3D Yazıcılar & Gıda Üretimi
3D Yazıcılar & Gıda Üretimi
Üç boyutlu yazıcılar, katı serbest form üretimi olarak adlandırılan katkı maddesi üretimi, katmanlar halinde materyallerin biriktirilmesi ile fiziksel parçalar veya yapılar oluşturmak için uygulanan teknikleri içeren bir yöntemdir. Üç boyutlu yazıcılar, başlangıçta, kompleks parçalarının imalatının metaller, seramikler ve polimerler gibi malzemeleri kullanarak tek bir adımda gerçekleştirmeyi amaçlayarak üç boyutlu nesneleri oluşturmak için üretilmiştir. Üç boyutlu yazıcıların keşfinden sonra, geliştirilen tekniklerle hem gıda ambalajlamada hem de gıdaların üretiminde kullanılmaya başlanmıştır. İlk olarak 2001 yılında “Nanotek Enstrümanları” firması tarafından özel tasarlanmış bir pasta üç boyutlu yazıcılar kullanılarak üretim patenti alınmıştır. Gıdalarda üç boyutlu yazıcıların kullanılması ile, sadece tek bir adımda üç boyutlu gıdaların üretilmesi amaçlanmamaktadır. Aynı zamanda gıdaya yeni yapısal özellikler kazandırılmakta ve besin içeriği artırıla bilmektedir. Ayrıca yaşlılara çiğneme ve yutma sorunlarında yardımcı olabilmek için yeni yapıda ürünler, sporcular içinde protein ve yağ gibi çeşitli gıda bileşenlerinin düzenlendiği özel gıdalar hazır olabilmektedir.
Baskı Malzemeleri Olarak Kullanılan Gıdalar
Günümüzde tükettiğimiz gıda maddelerini, gıda yazıcılarında basılabilirliklerine göre yazılabilir gıdalar ve yazdırılamaz gıdalar olarak iki grupta toplanabilir. Hidrojel yapıda olan, peynir, humus ve çikolata gibi gıdalar, gıda yazıcı enjektöründen düzgün şekilde ekstrüzyona tabi tutulabilmektedir. Şekerler, nişasta ve patates püre karışımı, üç boyutlu yazıcıda toz formunda kullanılabilmekte ve hamur karışımları (makarna) üretilebilmektedir. Yazıcılarda, yazdırılabilir gıdalarla yapılan ürünlerin, tat, besin değeri ve tekstür özellikleri tamamen kontrol edilebilmektedir. Gıda yazıcıları ile üretilen kompozit formülasyonlar, yazdırma işlemi sonrası ısıl işlem uygulanmaktadır. Pirinç, et, meyve ve sebzeler gibi yiyecekler yazdırılamaz gıdalar olarak gruplandırılmaktadır. Bu ürünlere ekstrüzyon yeteneğini kazandırmak için, hidrokolloid katkılar kullanılmakta ve böylece farklı geometriler ve yeni formülasyonlar üretilebilmektedir. Yazdırma işleminden sonra bu gıdaların çoğunluğunda, fırınlama, buharda pişirme veya kızartma gibi, işlemler uygulanmaktadır.
Gıdaların, üç boyutlu yazıcılarda yazdırılması için akabilir yapıda (sıvı veya toz formunda) olmalıdır. Katı gıdalarda akabilir yapı özelliği, plastikleştirme ve eritme ile sağlanabilmektedir. Yüksek moleküler ağırlıklı polimerik karbonhidratlar modifiye edilmeksizin veya su ve jelleştirme madde ilavesi olmadan yazdırılamaz. Özellikle katı gıdaların yazdırılması esnasında dokunun plastikleşme ve eritme özellikleri üzerinde ürünün camsı geçiş sıcaklığı önemli bir etkendir.
Gıdaların camsı geçiş sıcaklığı, gıdanın bileşimindeki basit şekerler, disakkaritler veya maltodekstrinler gibi karbonhidrat fraksiyonuna göre değişmektedir. Maltodekstrinler, gibi yüksek molekül ağırlıklı karbonhidratlar, basit şekerlerden daha yüksek camsı geçiş sıcaklığına sahiptir. Su ve sıcaklık, nişastanın moleküller arası bağlarını parçalayarak hidrojen bağlama alanlarının daha fazla suya geçmesine olanak sağlamaktadır. Şeker de, su içeriği düşük ortamlarda eriyerek plastikleştirici etki gösterebilmektedir. Camsı geçiş sıcaklığının kontrolü, yazdırılan gıdanın yapısında çökmelerin oluşmadan bütünlüğü sağlamada önem taşımaktadır. Ayrıca şekerlerin kristalleşme durumu gıdaların yazdırılmasında önem taşımaktadır. Şekerler, ayrıca toz formundaki gıda katmanlarını birbirine bağlamada ana bileşenini oluşturmaktadır.
Ek olarak özel geliştirilen et ürünlerinde yağ asitleri içeriği ayarlanarak, yüksek kaliteli et ürünleri elde edilebilmektedir. Doymuş yağ asitleri daha yüksek erime noktasına, doymamış yağ asitleri de daha düşük erime noktasına sahiptir. Bu nedenle yazdırılan gıdanın yağ asidi bileşeni ürünlerin erime noktalarını düzenlemekte önemlidir. Ayrıca, ekstrüzyon teknolojisi kullanılan yazıcılarda, yağ asitleri üründe lezzeti artırmak katılaştırmak, ve fiziksel özellikleri iyileştirmek amacıyla kullanılmaktadır. Sonuç olarak üç boyutlu yazıcılar, diğer sektörlerde olduğu gibi gıda üretiminde de önemli bir potansiyeline sahiptir.
KAYNAKÇA:
[1]: Aydın, H. Y., Kılıç, A., & Tekin, A. R. (2019). Geleneksel Türk gıdalarının 3B yazıcı ile yazdırılması. Internatıonal Journal Of 3d Prıntıng Technologıes And Dıgıtal Industry, 3(1), 1-10.
[2]: Aldanmaz, E. A., & Sever, R. (2017). Gıdaların Dizaynında 3 Boyutlu Yazıcı Teknolojisi Uygulamaları. 19. Akademik Bilişim Konferansı (AB’17), Aksaray Üniversitesi, Aksaray.
Yorumlar
Yorum Gönder