3D-tiskalniki niso več namenjeni zgolj izdelavi plastičnih predmetov in industrijskih komponent. Tehnologija vse bolj prodira tudi na področje prehrane, kjer lahko iz čokolade, sira, zelenjave, mesa in rastlinskih beljakovin ustvarja kompleksne tridimenzionalne oblike.

Čeprav so prehranski 3D-tiskalniki za zdaj predvsem nišni izdelek in so za množično uporabo še precej nepraktični, strokovnjaki v tehnologiji vidijo velik potencial. Med področji, kjer bi lahko imela največji vpliv, omenjajo zdravstvo, domove za starejše ter pripravo prehrane, prilagojene potrebam posameznika.

Namesto plastike skozi šobo potuje hrana

Osnovni princip delovanja je podoben klasičnemu 3D-tiskanju. Razlika je v materialu: namesto plastičnega filamenta tiskalnik skozi šobo nanaša mehko oziroma pastozno živilo, plast za plastjo.

Končni izdelek je pred tem oblikovan digitalno. Uporabnik oziroma proizvajalec tako najprej pripravi tridimenzionalni model, nato pa tiskalnik po njegovih navodilih ustvari želeno obliko.

Na trgu je že več podjetij, ki razvijajo tovrstne naprave. Med njimi so ukrajinsko-bolgarsko podjetje Chocola3D, španski Natural Machines in nemški Print2Taste. Uporaba tehnologije je za zdaj omejena predvsem na specializirana področja, od slaščičarstva do bolnišnic.

Tiskalnik lahko obdela več kot 26 različnih materialov

Chocola3D svoje rešitve razvija od leta 2014, podjetje pa je bilo ustanovljeno nekaj let pozneje. Po navedbah proizvajalca njihove naprave danes uporabljajo kupci v Ukrajini, Bolgariji, Nemčiji in Estoniji.

Sistem uporablja polnilne brizge, v katere je mogoče vstaviti različne paste. Med njimi so čokolada, sir, meso, zelenjava in grahove beljakovine. Proizvajalec navaja, da je mogoče napravo uporabljati z več kot 26 različnimi materiali.

Ena od prednosti takšnega sistema je, da uporabnik ni vezan na vnaprej določene kapsule. Po drugi strani pa mora sam prilagoditi nastavitve tiskanja posamezni sestavini.

Cena je še ena od ovir za širšo uporabo. Glede na model in proizvajalca lahko prehranski 3D-tiskalniki stanejo od nekaj sto do nekaj tisoč evrov.

»Najprej pripravimo fino pasto, nato jo oblikujemo«

Prehranski tehnolog Mario Jekle z Univerze v Hohenheimu tehnologijo raziskuje neodvisno od posameznih proizvajalcev. Kot je povedal za Euronews, sam postopek temelji na korakih, ki so v osnovi podobni tistim, ki jih že poznamo iz vsakodnevne priprave hrane.

»Najprej na primer pripravimo fino pasto. To pasto nato oblikujemo, kar je natanko to, kar počnete doma z vrečko za brizganje pri pripravi finega peciva. Nato se vse skupaj segreje, tako kot bi bilo doma v pečici ali ponvi,« je povedal za Euronews.

Ključna novost po njegovih besedah zato ni toliko v posameznih korakih priprave hrane, temveč predvsem v njihovem povezovanju z digitalnim oblikovanjem.

»Združevanje vsega skupaj, predvsem pa digitalno oblikovanje,« je povedal Jekle.

Končni izdelek je namreč mogoče najprej ustvariti kot digitalni model, nato pa ga s tiskalnikom reproducirati.

Od poročnih tort do hrane po meri

Praktična uporaba tehnologije je že vidna v slaščičarstvu. Slaščičarji lahko 3D-tisk uporabljajo na primer za izdelavo kompleksnih marcipanovih figuric za poročne torte in drugih okrasnih elementov.

Toda Jekle vidi še večji potencial v izdelkih po meri in manjših proizvodnih serijah. Po njegovih besedah je tehnologija posebej zanimiva za proizvodnjo do približno 200 kosov.

Velik izziv nastopi po samem tiskanju. Surovino je treba skozi šobo nanesti v tekoči ali dovolj mehki obliki, nato pa mora končni izdelek postati dovolj čvrst, da ga je mogoče normalno uživati z nožem in vilicami.

To je mogoče doseči na primer s segrevanjem v pečici ali v ogrevani tiskarski komori.

Bi lahko doma natisnili rastlinski zrezek?

Ena od možnosti prihodnje uporabe je priprava hrane na zahtevo. Kot je za Euronews pojasnil Jekle, bi si lahko uporabnik predstavljal, da na primer izbere digitalni model rastlinskega zrezka in ga pošlje tiskalniku.

Sam postopek bi lahko trajal približno od pet do 15 minut. Digitalni modeli bi bili lahko na voljo v podatkovnih bazah, aplikacijah ali neposredno povezani s specifikacijami uporabljenih kartuš.

Takšen sistem bi lahko pomenil tudi precej več nadzora nad sestavo hrane.

Personalizirana prehrana kot ena največjih priložnosti

Prav možnost natančnega določanja sestavin je po Jeklejevih besedah ena ključnih prednosti tehnologije. Hrano bi bilo mogoče sestavljati iz različnih »modularnih« komponent in jo prilagajati prehranskim potrebam posameznika.

Rastlinski izdelek, ki posnema meso, bi lahko na primer vseboval bistveno več vlaknin kot običajno meso, ki prehranskih vlaknin praktično ne vsebuje.

Takšna prilagodljivost bi bila posebej zanimiva v zdravstvu in pri prehrani starejših. Hrano bi bilo mogoče prilagoditi glede na potrebe posameznika, hkrati pa ohraniti privlačen videz in obliko.

Do množične uporabe v gospodinjstvih je še daleč

Kljub velikemu potencialu Jekle ocenjuje, da bo do širše uporabe prehranskih 3D-tiskalnikov v gospodinjstvih minilo še približno pet do deset let.

Eden od razlogov je tudi pomanjkanje ustrezne dobavne verige za polnilne embalaže. Tehnologija tako še nima vzpostavljenega ekosistema, ki bi omogočal tako preprosto uporabo, kot jo danes poznamo pri drugih gospodinjskih napravah.

Pomembno vprašanje je tudi, katere surovine bi za tiskanje uporabljali.

Iz ostankov hrane do novih živil

Jekle opozarja, da bi bilo pri razvoju tehnologije smiselno uporabljati surovine, ki zahtevajo čim manj predhodne predelave.

Njegova raziskovalna skupina zato med drugim proučuje uporabo stranskih proizvodov živilske in kmetijske industrije. Gre za ostanke, ki nastajajo pri običajni proizvodnji hrane in bi jih bilo mogoče s pomočjo 3D-tiskanja predelati v nove prehranske izdelke.

Manj kot je treba surovino predhodno obdelati, manj energije je potrebne za njeno pripravo. Po Jeklejevih besedah bi to lahko imelo koristi tako za okolje kot za končno ceno izdelka.