La impresión de alimentos en 3D podría abordar los desafíos globales en el suministro de alimentos y la nutrición. Pero hay obstáculos involucrados en la adaptación de la fabricación aditiva para producir materiales comestibles.
En Física de Fluidos, de AIP Publishing, los investigadores de la Universidad de Ottawa Ezgi Pulatsu y Chibuike Udenigwe identifican una variedad de factores que afectan la calidad de impresión y la complejidad de la forma de los alimentos creados con la fabricación aditiva. La contabilidad de estas características puede aumentar la calidad de los alimentos, mejorar el control y acelerar la impresión.
La fabricación aditiva de alimentos implica el diseño (formas 3D y sus códigos geométricos), preprocesamiento (preparación de tinta alimentaria), fabricación (deposición de capas para crear formas) y posprocesamiento (horneado, hervido, cocinado, congelado, frito o el secado). Cada paso es una oportunidad para crear alimentos innovadores.
Cambiar los patrones de impresión y los ingredientes de la mezcla o pasta inicial puede afectar la matriz y las microestructuras del alimento y, por lo tanto, su textura.
El flujo de esa mezcla en la fabricación aditiva también es crucial y, a veces, se fomenta o se desalienta controlando los ingredientes y las condiciones del proceso.
«La impresión 3D basada en extrusión es la técnica más aplicable para alimentos», dijo Pulatsu. «Se trata de una jeringa cargada con una pasta alimenticia, como puré, masa o glaseado, que se expulsa de una boquilla mediante fuerza directa (empujando el émbolo) o indirecta (aire comprimido)».
La creación de un flujo continuo estable es el primer paso para una impresión exitosa, por lo que las formas diseñadas se pueden producir mediante capas de material similar a una cuerda de forma controlada.
«Una vez que se deposita una capa, ya no queremos que fluya; de lo contrario, destruirá la forma que creamos», dijo Pulatsu.
El procesamiento posterior (a través del horneado, hervido, cocción, congelación, fritura o secado) transforma física y químicamente las micromoléculas y macromoléculas de los alimentos y conduce a diversas texturas y sabores. Al mismo tiempo, la forma debe conservarse o controlarse cuidadosamente.
«También tenemos otros mecanismos para crear estructuras de alimentos a través de diferentes técnicas de impresión 3D», dijo Pulatsu. «Por ejemplo, la inyección de material utiliza aglutinantes líquidos depositados en polvo para formar capas autoportantes, y también se pueden utilizar tintas líquidas que se endurecen después de la deposición».
Una forma de hacer que la fabricación aditiva sea más eficiente para la industria alimentaria es establecer una ruta de impresión (una serie de movimientos controlados por computadora), que a menudo se omite en las aplicaciones alimentarias.
«Los estudios futuros deberían explorar la eficiencia de costos de diferentes tecnologías en términos de tiempo de construcción, donde también se consideran estrategias de trayectoria de herramienta y complejidad de forma, que involucran la ruta de impresión, la velocidad del cabezal móvil y los movimientos sin impresión», dijo Pulatsu. «La comida es esencial para vivir, y se está volviendo más crítica debido al aumento de la población mundial y los cambios ambientales. Por lo tanto, los nuevos alimentos y matrices deben diseñarse en consulta con chefs, científicos e ingenieros de alimentos, y de acuerdo con las necesidades actuales».
