پخت همزمان غذا با چاپگر سه بعدی جدید چینی‌ها

محققان دانشگاه علم و صنعت هنگ کنگ (HKUST) یک چاپگر سه بعدی جدید برای ساخت لایه به لایه مواد غذایی با استفاده از گرافن و هوش مصنوعی ابداع کرده‌اند.

کد خبر: ۱۲۹۳۳۰۵

تاریخ: ۲۰ اسفند ۱۴۰۳ - ۰۱:۲۰

یک چاپگر سه بعدی جدید که در چین ساخته شده است، از گرافن و هوش مصنوعی برای ساخت و پخت همزمان غذا استفاده می‌کند.

به گزارش «تابناک» به نقل از آی‌ای،، چاپگر سه بعدی غذا که توسط محققان هنگ کنگ ساخته شده است، از گرمایش امواج فروسرخ برای جلوگیری از تشکیل باکتری‌ها و تضمین ایمنی مواد غذایی استفاده می‌کند، در حالی که تنها ۱۴ وات برق مصرف می‌کند.

این چاپگر سه بعدی می‌تواند ساختار‌های خوراکی پیچیده‌ای ایجاد کند و دارای گرمایش فروسرخ دقیق برای به حداکثر رساندن کیفیت و ایمنی محصول است.

این ترکیب به غلبه بر برخی ایرادات قابل توجه در سایر روش‌های تولید خودکار مواد غذایی موجود، از جمله مسائل مربوط به ایمنی مواد غذایی و نیاز کلی به نظارت تخصصی فنی کمک می‌کند. مورد اول یک نگرانی اساسی است، زیرا چاپگر‌های سه بعدی فعلی تمایل دارند غذا را در دو مرحله مهم تولید کنند.

اولین مورد شامل ایجاد و بیرون دادن مقداری خمیر غذای سرد برای تهیه غذا است. سپس معمولاً برای پخت و پز و استریل کردن به فر یا سرخ کن منتقل می‌شود. این رویکرد در حالی که کاربردی است، اغلب منجر به تغییر شکل غذا و افزایش خطرات آلودگی با حرکت غذا بین دستگاه‌ها می‌شود. با این حال، این چاپگر سه بعدی جدید، این مراحل جداگانه را در یک مرحله ادغام می‌کند و می‌تواند غذا را به طور همزمان بسازد و بپزد.

دقت و ایمنی

فرآیند همزمان ساخت و پخت با استفاده از فِر فروسرخ این چاپگر سه بعدی که از گرافن پردازش شده با لیزر (LIG) ساخته شده، به دست می‌آید. به گفته محققان، این عنصر حرارتی فوق‌العاده نازک، کنترل دقیق دما را با لایه‌های مواد غذایی به ۱۳۷ درجه سانتی‌گراد روی سطح و حداقل ۱۰۵ درجه سانتی‌گراد در طرفین در طول فرآیند چاپ حفظ می‌کند.

این چاپگر فقط ۱۴ وات برق مصرف می‌کند که کسری از ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ وات مصرفی فِرهای معمولی و هواپز‌ها است.

این تیم چاپگر جدید خود را با استفاده از خمیر کلوچه مخصوص بر پایه نشاسته آزمایش کردند. همانطور که چاپگر هر لایه جدید خمیر را تولید می‌کرد، فر فروسرخ بلافاصله آن را می‌پخت.

این فرآیند همچنین ماده غذایی را قادر می‌سازد تا شکل خود را حفظ کند و در عین حال هر گونه باکتری مضر را از بین ببرد. همانطور که تیم اشاره می‌کند، پخت فوری از افتادن و تغییر شکل در زمانی که مواد غذایی چاپ شده منتظر پخت هستند، جلوگیری می‌کند.

تجزیه و تحلیل چاپگر سه بعدی نشان داد که این چاپگر دارای کیفیت برتری نسبت به روش‌های پخت معمولی است. محققان با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) کشف کردند که نمونه‌های پخته شده با امواج فروسرخ، ساختار داخلی ثابتی را بدون تورم چشمگیر در اقلام پخته شده در فر حفظ می‌کند.

تجزیه و تحلیل پرتو ایکس همچنین نشان داد که محصول نهایی دارای تخلخل یکنواخت در سراسر غذا است که نشان دهنده پخت کامل بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری است. علاوه بر این، شبیه‌سازی‌ها توزیع یکنواخت گرما را تأیید کرد و نشان داد که گرما تنها ۱ تا ۲ میلی‌متر از لایه بالایی نفوذ کرده و از پختن بیش از حد لایه‌های پایین‌تر جلوگیری می‌کند.

برنامه‌های کاربردی متنوع

این روش جدید از نظر ایمنی مواد غذایی، سرکوب قابل توجهی از رشد باکتری‌ها پس از پخت و پز را نشان داد.

غذا‌های پخته شده معمولی تنها پس از ۴۸ ساعت رشد باکتریایی قابل توجهی را نشان می‌دهند. با این حال، اقلام جدید پخته شده با امواج فروسرخ در مقایسه با بیش از ۲۰۰ کلونی باکتریایی در نمونه‌های پخته شده در فر و هواپز، تنها ۰ تا ۶ کلونی باکتری در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد داشتند. این از پخت فوری در دمای بالا و در هر لایه چاپ شده ناشی می‌شود.

این تیم خاطرنشان می‌کند که پیامد‌های این فناوری جدید فراتر از چاپ ساده مواد غذایی است. به عنوان مثال، ترکیب ابزار‌های طراحی هوش مصنوعی و قابلیت‌های پخت و پز یکپارچه، امکان تولید خودکار مواد غذایی تجاری را فراهم می‌کند.

بهره‌وری انرژی و اندازه جمع و جور این سیستم چاپ سه بعدی جدید همچنین آن را برای رستوران‌ها و نانوایی‌هایی که به دنبال ارائه اقلام غذایی سفارشی بدون آموزش فنی گسترده هستند، کاربردی می‌کند.

محققان همچنین ارزش خاصی را در تنظیمات مراقبت‌های بهداشتی متصور هستند، جایی که کنترل دقیق بر مواد تشکیل دهنده و بخش‌ها بسیار مهم است. برای این منظور، این فناوری می‌تواند تولید خودکار رژیم‌های غذایی تخصصی را در حالی که کیفیت و ایمنی ثابت را تضمین می‌کند، در اختیار بگیرد.