3D-matskrivare: Hur de kan förändra det du äter

Jordbruket har kommit långt under det senaste århundradet. Vi producerar mer mat än någonsin tidigare - men vår nuvarande modell är ohållbar, och när världens befolkning snabbt närmar sig 8 miljarder kommer moderna livsmedelsproduktionsmetoder att behöva en radikal omvandling för att hålla jämna steg. Lyckligtvis finns det en rad nya tekniker som kan göra det möjligt. I den här serien kommer vi att utforska några av de innovativa nya lösningarna som jordbrukare, forskare och entreprenörer arbetar med för att se till att ingen blir hungrig i vår alltmer trånga värld.

Tredimensionella skrivare - maskiner som kan passa på ett skrivbord och skapa 3D-objekt från plast, metaller och andra råvaror - kan göra nästan vad som helst. Högprecisionsstrålar pumpar ut anpassade medicinska implantat med en knapptryckning. Kolfiberskrivare spottar ut bilprototyper med precision. Och hyllmodeller genererar anpassade leksaker, smycken, heminredning och kläder med högst en digital fil.

Kommersiella kök, bagerier och konfektyr använder 3D-matskrivare för att spara tid och ansträngning.

Men det finns en ny gräns i 3D-utskrift som bara börjar komma i fokus: mat. Nyligen gjorda innovationer har möjliggjort maskiner som skriver ut, lagar mat och serverar mat i stor skala. Och branschens armaturer stannar inte där: De tror att 3D-matskrivare kan förbättra näringsvärdet av måltider, producera invecklade skulpturer ur vardagsmat och lösa hunger i regioner i världen som saknar tillgång till färska, prisvärda ingredienser.

Det råder ingen tvekan om det - 3D-mattryckningar har kommit långt. Men som all ny teknik med höga löften är det långt ifrån en silverkula.

Grunderna i 3D-mattryckning

De flesta 3D-matskrivare är deponeringsskrivare, vilket innebär att de deponerar lager av råmaterial i en process som kallas additivtillverkning. En nyare kategori av 3D-skrivare - bindande skrivare - fäster material tillsammans med ett slags ätbart cement.

Den senaste generationen av 3D-matskrivare är mycket mer komplicerad och kombinerar munstycken, pulverformigt material, lasrar och robotarmar för att göra sockerskulpturer, mönstrad choklad och gitterbakverk. En skrivare, ChefJet från 3D Systems, kristalliserar tunna lager finkornigt socker till en mängd olika geometriska konfigurationer. En annan, Choc Edge från Barcelona-baserade Natural Foods, ger choklad från sprutor i vackert smältande mönster.

De flesta 3D-matskrivare fungerar precis som deras motsvarigheter i plast - de strängsprutar bara ätbara material istället för termoplastisk goo. (Video: Foodini)

Avancerade skrivare kan hantera ännu mer. Foodini använder till exempel färska ingredienser i kapslar i rostfritt stål för att göra mat som pizza, fylld pasta, quiche och brownies. Pastatillverkaren Barillas maskin skriver ut nudlar med vatten och mjölgryn. Och en prototypdesign av Hod Lipson, professor i maskinteknik vid Columbia, tillverkar näringsstänger och enkla bakverk.

Matproduktion

Kommersiella kök, bagerier och konditorier använder redan 3D-matskrivare för att spara tid och ansträngning.

"Det tar många års erfarenhet, men en skrivare gör det enkelt."

Hervé Malivert, chef för matteknik och kulinarisk koordinator vid International Culinary Center, sade att tekniken demokratiserar. "Med en 3D-skrivare kan du skriva ut komplicerade chokladskulpturer och vackra bitar för dekoration på en bröllopstårta", sa han till Digital Trends. "Inte alla kan göra det - det tar år och års erfarenhet, men en skrivare gör det enkelt."

Paco Pérez, chefskocken på restaurangen Miramar med två Michelin-stjärnor i Llançà, Spanien, har redan genomfört den teorin. Han använder en Foodini för att "återskapa former och bitar" av mat som är "exakt identiska", vilket frigör linjekockar för att slutföra andra uppgifter.

Och han är inte den enda. Food Ink, en pop-up "3D-tryckt restaurang", konstruerades nästan helt med kommersiellt tillgängliga skrivare. Allt från restaurangens bord till dess stolar och lampor trycktes under en vecka. Och alla förrätter och desserter som serverades var också 3D-tryckta; snarare än att odla till bord, tänk på det som pixlar på plattan.

3D-matskrivare hur de kan ändra vad du äter bläck london restaurang 163D-matskrivare hur de kan ändra vad du äter bläck london restaurang 103D-matskrivare hur de kan ändra vad du äter bläck london restaurang 133D-matskrivare hur de kan ändra vad du äter bläck london restaurang 143D-matskrivare hur de kan ändra vad du äter bläck london restaurang 83d matskrivare hur de kan ändra vad du äter bläck london restaurang 12Food Ink är en brittisk restaurang med en unik twist: absolut allt som restaurangen lägger vid bordet är 3D-tryckt - maten, köksredskapen och till och med alla bord och stolar. (Foton: Food Ink)

Det finns massmarknadspotential i 3D-mattryckning. XYZprintings eponyma XYZ Food Printer, som företaget presenterade på Consumer Electronics Show 2015 i Las Vegas, tillverkar redan färdiga bakverk av kakor, pizza, köttpajer och scones för bagerier i Kina och en australisk livsmedelskedja.

Hållbarhet

Den globala befolkningen förväntas växa till uppskattningsvis 9,6 miljarder människor år 2050, och vissa analytiker beräknar att livsmedelsproduktionen kommer att behöva höjas med 50 procent för att upprätthålla nuvarande nivåer. Hållbarhet verkar tydligt att det blir mindre "trevligt att ha" än en nödvändighet.

Framtida 3D-matskrivare kan göra bearbetad mat hälsosammare.

3D matutskrift löser förmodligen inte problemet, men det kan bidra till lösningen. Vissa experter tror att skrivare som använder  hydrokolloider, eller ämnen som bildar geler med vatten, kan användas för att ersätta basingredienserna i välbekanta rätter med rikligt med förnybara energikällor som alger, anka och gräs.

För detta ändamål har ett team vid Nederländska organisationen för tillämpad vetenskaplig forskning i Tyskland utvecklat en tryckmetod för mikroalger, en naturlig källa till protein, kolhydrater, pigment och antioxidanter. I en studie lade forskningsledaren Kjeld van Bommel till malet mjölmask i ett recept med mördegskakor. "Utseendet [av maskarna] avskräckt mig, men i form av en kaka ska jag äta den", sa han i en intervju med Popular Mechanics.

Joseph F. Coughlin, grundare och chef för AgeLab vid Massachusetts Institute of Technology, tror att 3D-utskrift kan minska bränsleförbrukningen och utsläppen. Framtidens livsmedelsbutiker kan lagra "matkassetter" som håller i flera år i stället för fördärvliga hela ingredienser, vilket frigör hyllutrymme och minskar transport- och lagringskraven. "[Leveransen] av produkterna kan vara i större mängder som lätt kan lagras", sa han till The New York Times.

Ett par Foodini 3D-skrivare, som pressar ut mat från ett system med påfyllningsbara kapslar, vilket innebär att du är fri att skriva ut med praktiskt taget alla ingredienser du väljer. (Foto: Foodini)

Näring

3D-matskrivare kan göra mer än att producera förnybara, miljövänliga livsmedelsbutiker - de har också potential att revolutionera näringen.

Inom detta område är NASA i framkant. Under 2013 experimenterade byrån med teknologier som kunde bevara mat på långsiktiga uppdrag och tilldelade ett $ 125 000 $ Small Business Innovation Research-kontrakt till Systems & Materials Research Corporation (SMRC) för att utveckla ett 3D-tryckt matsystem för astronauter.

Framtida 3D-matskrivare kan göra bearbetad mat hälsosammare. Lynette Kucsma, grundare av Foodini, föreställer sig att skrivare producerar mer näringsrika tar på konserveringsfyllda snabbmatburger.

Lipson förutspår att framtida skrivare kommer att kunna leverera exakta doser av läkemedel, vitaminer och kosttillskott och livsmedel som är anpassade till en viss användares specifika kaloribehov.

Geting 3D-skrivare GlutenfriDet handlar inte bara om komplexa geometrier - i framtiden kan mattryckning göra det möjligt för konsumenter att skriva ut mat med anpassat näringsinnehåll som är skräddarsytt för deras individuella kostbehov. (Foto: WASP)

"Matutskrift kan göra det möjligt för konsumenter att skriva ut mat med anpassat näringsinnehåll, optimerat baserat på biometriska och genomiska data", sa Lispon till The New York Times. ”Så istället för att äta en bit gårdagens bröd från snabbköpet, skulle du äta något bakat bara för dig på begäran. Det här kan vara den saknade länken mellan näring och personlig medicin och maten som ligger på ditt bord. ”

Men 3D-mattryckning har ett löfte för de med sjukdomar och allergier. I Tyskland har en grupp äldreboenden antagit 3D-tryckteknik som renar grönsaker som morötter och broccoli i näringsrika, lätt att tugga mjuka formar av sin ursprungliga form. Och WASP, ett 3D-tryckföretag baserat i Italien, testar en skrivare som kan producera glutenfria versioner av populära livsmedel.

Hinder

Trots de många senaste framstegen inom 3D-mattryckning har branschen en myriad av utmaningar att lösa.

För närvarande måste de flesta ingredienser konverteras till en pasta innan en skrivare kan manipulera dem, och utskriftsprocessen är vanligtvis ganska tidskrävande. "Att skriva ut i livsmedelsmaterial är mycket svårare ur teknisk synvinkel än plast eller metaller," sa Lipson. "De interagerar med varandra på mycket komplexa sätt."

Dessutom är de flesta 3D-matskrivare som finns begränsade till torra, hyllstabila ingredienser, eftersom de flesta proteiner och mejeriprodukter riskerar att förstöra. "Allt måste vara torrt, för annars skulle du behöva oroa dig för att något skulle gå illa", sa Malivert. "Det är en fråga om hälsa."

Sedan finns det frågan om förväntningar. "Vi måste vara förnuftiga om detta", säger Daniel Crossley, verkställande direktör vid Storbritanniens Food Ethics Council, till Digital Trends. ”Vi måste börja med det problem vi försöker lösa och arbeta bakåt och försöka förstå de sociala och hälsoeffekterna av 3D-mattryckning. Jag tror inte på nyhet för nyhets skull. ”

Även vissa i den kulinariska världen är skeptiska. Tony Tantillo, matexpert och bidragsgivare till CBS i New York, tror att 3D-matskrivare är bättre lämpade för snabbmatssamlingar än hem och avancerade restauranger. "Dessa två saker borde inte vara tillsammans", sa han i en ny intervju. ”” Tryckt mat ”för en tidning, ja. Men att äta? Nej, nej. ”

Men tiderna förändras. "När människor först hörde talas om mikrovågor förstod de inte tekniken", säger Lynette Kucsama, VD och grundare av Natural Machines, till Fortune. "Nu har 90 procent av hushållen mikrovågor."