3D食品打印技术开发的现状与面临的挑战
日前,3D Systems在CES2014展出的两款3D食品打印机ChefJet和ChefJet Pro引起了外界对3D食品打印技术的广泛关注。其实3DS的ChefJet系列3D打印机主要是使用糖做3D打印材料,而且这项技术还要归功于他们刚刚收购的Sugar Lab。
另外还有一家就是前段时间在网上炒过一阵的Foodini 3D食品打印机,是西班牙的初创公司Natural Machines开发的,这只能算灵光一现的东东,真有多高的技术水平,可能还不见得。
其实还有一家机构在3D食品打印技术领域做得比较深入,那就是荷兰应用科学研究组织(TNO,The Netherlands Organization For Applied Scientific Research)。这是一家大型的综合技术研发机构,TNO下设14个研究所,有数千研究人员,主要依靠接受政府和企业的委托进行技术开发获得收入。天工社曾经报道过TNO受意大利面食产品巨头Barilla委托开发基于面食的3D打印机的新闻。TNA多年来一直尝试用不同的工艺开发3D打印技术,天工社在网上找到了一些视频介绍TNA关于3D食品打印技术研发的情况,应该代表了当前全球3D食品打印打印技术开发的现状。
TNO目前正在开发的多种3D食品打印技术包括:
1、光固化(Stereolithography)
2、选择性激光烧结(SLS,Selective Laser Sintering)
3、粉末床打印技术(Powder Bed Printing)
4、熔融堆积成型(Fused Deposition Modeling,注意,才知道FDM已经被Stratasys注册商标了,不知道在中国有没有注册,估计也跑不了。)
以上是目前3D食品打印技术开发的一些情况,应当说有了初步的成功。但是打印结果看,根据3D打印资讯门户天工社的了解,3D食品打印技术要想真正的推广,还需要克服以下几个挑战:
一、安全性
与其他类型的3D打印相比,3D食品打印机打出来的每一件东西都是可能被吃掉的。因此,食品安全是必须的。但要实现食品安全,一个3D食品打印机必须要证明其技术的各个环节以及打印材料都是安全的,而且要通过相关政府机构的认证。
二、食品保质期
一卷ABS的长丝您放在3D打印机里几个星期甚至几年都没问题,但是许多食品原料有可能在几小时内就变质了。食品原料如何保质现在也没有看到技术上的解决方案。
三、结构
在传统的烹饪过程中一般不会考虑食品原料的工程属性,但是当进行3D打印时,这些就更加重要了。食品原料甚至比不上最弱塑料的强度,这意味着3D打印的食物不可能构建比较复杂的几何形状。比如用巧克力进行3D打印,打印的高度就会受到限制。
四、设计
如果有严格的几何形状的限制,那么用于创建3D模型的食品打印软件必须考虑这一点。我们不知道,这样的软件存不存在,我们估计它会由于考虑到大量特性迥异的食品原料而变得相当复杂。
五、口感
与塑料材料的3D打印相比,3D食品打印机打印出来的东西首先要味道不错,如果不是至少勉强可口的话。而当各种食材穿过一台机器后,如何满足人类的味蕾,则是食品科学家们要重点考虑的事。
六、多种材料
除非是非常特殊的食材,用单一成分制成的菜肴往往是很无聊的。这样看来,一个成功的食品打印机可能需要将多个食品结合成有趣的组合菜肴。塑料3D打印机在实现多材料打印时已经算是克服了巨大的挑战,我们预计食品打印机在这方面面对的困难要大得多。
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