Сентябрь 2019 — Группа компаний ISL

Печатаем еду 21 века

Цифровая булочка

Представьте себе цифровую булочку – можно ли ее съесть? Специалисты компании ISL однозначно утверждают – да! Мы первыми в мире распечатали на 3D принтере ISL настоящую плюшку. И очень вкусную.

Вы спросите – что же в этом удивительного? Печать из шоколада давно уже не нонсенс. Возможно создание человеческих органов и тканей, сложных механизмов и многого другого. Что же особенного в булочке?

Не все так просто…

Как ни крути, современная пищевая 3D печать всё ещё находится на примитивном уровне: работает с сахаром и пастообразным сырьем – шоколадом, пюре из разных продуктов, жидким тестом для блинов. Пока это бизнес – продажа сувенирных красивых сладостей, нанесение пенки на кофе, необычные десерты и украшения блюд.

Но булочка – символ домашней кулинарии, повседневности и семьи. Представьте себе полноценный ужин из трех блюд без плиты и микроволновки, мультиварки и кастрюль. Установили картриджи в пищевой 3Д принтер, задали программу и вуаля – на тарелке появляется аппетитное мясо, гарнир, а подача не хуже, чем в самом статусном ресторане от шеф-повара мирового уровня.

Как работает современный пищевой 3D принтер

Устройства уже появились на рынке и довольно востребованы, особенно у кондитеров. Но их возможности этим и ограничены – создание элементов декора и сувенирных сладостей.

Современные пищевые 3D принтеры работают по принципу «выдавливания из шприца»:

  • в компьютерной программе создается 3D модель;
  • файл загружается в принтер;
  • загружаются пищевые ингредиенты, которые подаются в экструдер во время работы.

Немного сложнее технология изготовления блинов – ведь их нужно пожарить. Это делается на подогреваемой платформе. А вот пиццу или пирог после печати ранее приходилось запекать дополнительно – в духовке. Да и эстетически изделие выглядит далеким от совершенства. К тому же каждая хозяйка знает, что при нагревании сложная выпечка может деформироваться. Так что практического применения пока не найдено, пищевая печать такого уровня находится на экспериментальном уровне.

Разработка компании ISL

Нам удалось создать пищевой принтер, который распечатал готовое трехмерное мучное изделие. Булочка состояла из 20+ слоев. Запекание производилось сразу же, по мере создания каждого слоя. Когда мы извлекли выпечку из рабочей камеры, ее сразу можно было есть. Теплая ароматная плюшка идеально пропеклась и сохранила форму, заданную программой.

Это большой прорыв в области пищевой 3Д печати. Новая технология позволит создавать выпечку и кондитерские изделия без участия человека. Исчезнет необходимость часами стоять на кухне и переживать за результат. Идеальный торт, аппетитная пицца, необычный хлеб станут доступны не только профессиональным кондитерам и пекарям, но каждой хозяйке.

Заправляйте принтер продуктами – мясом, сыром, соусом и тестом, вводите программу и получайте выбранный рецепт. Сладкие пирожки с начинкой, которые не нужно часами лепить – не это ли мечта?

Ученые из ISL не собираются останавливаться на достигнутом. Ведь в нашем случае академический интерес и стремление создать что-то действительно инновационное сочетаются с личным интересом – пробовать экспериментальные образцы одно удовольствие! В дальнейшем мы рассматриваем вариант автоматизации заправки, промывки и очистки. Идеи есть – нужно только время на эксперименты.

Замечательный экструдер

Основа нашей разработки – экструдер принципиально нового действия с удалённой системой подачи, не имеющий аналогов в мире.

Особенности разработки

Одним из главных отличий является возможность работать с неоднородными ингредиентами, содержащими до 60 % твердых фракций в составе. Это настоящий прорыв, так как современные технологии позволяют печатать только пастообразными материалами.

Также важно отметить принцип работы.

  1. Продукт запекается непосредственно во время печати.
  2. Система ретракта обеспечивает аккуратность работы. Экструдер позволяет не только подавать ингредиенты, но и «всасывать» их в себя. За счет этого не образуются потеки, капли при перемещении печатающего устройства в разные положения по осям X и Y и смене сырья.
  3. Конструкция рассчитана на сверхточную подачу материала – ни одного лишнего миллиграмма.
  4. Спроектирована и уже протестирована в работе технология активного охлаждения. Это даёт нам возможность не только запекать (как требуется в случаях использования теста или мяса, например), но и резко охлаждать продукт сразу во время печати. Такая система позволяет печатать шоколадом на значительно большей скорости, чем известные импортные шоколадные 3д принтеры.

Без ограничений по объему!

Отдельно хочется остановиться на еще одной особенности – удаленная подача ингредиентов для заправки. Имеющиеся в продаже аналоги, например, ХХХ, работают по принципу «шприца», выдавливая материал на платформу. Колба для материала имеет ограниченный объем (от 30 до 100 мл), что ограничивает размер изделия и увеличивает вес устройства. Такой эффект приводит к уменьшению точности и скорости пищевой печати из-за сильной инерции при движении экструдера и, как следствие, необходимости снижать скорости его разгона и торможения. Мы внедрили удаленную систему заправки: компоненты подаются по силиконовым трубкам из резервуаров, находящихся за пределами рабочей камеры. Емкости с продуктами могут иметь абсолютно любой объем, при необходимости индивидуально подогреваться или охлаждаться перед печатью.

Это снимает ограничения на количество каждого ингредиента – в перспективе наш принтер позволит печатать даже многокиллограмовые изделия без необходимости остановки процесса для дозаправки. При этом не требуется подача сжатого воздуха и отпадает необходимость использования громоздкого и шумного компрессора, который используется на опытных образцах 3D принтеров с удаленной системой подачи у иностранных разработчиков.

Дополнительный плюс нашей разработки в конструкции насосов перекачки компонентов: они спроектированы так, чтобы пища при перемещении из резервуаров в экструдер не контактировала ни с какими элементами устройства, а перемещалась только по трубкам, которые изготовлены из безопасного силикона.

Что впереди?

Огромная кропотливая работа. Но эта первая выпечка, которую мы с удовольствием попробовали всей командой ISL – символ победы. Да, нас как ученых вдохновила обычная булочка! Однако мы видим возможности, которые она открывает в будущем. И нам приятно осознавать, что именно ученые ISL сделали этот первый шаг. Представьте такой принтер в космосе, на удаленной буровой, в подводной лодке, где рацион строго ограничен. Аппетитная вкусная еда станет не роскошью, а повседневностью для каждого. А невероятная помощь женщинам, которые проводят на кухне часы? Когда человек избавлен от рутины, он способен на многое. Быть может благодаря нашей разработке время, потраченное на плиту и сковородки, будет использовано на совершение открытия тысячелетия, как знать?