صنعت غذا از دیدگاه کلاسیک
حوزه فعالیت صنعت مواد غذایی، از گذشته با حال، شامل فراوری مواد اولیه، اعمال افزودنی ها و درنهایت، بسته بندی در ظروف شیشه ای، فلزی و پلاستیکی یا ترکیبی از این مواد و سلولز بوده است.
در این شرایط، تأمین نیاز غذایی جمعیت مصرف کنندگان رو به افزایش و درعین حال، تضمین ایمنی محصول و جلوگیری از خطرات بیماری زایی بر اساس استانداردهای تعریف شده، به عنوان اهداف اصلی این صنعت معین شده است.
آنچه در این مقاله میخوانید :
صنعت غذا و چالش های جدید
طی دهه های اخیر، حاصل تحولات علمی و صنعتی، امکان فراوری حجم بالای مواد اولیه با بهره گیری از ماشین های تمام خودکار، کاهش هزینه های تولید و کاهش ضایعات بوده است.
بااین حال، با گذار از چالش تأمین غذا، مصرف کننده در دنیای جدید به دنبال تنوع در محصولات تولیدشده است و در این راستا، فضای رقابتی بین واحدهای تولیدکننده، تحقیقات برای نوآوری را افزایش داد. این تلاش ها عمدتاً در ایجاد ساختارها و طعم های جدید و یا تنوع در بسته بندی و افزایش زمان ماندگاری محصولات مؤثر واقع شد.
مرحله دوم، افزایش آگاهی مصرف کنندگان نسبت به کیفیت ترکیبات غذایی و تمایل به مصرف مواد غذایی سالم تر مانند کاهش شکر، چربی و حذف سموم و مواد سنتزی و یا جایگزینی پروتئین های حیوانی با گیاهی بوده است.
ورود به عصر دیجیتال
ثمره هماهنگی علوم کامپیوتر و مکاترونیک، توسعه ماشین هایی دقیق و سریع است که به طور پیوسته در حال تکامل هستند.
یکی از این ابزارها، پرینترهای سه بعدی هستند. پرینترهای سه بعدی، بر اساس داده سه بعدی، لایه های متعدد دوبعدی را ایجاد می کنند که درنهایت یک ساختار سه بعدی را تشکیل می دهد.
ساختار کلی این پرینترها، یک مخزن نگهداری ماده ساختار دهنده، بازوی مکانیکی و کامپیوتر کنترل کننده بر اساس اطلاعات طرح سه بعدی ارائه شده است. ماشین، ماده ساختاری را ذوب کرده و در مختصات موردنظر که بازو قرار دارد، اکسترود می کند، ماده اکسترود شده سطح زیرین را مقدار کمی ذوب کرده و پیوستگی به وجود می آورد. طی زمان تولید، با ایجاد لایه به لایه طرح، ساختار سه بعدی حاصل می شود.
توسعه مهندسی پلیمرهای عذایی، نیاز بکارگیری پرینتر های سه بعدی
برای مدت طولانی، پرینترهای سه بعدی در خدمت صنایع مبتنی بر پلیمرهای پلاستیکی برای تولید نمونه های اولیه طرح های صنعتی بوده است.
دلیل این محدودیت این است که ماده اولیه موردنیاز برای پرینتر سه بعدی باید قابلیت ذوب شوندگی و البته سرعت بالای جامد شدن پس از خروج از نازل دستگاه را داشته باشد که در عمده پلیمر های پتروشیمی، این ویژگی وجود دارد.
اما با پیشرفت دانش فیزیک و ترمودینامیک مواد غذایی، مواد اولیه خوراکی با قابلیت اکسترود شدن و البته اتصال به لایه های زیرین پرینت شده توسعه پیداکرده است.
کاکائو، هیدروژل و امولسیون ها
در ابتدا ویژگی های ذوبی سریع شکلات یعنی ترکیب کاکائو و کره کاکائو، این امکان را فراهم کردند تا ساختارهای سه بعدی جذاب که پیش از این امکان تولید را نداشت، ایجاد شود.
بااین حال، توسعه دانش هیدروژل، الئوژل و امولسیون، کمک کرد تا ساختارهای سه بعدی با مواد متنوع ترکیبی حاوی رنگ ایجاد شود. باید توجه داشت که عمده این تکنیک ها در مراحل اولیه تکامل هستند و عمدتاً برای توسعه محصولات سفارشی شده در واحدهای عرضه مستقیم محصولات مانند کافی شاپ ها و رستوران ها مورد استفاده قرار می گردد.
پرینت سه بعدی گوشت با چربی و پروتئین دلخواه
یکی از حوزه هایی که اخیراً پتانسیل بالایی برای به کارگیری پرینترهای سه بعدی در صنعت مواد غذایی نشان داده است، تولید گوشت گیاهی است.
گوشت طبیعی درواقع بافت بدن دام و ترکیبی تصادفی از رشته های پروتئین عضله ورگه های چربی است که در نهایت یک بافت جویدنی با احساس دهانی مناسب، برای مصرف کننده ایجاد می کند. تکنولوژی پرینتر سه بعدی این امکان را فراهم آورده است تا بر اساس الگوهای دیجیتالی تهیه شده از گوشت طبیعی، از ترکیب ژل های پروتئینی گیاهی و چربی های طراحی شده گیاهی، بافت گوشت طبیعی شبیه سازی شده و هم زمان طعم نیز به بافت اضافه شود.
نتایج موفقیت آمیزی در این زمینه حاصل شده است که مسیر را برای تولید انبوه صنعتی گوشت گیاهی امکان پذیر می سازد.
