I vantaggi e gli svantaggi dei vari metodi di stampa 3D per alimenti

Diversi studi di ricerca si sono concentrati sulla stampa 3D del cibo, conferendogli una serietà al di là del modo in cui molte persone lo vedono ancora, il che è una novità. In un nuovo documento intitolato ” Revisione della tecnologia di stampa alimentare 3D “, un gruppo di ricercatori offre una panoramica dei molteplici metodi disponibili per la stampa 3D degli alimenti, nonché i loro scopi, vantaggi e svantaggi. Valutano ciascuna tecnica in base a stampabilità, produttività, proprietà del materiale, parametri dell’effetto e meccanismo di stampa.

Il primo metodo che i ricercatori esaminano è la stampa 3D basata sull’estrusione, che è simile alla FDM (Fused deposition modeling) tranne per il fatto che il materiale di partenza può essere solido o incolla. Esempi di alimenti stampati con questo metodo sono pasta, pasta di carne e formaggio. I ricercatori indicano diversi altri studi condotti utilizzando questo metodo, compresi studi che si sono concentrati sulla stampa 3D di biscotti di zucchero, gel di succo di limone , pesce, surimi gel e cioccolato. I risultati ottenuti da questi studi includevano:

La velocità di movimento dell’ugello e la velocità di estrusione influenzano la qualità della stampa 3D degli alimenti
Il gruppo dell’estrusore dovrebbe essere il più rigido possibile, specialmente per la stampa 3D al cioccolato
È necessario un efficace sistema di raffreddamento attivo per la stampa 3D al cioccolato

I vantaggi della stampa 3D basata sull’estrusione, secondo i ricercatori, sono i bassi costi delle stampanti entry-level, la varietà di materie prime disponibili e la facilità di personalizzazione. Gli svantaggi includono il basso livello di precisione e il tempo di costruzione lungo.

La stampa 3D a getto d’inchiostro è il prossimo metodo esaminato. Le stampanti a getto d’inchiostro normalmente stampano con liquidi a bassa viscosità, quindi in genere non vengono utilizzate per la stampa 3D di strutture alimentari complesse e sono invece relegate a cose come il riempimento di superfici o decorazioni su biscotti, torte o pizze. I materiali includono cioccolato, pasta liquida, glassa di zucchero, pasta di carne, formaggio, marmellate e gel.

“Questo processo funziona generalmente usando testine termiche o piezoelettriche”, affermano i ricercatori. “In una stampante a getto d’inchiostro termica, la testina di stampa è riscaldata elettricamente per stabilire impulsi di pressione che spingono le goccioline dall’ugello. Esistono due tipi di metodi di stampa a getto d’inchiostro: una stampa a getto continuo e una stampa drop-on-demand. ”
I vantaggi della stampa a getto d’inchiostro includono alta risoluzione, accuratezza e una varietà di materiali. Gli svantaggi includono la delicatezza delle funzionalità stampate in 3D, che potrebbero essere danneggiate dalla post-elaborazione.

Infine, i ricercatori discutono del binder jetting. Ciò comporta l’uso di un legante per legare selettivamente strati di polvere.

“Per il processo di legatura del binder, le proprietà del materiale in polvere e del legante sono importanti per la riuscita fabbricazione di parti”, affermano i ricercatori. “Il legante deve essere adatto a bassa viscosità in cui la tensione superficiale e la densità dell’inchiostro sono proprietà adeguate per impedire la diffusione dagli ugelli.”
I vantaggi del getto del legante comprendono l’elevata velocità di produzione e l’inclusione automatica delle strutture di supporto nella fabbricazione del livello. Gli svantaggi includono un aspetto ruvido o granuloso e la necessità di post-trattamento per rimuovere l’umidità o migliorare la resistenza degli alimenti stampati.

Gli autori del documento includono Paphakorn Pitayachaval, Nattawut Sanklong e Anantapoom Thongrak della Suranaree University of Technology in Tailandia.

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