Leite impressa em 3D possível com tecnologia de extrusão a frio

Quando se trata de comida impressa em 3D, eu realmente preciso parar de pensar: “Bem, agora eu vi tudo!” Cada vez que o faço, estou provado que estou errado. A inovação mais recente vem de uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD), que conseguiu imprimir leite em 3D – sim, você leu corretamente. Não quero dizer que você deva pegar alguns biscoitos e enfiar o copo embaixo de uma extrusora. A equipe determinou como transformar o leite em pó em uma espécie de tinta.

Cheng Pau Lee, Rahul Karyappa e Michinao Hashimoto, do Soft Fluidics Lab da universidade, publicaram recentemente um estudo no RSC Advances sobre seu método de alterar as propriedades reológicas do material para imprimir em 3D produtos lácteos em temperatura ambiente por meio do uso de tinta direta tecnologia de escrita (DIW) e extrusão a frio. 

Este pequeno sofá comestível foi impresso em 3D a partir de leite em pó.

A impressão 3D de produtos alimentícios foi demonstrada por diferentes métodos, como sinterização seletiva a laser (SLS) e extrusão termofusível. Métodos que requerem altas temperaturas, no entanto, não são adequados para a criação de modelos 3D que consistem em nutrientes sensíveis à temperatura. O leite é um exemplo de alimentos ricos em nutrientes, como cálcio e proteínas, que são sensíveis à temperatura. A extrusão a frio é um método alternativo de impressão 3D, mas requer a adição de modificadores de reologia e a otimização de vários componentes. Para resolver essa limitação, demonstramos a impressão 3D DIW de leite por extrusão a frio com uma formulação simples da tinta de leite. Nosso método se baseia em apenas um produto lácteo (leite em pó).

O resumo afirma

Os pesquisadores queriam evitar ter que adicionar os estabilizadores necessários para a maioria dos processos de impressão 3D a frio, bem como imprimir leite de forma que altas temperaturas não fossem necessárias. Os métodos AM, como extrusão de fusão a quente e SLS, não funcionariam neste cenário, pois geralmente não são compatíveis com os tipos de nutrientes sensíveis à temperatura, como proteínas e cálcio, encontrados em muitos tipos de alimentos, como o leite.

A extrusão a frio não compromete os nutrientes sensíveis ao calor e ainda oferece um vasto potencial na impressão 3D de alimentos esteticamente agradáveis ​​e nutricionalmente controlados personalizados para necessidades individuais.

EXPLICOU O professor assistente Hashimoto, o investigador principal do estudo

A extrusão a frio pode funcionar, mas aditivos ou modificadores de reologia são necessários para adicionar estabilidade à estrutura impressa, o que pode ser difícil de realizar. Além disso, as tintas para impressão DIW 3D precisam apresentar comportamento de cisalhamento e ter a capacidade de manter a forma após a extrusão.

Assim, os pesquisadores estudaram como as propriedades reológicas de suas tintas de leite foram afetadas pela concentração de leite em pó e, em seguida, ajustaram as propriedades de acordo, para descobrir a solução ideal. Eles completaram “caracterizações extensas” de sua formulação de tinta de leite para analisar sua reologia.

Imagens ópticas dos modelos de leite impressos em 3D DIW. Os efeitos da concentração do leite no espalhamento da tinta impressa ficaram evidentes nos modelos impressos. As estruturas de malha impressas com tintas de M10, M60 e M65 se espalharam e preencheram as lacunas. As estruturas de malha impressa foram mantidas após a impressão com M70 e M75 (barra de escala: 5 mm).

A tinta de leite formulada é baseada em um único ingrediente à base de leite que controla as propriedades reológicas de sua própria tinta. 

eles escreveram no jornal

As propriedades reológicas da tinta láctea foram modificadas com o ajuste da concentração do leite em pó, que foi caracterizada e avaliada quanto à capacidade de impressão. Com tintas contendo 70-75 p/p% de leite em pó, imprimimos com sucesso estruturas 3D complexas.

A receita consistia apenas em leite em pó, que era misturado com água para atingir a consistência correta para modelos de impressão 3D de leite usando DIW e métodos de extrusão a frio. A água é na verdade o que controla a reologia da tinta, o que torna a solução simples o suficiente para que provavelmente seja usada com sucesso em cenários do mundo real algum dia, como em lares de idosos ou hospitais, ao invés de apenas um ambiente de laboratório.

Este método novo, porém simples, pode ser usado na formulação de vários alimentos nutritivos, incluindo aqueles servidos a pacientes em hospitais para suas necessidades dietéticas especiais.

AFIRMOU Lee, o principal autor do estudo

Para determinar a melhor impressão, os pesquisadores testaram seu método e material imprimindo em 3D uma folha de trevo, um cone, uma fortaleza, uma roda e um pequeno e adorável sofá, além de alguns outros formatos. Eles também imprimiram uma versão multimaterial em dois tons do sofá combinando sua tinta de leite com uma de chocolate feita de calda de chocolate e cacau em pó, e testaram como preencher as impressões com materiais como creme, coco e xarope de bordo as mudaria.

A equipe SUTD 3D imprimiu uma variedade de formas de leite. A – D: estruturas de leite impressas em 3D de sofá, fortaleza, roda e folha de trevo. E: Cone impresso em 3D contendo xarope de chocolate líquido como recheio interno. F: Cubo impresso em 3D com quatro compartimentos contendo xarope de mirtilo líquido, xarope de chocolate líquido, creme de leite e xarope de bordo como recheios internos.

Esse método ofereceu um caminho fácil para formular outras tintas comestíveis sem aditivos e fabricar uma refeição visualmente atraente sem controle de temperatura. Nosso método tem aplicações potenciais na formulação de alimentos com várias necessidades nutricionais e propriedades de materiais, onde tintas alimentícias podem ser extrusadas em temperatura ambiente sem comprometer os nutrientes que seriam degradados em temperaturas elevadas

concluíram os pesquisadores.




Imagens: SUTD
Fonte: 3DPrint.com

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