Contente
- Impressoras de alimentos 3D
- Como funciona uma impressora 3D?
- Vantagens potenciais da impressão de alimentos
- Nutrição personalizada, precisa e reproduzível
- Composição alimentar incomum e nutritiva
- Desenhos, decorações e texturas interessantes de alimentos
- Preparação Fácil de Alimentos
- Comer insetos ou entomofagia
- Comida impressa hoje
- Criação de chocolates
- Doces, decorações para bolos e peças centrais
- Criação de itens de purê de alimentos
- Projeto de comida impressa em 3D da NASA
- A BeeHex Pizza Printer
- Impressão de alimentos sintéticos
- Impressão de carne
- Vantagens e desvantagens das impressoras de alimentos atuais
- Referências
- Perguntas e Respostas
Linda Crampton ensinou ciência e tecnologia da informação para alunos do ensino médio por muitos anos. Ela gosta de aprender sobre novas tecnologias.
Impressoras de alimentos 3D
A impressora 3D é um dispositivo interessante que cria objetos tridimensionais. A impressora constrói um objeto depositando uma mídia de impressão em camadas. Em vez de usar tinta como meio, muitas impressoras 3D para consumidores usam plástico derretido que solidifica quase imediatamente após ser liberado do bico de impressão. Outros meios de impressão estão disponíveis, no entanto, incluindo um relativamente novo - material alimentício em pó ou líquido. Açúcar, chocolate líquido e purê foram usados para criar novos itens alimentares com formas e designs interessantes e complexos. Em alguns casos, usar uma impressora 3D para produzir um item feito de comida é mais fácil do que produzi-lo manualmente.
As impressoras 3D de alimentos podem ter benefícios adicionais em um futuro próximo. A NASA fez parceria com uma empresa do Texas para criar um tipo de impressora mais capaz. A impressora será capaz de combinar material em pó com um líquido para fazer uma grande variedade de alimentos. O objetivo da NASA é aumentar a nutrição, estabilidade e segurança dos alimentos dados aos astronautas enquanto eles estão no espaço. Isso será especialmente importante durante as missões no espaço profundo. Foi sugerido que a nova impressora também pode ser capaz de reduzir a fome no mundo. Outro tipo de impressora de alimentos foi usado experimentalmente para produzir carne.
Como funciona uma impressora 3D?
A fabricação de um item por uma impressora 3D começa com a criação de um objeto, ou modelo, em um programa de arte 3D ou CAD (desenho auxiliado por computador). Muitos modelos gratuitos estão disponíveis em sites e podem ser baixados. Isso permite que as pessoas que não desejam criar seus próprios modelos participem da diversão da impressão 3D.
O código de computador que produz a imagem do modelo 3D deve ser salvo como um arquivo STL. O código STL deve então ser convertido em código G - uma "linguagem" que a impressora 3D entende. Estão disponíveis programas de código aberto gratuitos que podem gerar código G a partir de arquivos STL. Alguns programas CAD também podem criar código G.
Um computador envia o código G para a impressora por meio de um cabo USB. Em alguns casos, um computador não é necessário. Algumas impressoras possuem um leitor de cartão que pode ler o código G de um cartão SD.
O filamento de plástico é o meio de impressão mais comum para amadores. O filamento é alimentado na extrusora de uma impressora, que aquece e derrete o plástico. O plástico líquido é então liberado através de uma pequena abertura na cabeça da extrusora para fazer o objeto. O plástico solidifica muito rapidamente após ser liberado da extrusora.
O código G controla o movimento da cabeça da extrusora conforme o plástico é liberado. Ele "diz" à impressora para mover a extrusora em três eixos conforme o objeto está sendo impresso - da esquerda para a direita (eixo X), da frente para trás (eixo Z) e para cima e para baixo (eixo Y). Uma vez que o plástico é disposto em camadas, o processo de impressão costuma ser conhecido como manufatura aditiva.
Vantagens potenciais da impressão de alimentos
Uma impressora 3D de alimentos funciona da mesma maneira geral que uma impressora 3D comum. No entanto, o meio de impressão é um material alimentício em vez de plástico derretido.
Pode parecer estranho e até mesmo bobo usar uma impressora para fazer alimentos em formatos diferentes, quando alguns desses alimentos podem ser rápida e facilmente feitos à mão. Isso é especialmente verdadeiro quando consideramos as habilidades restritas das impressoras de alimentos atuais e o longo tempo necessário para imprimir alguns tipos de alimentos.
No entanto, existem vantagens potenciais em produzir alimentos em uma impressora. Essas vantagens devem se tornar mais importantes à medida que a tecnologia de impressão melhora e a velocidade de impressão aumenta. Alguns benefícios possíveis das impressoras de alimentos são descritos a seguir.
Nutrição personalizada, precisa e reproduzível
Como as impressoras 3D seguem as instruções digitais à medida que imprimem, elas podem um dia ser capazes de fazer alimentos contendo a porcentagem correta de nutrientes necessários para um determinado gênero, estágio de vida, estilo de vida ou condição médica. A quantidade de diferentes vitaminas e minerais e a quantidade de proteínas, carboidratos ou ácidos graxos ômega-3 podem ser controlados, por exemplo.
Composição alimentar incomum e nutritiva
Algumas pessoas interessadas em alimentos impressos em 3D dizem que material vegetal ou animal incomum pode ser triturado e adicionado ao pó de impressão; eles citam isso como uma vantagem da comida. Por exemplo, os insetos são ricos em proteínas, mas não são apreciados como alimento em muitas culturas. Se forem moídos em pó e misturados com outros ingredientes, podem ser mais aceitáveis. Algumas algas também são nutritivas e podem ser adicionadas à mistura. Uma vez que pós nutritivos também podem ser adicionados a alimentos feitos de forma convencional, não vejo isso como uma vantagem da impressão 3D em comparação com a produção regular de alimentos.
Desenhos, decorações e texturas interessantes de alimentos
Como a aparência de um alimento impresso em 3D depende do modelo que foi criado para instruir o impressor, uma grande variedade de formas, texturas e decorações podem ser produzidas. Os alimentos impressos podem ser semelhantes aos dos alimentos tradicionais, como uma pizza, ou podem ter uma aparência incomum ou mesmo única. Supondo que os modelos 3D já tenham sido criados, os alimentos com designs ou decorações intrincados podem ser criados mais facilmente por uma impressora do que manualmente.
Preparação Fácil de Alimentos
A impressão 3D pode se tornar uma maneira mais fácil de preparar alimentos processados do que os métodos tradicionais. Isso ainda está para ser visto, no entanto. Se os "cartuchos de impressão" (recipientes de ingredientes) tiverem que ser recarregados com frequência, ou se os recipientes de ingredientes e as peças da impressora tiverem que ser limpos com frequência à mão, a impressão 3D de alimentos pode ser demorada. Se os ingredientes precisarem ser preparados antes de serem usados ou se os alimentos precisarem ser cozidos depois de retirados da impressora, isso também prejudicará as vantagens da impressora.
Comer insetos ou entomofagia
Comida impressa hoje
À medida que as impressoras 3D dentro da faixa de preço dos consumidores e pequenas empresas estão se tornando disponíveis, as pessoas criativas estão encontrando novos tipos de mídia de impressão e fazendo novos tipos de produtos. Alguns desses produtos são chocolates, balas, enfeites feitos de açúcar e itens feitos de purê. Impressoras especializadas estão disponíveis para essas tarefas, embora no momento alguns sejam protótipos usados por um número limitado de pessoas, em vez de estarem geralmente disponíveis.
Criação de chocolates
Existem impressoras de chocolates, mas são caras. Eles parecem ser destinados a confeiteiros profissionais e decoradores de bolos que desejam criar designs em chocolate. O anúncio de uma impressora de chocolate para o consumidor há alguns anos foi interessante.
O ChocaByte esteve em exibição no Las Vegas Consumer Electronics Show em 2014. As impressoras na tiragem inicial de 500 unidades custam US $ 99. Os cartuchos de chocolate médio custavam US $ 10 por quatro cartuchos. A empresa e sua impressora parecem ter desaparecido, no entanto. A página da empresa no Facebook ainda existe, mas não é atualizada desde 2014.
O ChocaByte era um pequeno dispositivo que imprimia um chocolate de cada vez. O meio de chocolate teve que ser aquecido no microondas ou água quente para mudá-lo para a consistência exigida pela impressora. Um chocolate demorava "menos de dez minutos" para ser impresso, de acordo com a empresa que fez a gráfica. Outras empresas desenvolveram protótipos de impressoras de chocolate para consumidores e atualmente as estão aprimorando. Talvez os novos dispositivos tenham recursos melhores do que o ChocaByte e a espera valha a pena.
Algumas das impressoras de nível profissional produzem produtos de chocolate com designs bonitos e complexos. Em pelo menos alguns deles, o meio sólido é derretido dentro da impressora durante o processo de impressão. A criatividade envolvida no design de chocolate pode ser muito atraente em uma impressora capaz e com preços razoáveis para o consumidor, contanto que o dispositivo seja fácil de usar.
Doces, decorações para bolos e peças centrais
Para fazer doces de açúcar ou decorações, o bico da impressora espalha uma fina camada de cristais de açúcar em pó na plataforma de construção da impressora. Água, corantes alimentares e sabores são então pulverizados sobre o açúcar, umedecendo-o e transformando-o em uma camada sólida e contínua. O processo é repetido à medida que um objeto é construído.
A ChefJet e a ChefJet Pro são impressoras que produzem itens de açúcar e chocolate. Exemplos de suas criações são mostrados no vídeo acima. As impressoras são destinadas a pessoas que desejam criar decorações para bolos e peças centrais, incluindo padeiros e chefs. Ambas as impressoras podem produzir itens decorativos com formas complexas.
As impressoras ChefJet parecem mais interessantes do que a ChocaByte para profissionais da indústria alimentícia e talvez para alguns consumidores. Mais uma vez, porém, houve problemas com os dispositivos. Um problema de pessoal na empresa que fabricava as impressoras e uma preocupação com o investidor fizeram com que o projeto parasse. Em um ponto, os problemas parecem estar resolvidos. As impressoras foram anunciadas no site do fabricante, pelo menos em forma de protótipo, embora tivessem que ser adquiridas do fabricante e não de uma loja.
No momento em que este artigo foi atualizado pela última vez, não consegui encontrar nenhuma referência ao ChefJet no site do fabricante. O site tinha uma página anunciando a criação de uma nova impressora de alimentos em associação com outra empresa, então talvez a tecnologia ChefJet seja usada de alguma forma. A nova impressora deve estar disponível no segundo semestre de 2020.
Criação de itens de purê de alimentos
A Foodini é uma impressora que usa purê de alimentos ou outros líquidos espessos como meio e os transforma em formas que podem ser demoradas para serem criadas manualmente. Dependendo da composição do purê, o alimento impresso pode ser muito nutritivo. No entanto, o fato de um alimento ter que ser purificado antes de ser usado na impressora pode ser considerado uma desvantagem por algumas pessoas.
A impressora tem uma aparência moderna e elegante. Muitas de suas peças são fechadas e não podem ser vistas quando o dispositivo está funcionando. O usuário controla a impressora por meio de uma tela sensível ao toque. O objetivo da empresa é criar uma impressora segura para alimentos certificada.
A Foodini possui cinco cápsulas para diferentes líquidos. Exemplos de possíveis líquidos incluem purê de vegetais, recheios feitos de carnes bem moídas, molhos de tomate e queijo e massas líquidas. A impressora está programada para usar os líquidos na ordem necessária para montar um alimento.
Uma versão do Foodini está à venda. Seu preço provavelmente limita sua compra a produtores de alimentos profissionais. A empresa diz que planeja produzir uma versão para o consumidor eventualmente. O dispositivo atual tem sido usado para criar alimentos como ravióli, pizza, hambúrgueres e biscoitos.
A versão atual da impressora não cozinha os alimentos, embora a empresa esteja investigando a possibilidade de uma impressora fazer isso com laser. Eles provavelmente percebem que, se sua impressora não tiver algumas vantagens distintas em comparação com a montagem manual dos alimentos e depois cozinhá-los em um forno de microondas, é improvável que tenha sucesso.
Os pesquisadores podem ter uma solução para o problema de cozinhar uma refeição impressa. Eles criaram uma impressora 3D protótipo que contém uma lâmpada infravermelha. A impressora não apenas cozinha alimentos impressos, mas também aplica diferentes temperaturas em diferentes partes da refeição, conforme necessário.
Projeto de comida impressa em 3D da NASA
No momento, os alimentos disponíveis para os astronautas não são adequados para as missões espaciais profundas de vários anos que a NASA espera realizar no futuro. Por exemplo, o atual sistema de preservação de alimentos usado em naves espaciais é inadequado para uma viagem a Marte.
Manter os alimentos congelados ou refrigerados em uma espaçonave usaria recursos valiosos. Portanto, a NASA atualmente fornece aos astronautas refeições embaladas e preservadas individualmente, que são estáveis na prateleira. Os nutrientes são destruídos no processo de preservação, no entanto. Além disso, as refeições não são personalizadas para as necessidades individuais do astronauta. Outro problema com os alimentos atuais é que eles não fornecem variedade e interesse suficientes para uma longa viagem.
A NASA concedeu uma doação de US $ 125.000 à Systems and Materials Research Corporation (SMRC) para capacitá-los a construir um protótipo de impressora 3D de alimentos. Anjan Contractor, um engenheiro da SMRC, diz que no sistema que eles estão criando, as proteínas, carboidratos, macronutrientes e micronutrientes seriam armazenados na espaçonave em forma de pó. Ele diz que esses ingredientes permanecerão estáveis por trinta anos, desde que nenhuma umidade esteja presente. Os nutrientes do pó podem vir de uma ampla variedade de fontes, incluindo alimentos não tradicionais como insetos e algas.
Durante a viagem espacial, os nutrientes secos seriam misturados com agentes aromatizantes e água ou óleo para criar um meio de impressão. A impressora depositaria a pasta resultante em uma cama aquecida, que cozinharia a comida. A produção de água potável e a preservação do óleo necessário para o meio de impressão são dois fatores adicionais que precisam ser considerados ao planejar uma longa viagem espacial.
A BeeHex Pizza Printer
O empreiteiro Anjan iniciou uma nova empresa chamada BeeHex. A empresa criou um "robô" de impressão 3D de alimentos baseado no protótipo da NASA do Contractor. O dispositivo imprime uma pizza em apenas um minuto. São necessários cinco minutos para cozinhar a pizza.
O robô - que me parece uma impressora de alimentos - é conhecido como Chef3D. Ele ainda não pode cozinhar alimentos, mas como os criadores do Foodini, o Contractor deseja, eventualmente, criar uma combinação impressora / forno. Seu objetivo é fazer de uma impressora de alimentos um eletrodoméstico comum, como o micro-ondas e a cafeteira são hoje. De acordo com o relatório Business Insider mencionado abaixo, a impressora aparecerá em parques temáticos, shopping centers e estádios esportivos específicos.
Impressão de alimentos sintéticos
Embora possa ter apenas um valor menor no presente, os alimentos impressos em 3D podem se tornar significativos no futuro. No mundo de hoje, as pessoas podem apreciar a necessidade de alimentos sintéticos impressos em 3D em um longo voo espacial, mas não vêem nenhum valor para isso na Terra. No entanto, o contratante Anjan sugere que a comida criada para os astronautas também pode ser usada para aliviar a fome ou para fornecer alimentos aos militares. Os ingredientes secos podem ser enviados para longas distâncias e armazenados por um longo tempo.
Algumas pessoas prevêem que alimentos sintéticos podem ser necessários no futuro, pois a Terra ficará sem recursos alimentares suficientes para sustentar a crescente população mundial. Este é um pensamento assustador, mas um dia pode se tornar realidade. A Contratada Anjan sente que precisamos mudar o que consideramos ser "comida" para alimentar a humanidade.
Novas impressoras 3D de alimentos estão sendo criadas. Além dos produtos impressos mencionados neste artigo, os impressores estão criando massas e panquecas. A tecnologia está progredindo, embora ainda não seja popular.
Impressão de carne
Outra impressora 3D especializada em alimentos em forma de protótipo é a bioprinter. Bioprinters imprimem células vivas, mas nem todas elas são usadas para fazer comida. Pelo menos uma empresa - Modern Meadow - está usando uma bioimpressora para criar carne real impressa em 3D sem matar animais. Isso é possível devido à existência de células-tronco em animais. As células-tronco também existem em humanos.
Uma célula-tronco não é especializada. Quando estimulado da maneira certa, pode produzir um ou mais tipos de células especializadas. Certas células-tronco de uma vaca podem ser estimuladas a produzir células musculares. A carne é feita de células musculares.
A produção de carne impressa começa pela obtenção das células-tronco necessárias de uma vaca por meio de uma biópsia. As células-tronco podem se multiplicar em um laboratório, portanto, não é necessário extrair continuamente células de uma vaca viva. Para fazer a carne, as células-tronco podem produzir outros tipos de células em equipamentos de laboratório. A mistura de células, ou "bioink", é então depositada em uma superfície especial por uma impressora 3D. Várias camadas de células são estabelecidas pela impressora. As células se fundem, formando músculos ou carne.
O procedimento envolvido na criação de carne impressa é muito mais complicado do que outros tipos de impressão 3D de alimentos. A impressora está lidando com células delicadas e vivas, que devem ser mantidas vivas. Embora essa tecnologia ainda esteja em estágio experimental e não seja provável que se espalhe por algum tempo, ela pode se tornar muito importante no futuro.
Food Ink é uma empresa que cria restaurantes nos quais tudo - móveis, utensílios e alimentos - é criado por impressoras 3D.
Vantagens e desvantagens das impressoras de alimentos atuais
Os nutricionistas dizem que comer alimentos integrais, ricos em nutrientes e não processados ou minimamente processados é a dieta mais saudável para nós. Com isso em mente, é difícil para mim ver o ponto de impressoras de alimentos para o consumidor que usam menos do que mídia de impressão saudável, exceto em ocasiões especiais. Além disso, o uso de algumas impressoras pode ser demorado, o que pode anular os benefícios de possuir uma impressora 3D.
Uma vez que novas impressoras 3D de alimentos estão aparecendo, no entanto, novos benefícios das impressoras podem ser revelados em breve. Além disso, as vantagens ou desvantagens de alguns dispositivos não podem ser avaliadas adequadamente, uma vez que ainda não estão disponíveis para o público em geral e podem ser modificados antes de serem vendidos comercialmente.
No momento, me parece que esses são os principais benefícios das impressoras 3D de alimentos atuais e a serem lançadas em breve. Mais benefícios devem aparecer à medida que a tecnologia avança.
- A nova tecnologia geralmente se baseia em tecnologia antiga. Entender como as impressoras atuais funcionam e descobrir suas vantagens e desvantagens pode ajudar as pessoas a criar impressoras de alimentos mais úteis no futuro.
- Criar formas interessantes com purê de vegetais misturados com outros alimentos pode encorajar as crianças a comer vegetais verdes. Estes são carregados com nutrientes importantes, mas muitas vezes não são atraentes para paladares jovens.
- Permitir que as crianças escolham ou criem seus próprios modelos 3D pode ser uma estratégia eficaz para incentivá-las a comer alimentos nutritivos.
- As empresas podem ser capazes de criar alimentos com design exclusivo que agradem ao público e os indivíduos podem ser capazes de criar presentes interessantes.
- Criar novos formatos de alimentos é uma maneira de as pessoas serem criativas e se divertirem.
Será interessante ver se as pessoas acham que as vantagens das impressoras de alimentos mais recentes superam as desvantagens. Também será interessante ver como a tecnologia melhora com o tempo. Parece haver muitos protótipos de impressoras que produzem alimentos, mas não muitas versões finais de dispositivos dentro da faixa de preço dos consumidores. A impressão 3D de alimentos pode permanecer uma novidade ou pode se tornar uma forma convencional de preparar pelo menos alguns tipos de alimentos. O tempo vai dizer.
Referências
- "Com fome? Uma startup quer que você imprima em 3D sua próxima refeição", da Smithsonian Magazine
- "Idéia caseira? A Nasa estuda impressoras 3D para replicação de alimentos" do The Guardian
- "Este robô pode imprimir em 3D e assar uma pizza em seis minutos" do Business Insider
- "Impressão de alimentos tridimensional e multimaterial com cozimento infravermelho simultâneo" (Resumo) de Mary Ann Liebert, Inc. Publishers
Este artigo é preciso e verdadeiro, de acordo com o melhor conhecimento do autor. O conteúdo é apenas para fins informativos ou de entretenimento e não substitui aconselhamento pessoal ou consultoria profissional em questões comerciais, financeiras, jurídicas ou técnicas.
Perguntas e Respostas
Pergunta: Qual tecnologia será necessária para um especialista em bio-tecnologia de impressão de carne?
Responder: Será necessária uma bioprinter especial capaz de lidar com células vivas. As células devem permanecer vivas na impressora e ser "impressas" da maneira correta. A tecnologia não é o único fator envolvido, no entanto. Alguém que deseja imprimir carne precisará de um conhecimento detalhado de células-tronco e biologia celular.
Pergunta: Que fatores determinarão se a tecnologia de impressão 3D de alimentos terá sucesso?
Responder: Acho que velocidade, conveniência e segurança são os três requisitos mais importantes para a impressão 3D de alimentos. As impressoras não serão populares se forem lentas ou se não conseguirem tornar o processo de preparação de alimentos significativamente mais rápido do que os métodos tradicionais. A segurança alimentar é de vital importância. A contaminação e multiplicação de micróbios devem ser evitadas. Acho que versatilidade também é um requisito para as impressoras. Pessoalmente, não estaria interessado em comprar uma impressora que fizesse apenas um tipo de alimento. O preço também é um fator a considerar. Para que as impressoras sejam amplamente adotadas, elas devem ser acessíveis para muitas pessoas.
