016/b978-0-12-814564-7.00009-2|nom=Sonia|cognom=Holland|nom2=Tim|cognom2=Foster|nom3=Chris|cognom3=Tuck}}</ref><ref name=":2">{{Ref-publicació|article=3D printing: Printing precision and application in food sector|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224417300821|publicació=Trends in Food Science & Technology|data=2017-11-01|issn=0924-2244|pàgines=83–94|volum=69|doi=10.1016/j.tifs.2017.08.018|nom=Zhenbin|cognom=Liu|nom2=Min|cognom2=Zhang|nom3=Bhesh|cognom3=Bhandari|nom4=Yuchuan|cognom4=Wang}}</ref>
Aquest procés es realitza mitjançant la unió del material en pols amb una injecció de tinta formant un aglutinat líquid on s’acaba formant l’estructrua 3D per l’addició de capes. <ref name=":1" />
Tot i així, cal destacar el baix valor nutricional que aporta el tipus d’aliment que es pot fabricar amb aquesta tecnologia, amb una gran probabilitat de causar obesitat, diabetes tipus 2 i malalties cardiovasculars. Això limita molt la seva comercialització. <ref name=":0" />
'''4. Impressió d'injecció en tinta'''
La impressió d’injecció en tinta, en anglès ''‘inkjet printing’'', és un mètode que consisteix en fer caure el líquid d’unió a demanda. Es a dir, de manera selectiva, es es va depositant sobre un llit de pols on s’aconsegueix que es formi el resultat desitjat. <ref name=":2" /><ref>{{Ref-publicació|article=Printing on Food or Food Printing: a Review|url=https://doi.org/10.1007/s11947-016-1692-3|publicació=Food and Bioprocess Technology|data=2016-05-01|issn=1935-5149|pàgines=725–733|volum=9|exemplar=5|doi=10.1007/s11947-016-1692-3|llengua=en|nom=F.|cognom=Pallottino|nom2=L.|cognom2=Hakola|nom3=C.|cognom3=Costa|nom4=F.|cognom4=Antonucci|nom5=S.|cognom5=Figorilli}}</ref>
S’utilitza sobretot en l’àmbit de la pastisseria com les galetes, pastissos, etc. fins i tot per a la fabricació de les bases de pizza.<ref name=":0" />
<br />
== Aplicacions de la impressió 3D ==
En quant a les aplicacions d’aquest tipus d’aliments, es basen en dos aspectes en concret: la seva densitat de nutrients i la millora de productes tradicionals en quant a aparença i textura. Com a exemples, podem trobar diferents àmbits on ja s’està utilitzant o que poden ser un gran potencial en un futur. <ref name=":2" /><ref name=":3">{{Ref-publicació|article=Recent development in 3D food printing|url=https://doi.org/10.1080/10408398.2015.1094732|publicació=Critical Reviews in Food Science and Nutrition|data=2017-09-22|issn=1040-8398|pmid=26479080|pàgines=3145–3153|volum=57|exemplar=14|doi=10.1080/10408398.2015.1094732|nom=Fan|cognom=Yang|nom2=Min|cognom2=Zhang|nom3=Bhesh|cognom3=Bhandari}}</ref>
* '''Aliment militar o espaial'''
Tant l’armada militar dels Estats Units com la NASA, ha mostrat un cert interès en l’aplicació de la impressió 3D en aliments ja que aquesta tecnologia permet una producció a demanda fent que el material es pugui emmagatzemar de manera poc elaborada fent que aquest es mantingui estable durant més temps.
Cal destacar la disminució nutricional dels menjars preparats actuals en missions de llarga durada. És una altra de les raons per la qual aposten per aquesta nova tècnica de producció, on poder personalitzar els nutrients de l’aliment segons les necessitats personals i energètiques per a una bona productivitat de la tripulació en un ambient d’alt rendiment i estrès.<ref name=":2" /><ref name=":4">{{Ref-llibre|títol=3D Printing of Food for Space Missions|url=https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2013-5346|editorial=American Institute of Aeronautics and Astronautics|data=2013-09-10|doi=10.2514/6.2013-5346|nom=Michelle L.|cognom=Terfansky|nom2=Madhu|cognom2=Thangavelu}}</ref>
* '''Menjar per la gent gran'''
Les persones d’edat avançada poden arribar a tenir dificultats per mastegar i per empassar el menjar fent que puguin arribar a tenir deficiències nutricionals ja que acaben perdent l’apetit. Amb l’utilització de la impressió 3D d’aliments es pot arribar a una textura suau ajudant a menjar amb aquest tipus de problemes físics.
També cal destacar la possibilitat de personalitzar l’aliment en quant a necessitats nutricionals i energètiques per a cada persona, el qual es considera la seva composició (tenint en compte les calories, els micronutrients i els macronutrients). <ref name=":2" /><ref name=":3" />
* '''Mercat dels dolços'''
Les llaminadures son consumides per una gran població a nivell mundial. És per aquest motiu que moltes de les empreses i centres d’investigació es centren en la producció d’aquest tipus de menjar.
Actualment ja existeixen empreses que produeixen xocolata com per exemple ''ChocCreator'' que va ser dissenyada pels científics de la Universitat de Exeter. <ref name=":2" />
* '''Futur estri de cuina'''
Aquesta tècnica no només s’està estudiant per a implementar-la a nivell industrial i com a fet extraordinari, sinó que en un futur s’espera tenir una impresora 3D d’aliments com a estri de cuina, tant per a particulars com per a restaurants. S’espera que el tamany sigui com el d’un microones per a poder compactar-ho al mobiliari d’un espai reduït.<ref name=":4" />
Cal destacar que s’haurà de configurar un sistema operatiu apte per a tot tipus d’usuari, és a dir, sense necessitat de tenir un alt nivell de coneixement sobre aquest tipus d’eina. Inclús s’ha valorat el fet de controlar la calibració dels ingredients a través d’una aplicació per a iOS. <ref name=":0" />
En els últims anys s’han posat molts esforços per aplicar el mètode de '''''Additive Manufacturing (AM)''''' en el camp farmacèutic. Els avenços han culminat amb l’aprovació de la FDA (Administration Food and Drug Administration) de la primera taula orodispersable AM SPRITAM® del món (Levetiracetam). Amb la introducció d’aquesta tecnologia es persegueixen 3 objectius:
Linha 96 ⟶ 138:
Per altra banda, el mètode AM en camp farmacèutic també s’ha vist potenciat gràcies a la rendibilitat del mètode (producció de baix cost de petites quantitats de productes personalitzats).
<br />
| |||