Une recette pour imprimer des aliments en 3D

Des chercheurs identifient les facteurs affectant la qualité des matériaux comestibles produits par fabrication additive.

24.03.2023 - Etats-Unis

L'impression 3D des aliments pourrait permettre de relever les défis mondiaux en matière d'approvisionnement alimentaire et de nutrition. Mais l'adaptation de la fabrication additive à la production de matériaux comestibles se heurte à des obstacles.

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Dans Physics of Fluids, publié par AIP Publishing, les chercheurs Ezgi Pulatsu et Chibuike Udenigwe de l'Université d'Ottawa identifient une série de facteurs qui affectent la qualité de l'impression et la complexité de la forme des aliments créés par fabrication additive. La prise en compte de ces caractéristiques peut accroître la qualité des aliments, améliorer le contrôle et accélérer l'impression.

La fabrication additive d'aliments implique la conception (formes 3D et leurs codes géométriques), le prétraitement (préparation de l'encre alimentaire), la fabrication (dépôt de couches pour créer des formes) et le post-traitement (cuisson, ébullition, cuisson, congélation, friture ou séchage). Chaque étape est l'occasion de créer des aliments innovants.

La modification des motifs d'impression et des ingrédients du mélange ou de la pâte initiale peut affecter la matrice et les microstructures de l'aliment et donc sa texture.

Le flux de ce mélange dans la fabrication additive est également crucial et est parfois encouragé ou découragé par le contrôle des ingrédients et des conditions du processus.

"L'impression 3D par extrusion est la technique la plus applicable à l'alimentation", explique M. Pulatsu. "Elle implique une seringue chargée d'une pâte alimentaire - telle qu'une purée, une pâte ou un glaçage - qui est expulsée d'une buse par une force directe (en poussant le piston) ou indirecte (air comprimé)."

La création d'un flux continu stable est la première étape d'une impression réussie, de sorte que des formes conçues peuvent être produites en superposant des matériaux semblables à des cordes de manière contrôlée.

"Une fois qu'une couche est déposée, nous ne voulons plus qu'elle s'écoule, sinon elle détruira la forme que nous avons créée", explique M. Pulatsu.

Le post-traitement - par cuisson, ébullition, cuisson, congélation, friture ou séchage - transforme physiquement et chimiquement les micro- et macromolécules de l'aliment, ce qui permet d'obtenir des textures et des goûts différents. Dans le même temps, la forme doit être conservée ou soigneusement contrôlée.

"Nous disposons également d'autres mécanismes de création de structures alimentaires par le biais de différentes techniques d'impression en 3D", explique M. Pulatsu. "Par exemple, la projection de matériaux utilise des liants liquides déposés sur de la poudre pour former des couches autoportantes, et des encres liquides qui durcissent après le dépôt peuvent également être utilisées."

L'un des moyens de rendre la fabrication additive plus efficace pour l'industrie alimentaire consiste à établir un chemin d'impression (une série de mouvements contrôlés par ordinateur), qui est souvent ignoré pour les applications alimentaires.

"Les études futures devraient explorer la rentabilité des différentes technologies en termes de temps de fabrication, en tenant compte de la complexité de la forme et des stratégies de parcours d'outils - qui impliquent la trajectoire d'impression, la vitesse de la tête mobile et les mouvements non liés à l'impression -", a déclaré M. Pulatsu. "L'alimentation est essentielle à la vie et devient de plus en plus critique en raison de l'augmentation de la population mondiale et des changements environnementaux. Par conséquent, les nouveaux aliments et les nouvelles matrices doivent être conçus en consultation avec les chefs, les scientifiques de l'alimentation et les ingénieurs, et en fonction des besoins actuels."

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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