Impresión de alimentos en 3D

En este vídeo, el profesor Bart Nicolai presentó la impresión 3D de alimentos. Bart es ingeniero de alimentos, y su principal experiencia es la tecnología post-cosecha de frutas y verduras.

¿Qué es la impresión 3D de alimentos?

Para entender este concepto, debemos considerar el procesamiento tradicional de alimentos que normalmente comienza con una receta que contiene una lista de ingredientes y una descripción de los procedimientos para transformar estos en los alimentos finales.

La impresión de alimentos en 3D es radicalmente diferente en el sentido de que construye los alimentos punto por punto y capa por capa. Normalmente, comienza con una receta similar al procesamiento tradicional de alimentos, pero ahora también incluye instrucciones detalladas para que la impresora mueva el cabezal de una posición a otra y de una capa a otra.

Tecnologías de impresión 3D

El sector alimentario aplica cuatro tipos distintos de técnicas de impresión en 3D. Las distintas tecnologías que puede emplear para la impresión de alimentos en 3D dependiendo del tipo de material. Las técnicas disponibles en el sector alimentario incluyen:

• Impresión basada en extrusión

Si desea imprimir líquidos, puede utilizar la deposición por extrusión, que normalmente debe procesarse posteriormente. Por ejemplo, si imprime a partir de masa, deberá introducirlo después en un horno y hornear para obtener el producto final. Si imprime un gel, es probable que deba procesarlo posteriormente con una solución que contenga iones de calcio biovent. Este es el caso, por ejemplo, de los geles de alginato y pectina.

• Impresión sinterizada

Si desea imprimir polvos, puede aplicar varias técnicas de sinterización. Se empieza con un depósito de polvo y luego, localmente, se aplica, por ejemplo, un rayo láser para fundir la superficie exterior de algunas de las partículas de forma que se fusionen entre sí. Esto se denomina sinterización.

• Impresión aglutinante

En la impresión aglutinante, los materiales en polvo se depositan capa por capa y se expulsan y depositan pequeñas gotas de aglutinante (diámetros < 100 μm) en la superficie del lecho de alimentación, para unir las capas. Tras la deposición del aglutinante, la superficie suele calentarse por irradiación, a fin de aumentar la resistencia mecánica y permitir la deposición de la capa sucesiva. Estos pasos se repiten con cada capa. Durante el proceso de fabricación, el polvo no fundido sostiene las piezas fundidas mientras que, al término del proceso, se retira y recicla. La impresión por chorro de aglutinante puede aplicarse a materiales en polvo como chocolate, almidón, azúcar, proteínas y alimentos falsos

• Impresión por inyección de tinta

Por último, si desea imprimir la suspensión celular, normalmente puede hacerlo mediante bioimpresión. La bioimpresión es esencialmente un proceso de extrusión pero con bajas fuerzas de cizallamiento porque, de lo contrario, daña las células. La bioimpresión se ha utilizado ya para producir carnes artificiales.

Desafíos y oportunidades

La impresión de alimentos en 3D enfrenta varios desafíos. La velocidad es el principal problema. La velocidad típica de impresión de alimentos en 3D es muchas veces menor que la velocidad típica de la línea de procesamiento tradicional de alimentos. Además, está el hecho de que a menudo se deba post-procesar el resultado, con el tiempo adicional que conlleva y el hecho de que sería mucho más cómodo si se pudiera integrar el post-procesamiento en el proceso de impresión real.

La impresión en 3D puede transformar la industria alimentaria, no por las formas divertidas que puede ofrecer, aunque esto va a ser un nicho de mercado también en el futuro, sino principalmente por la personalización. Permite personalizar los alimentos impresos en 3D en términos de forma o sabor, pero también, por ejemplo, en términos de componentes para la salud. De cara al futuro, la impresión de alimentos en 3D con el software apropiado, que contemple su historial médico personal o tal vez su último análisis de sangre, para manipular la composición o el contenido de los ingredientes que promueven la salud en los alimentos impresos en 3D, aportando beneficios para la salud a largo plazo.

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