3D打印食品质地测量

了解如何去创建您的3D打印食品与优化纹理在您的目标列表的顶部

3D打印食品-肉类

3D打印的一个新领域刚刚开始受到关注:食物。最近的创新已经使大规模印刷、烹饪和供应食物的机器成为可能。人们对自己所消费的食物的意识不断增强,对新的定制感官体验的追求推动了新技术的发展,以满足这些新的消费者标准。3D打印已经在许多领域产生了巨大的影响,但它进入食品行业的过程并不简单。然而,将3D打印融入食品制造的潜在好处是显著的,远远超过任何初期问题。3D食物打印机可以:

提高膳食的营养价值——一种食品或一顿饭的成分可以根据住院或护理院病人的需要或膳食要求量身定制,从而使病人的饮食更加强化或恢复得更好。3D打印还可能让那些使用健康追踪器的人生活更轻松。未来,用户的健身追踪器可能会将数据发送到3D打印机,3D打印机将根据用户的需求输出完美定制的食物。这种“个性化”被认为是打破传统生产和配送方式、吸引各种客户的驱动力。

用日常食物制作复杂、富有想象力的雕塑,给厨师和制造商自由。这将为消费者创造具有特定设计特征、风味和颜色、几何结构和纹理体验的食品。这包括根据特殊事件定制食物,或者根据顾客的名字或形象定制外观。

减少食物浪费——用完那些注定要被扔掉的食物。这种食物可能没有足够的吸引力来出售,比如生产过程中丑陋的剩菜。然而,借助3D打印,它可以形成一个更有食欲的形状。食品可以按需印刷,所以当需要时,易腐烂的产品可以被制造出来。这项技术令人兴奋,并为可持续的未来打开了大门。

印刷完成后无需人工操作,降低人工成本,节省时间。

解决世界上无法获得新鲜、负担得起食材的地区的饥饿问题。


3D食物打印的例子

如何3D打印食物


挤压,选择性激光烧结和粘合剂喷射,和喷墨打印是三个主要的过程中使用的3D打印食品,虽然有几个策略,以实现所需的结果在这三种技术。挤出是一个简单的概念,用一个喷嘴推出一层食物,类似于3D打印机可以挤出塑料来制造机器部件。热熔挤压是将食品材料加热到刚好超过其熔点,然后挤压和固化。巧克力经常用这种方法印刷,因为它的能力在加热后迅速凝固。

选择性激光烧结是粉末食品的专业术语,它被加热,然后被强迫结合形成某种固体结构。由于需要使用粉末状物质,它通常被用于制作糖果或糖果。喷墨打印依靠重力进行打印,将可食用的“食物墨水”沉积在表面,通常是另一种食物的表面。


3D打印食品的先驱


一些公司已经在他们的产品制造中使用这项技术,如好时(巧克力)、巴里拉(意大利面)、Ruffles(薯片)、奥利奥(饼干)和马佐拉(水果和蔬菜)。在肉类产品的生产中,Aleph Farms和Meatech使用3D打印技术生产实验室培育的肉类。

对于那些出于动物福利或环境考虑而不吃肉的消费者,有像重定义肉类和Novameat这样的公司,他们正在研究用植物基材料3D打印出整个结构的肉类。植物性肉类替代品的一个常见缺点是它们的质地与真正的肉类不够接近。然而,3D打印可以完美地定制结构,微调它以匹配真正的一块肉的口感和纹理参数。你可以用3D打印技术打印出不同的层,每一层都可以提供不同的东西——比如“替代脂肪”或“替代肌肉”——这样当你咬一口素食牛排时,你会在一个区域得到口感,在另一个区域得到脂肪的味道和感觉,在另一个区域得到嫩肉的味道。这种“替代肉类”是一个根本性的进步,对于这种类型的食品研究,纹理分析仪是必不可少的。


3D打印食物的纹理问题


毫无疑问,3D食品打印技术已经取得了长足的进步。第一个需要克服的挑战是,到目前为止,各种食品都是可印刷的。此外,3D打印成品的性能需要大量的研究(纹理和流变学以及颜色和一般外观),以及随着打印条件(如温度、速度和原材料)的发展而发展。

除了味道和外观,消费者接受的一个主要因素是食物的质地和口感。虽然口感和外观是消费者在食品生产和购买过程中更受关注的因素,但口感在食品偏好中至关重要,可以在购买时产生影响。

纹理分析是3D打印食品研发的第一步,纹理是不可预测的,必须在每次配料或工艺修改后进行测量。


纹理分析如何帮助3D打印食品开发


纹理分析仪是一个非常有用的工具,与研究和发展与3D打印。以食品应用为例,通过使雷竞技有效投注额用3D打印,替代配料通常被纳入食品产品,以改善该食品的营养状况。在原始食物的质地发生显著变化之前,将进行一项研究,评估可添加的替代配料的数量。然后对添加比例和可接受程度不同的样品进行质地分析,以确定高营养含量和良好质地特性之间的最佳收益。

雷竞技苹果app下载Stable Micro Systems生产测量原材料、单个材料和成品的拉伸和压缩性能的仪器。重要的是要测量食物的结构属性,以确保它们符合消费者的期望。与任何制造创新一样,最终产品必须经过一个质量控制过程,以评估其机械(和感官)性能。一个纹理分析器是这个程序的一个关键部分,通过应用选择的压缩,拉伸,挤压,粘附,弯曲或切割测试来测试产品的可靠方法来测量它们雷电竞app官方下载 例如,坚固性、粘性、脆性和延展性,等等。

稳定微系雷竞技苹果app下载统连接各种纹理分析仪

一个纹理分析仪的范围可根据应用程序的要求,在最大受力能力和高度上有所不同。

各种各样的探测器和夹具根据要测试的产品/材料的不同,可以附在仪器上。

想要讨论3D打印食品的纹理分析?




如何测量3D打印食品材料的质地

压缩和挤压

用于印刷的食品材料应具有足够的流变性能,易于挤压并保持其形状。然而,满足这一条件的食品非常少,对许多食品材料的加工仍然是一个挑战,以适用于这种方法。任何被提议用于3D打印的材料都需要“可打印性”测试,以确保它们具有正确的流变特性或一致性。配方将需要评估其可挤压性,并通过压缩测试的方式测量印刷产品,以确保纹理符合客户的期望。

织构分析仪上的典型压缩和挤压试验
织构分析仪上的典型压缩和挤压试验

以下是纹理分析以这种方式应用的具体研究例子:

基于黄原胶/魔芋胶的凝胶的3D打印

富微藻3d打印零食的可打印性和理化性质

基于鸡肉的产品定制形状:3d打印鸡块的可行性研究

水胶体结合3D打印猪肉作为吞咽困难食品的可行性研究

骨折和弯曲

食品3D打印研究中涉及的纹理分析与普通食品的纹理分析没有什么不同。像巧克力这样的印刷产品可能需要用类似于消费者评估它们的方式进行测试。使用的方法是简单的适合食物的问题,也许与强调的属性,可以变化最多的3D打印过程。例如,3D打印的饼干经常被用作一种新奇的食物,因为它很容易改变颜色或设计。然而,为了展示3D打印工艺的能力,华丽、花边、开放的设计经常被使用。它们不是特别坚固,可能在储存或运输中分解。为了评估它们的强度,使用了一个标准的饼干弯曲试验,使用了一个TA。XT+纹理分析仪和一个三点弯曲钻机.用这种方法可以评估各种设计的断裂强度。

纹理分析仪上的典型三点弯曲试验
纹理分析仪上的典型三点弯曲试验

切割

另一个感兴趣的参数是如何咬入打印好的食物。不同的印刷材料和内部填充结构会影响最终产品的“硬度”。许多食物都插在上门牙和下门牙之间,然后被咬进去。这样做所需要的力量给消费者一个指示,它的韧性或“咬合力”。这种类型的测试可以很容易地模拟使用带有刀片的纹理分析仪。

在纹理分析仪上进行的典型切削试验
在纹理分析仪上进行的典型切削试验

纹理分析仪如何评估3D打印机基底粉末的流动性


纹理分析还可以用于3D打印过程的其他阶段,而不仅仅是用于最终产品性能的测量。例如,用于选择性激光烧结的基材粉末的性能影响烧结过程以及最终产品的性能。粉末流动就是其中之一。当每一层新的粉末被扫到烧结床上时,粉末层应该是均匀的,厚度和分布应该是正确的。一个粉流分析器(PFA)是一个非常有用的附加到Plus连接纹理分析仪,以帮助测量这些流动特性。

PFA证明了一种准确可靠的测量干湿粉末流动特性的方法,具有测量凝聚力,结块和速度流动依赖以及堆积密度和其他性质的能力。

线性经济vs循环经济
粉流分析器在助教。XTplusC纹理分析器


纹理分析和它在NASA的作用


现在,3D打印技术已经变得比以往任何时候都更重要和相关,硅谷BeeHex利用这项技术(由美国宇航局拨款),以3D打印披萨。这项发明的目的是为宇航员创造一种在执行任务时为自己选择和制作美味食物的方式。随着载人火星任务的可能性越来越大,宇航员可能会在太空中度过更多的时间。为了让太空旅行者不必日复一日、月复一月地吃冷冻干燥、预先包装好的“太空食品”,NASA决定是时候开发一种太空烹饪方法了。像往常一样,他们需要确保打印出来的食品的消费者满意度的所有关键方面都到位,这就是纹理分析仪的作用!

更多的例子纹理分析是如何应用于3D打印食品研究

3D打印还可以利用昆虫等替代蛋白质来源。在西方,人们不愿意吃昆虫,这很不幸,因为昆虫富含蛋白质,比肉类更环保,产生的甲烷更少,消耗的水也更少。3D打印技术可以让昆虫的蛋白质变成更吸引人的形状。

3D食品打印研究的另一个分支涉及对打印条件的调查。成品的质地在很大程度上取决于3D打印过程中涉及的各种参数,如打印速度和喷嘴直径。在这种类型的研究中,使用了一系列条件,并评估了印刷产品的纹理,目的是找到具有最佳纹理的最终产品的变量集。

以下是纹理分析以这种方式应用的具体例子:

基于3D打印技术的谷物零食可编程纹理特性研究

利用替代食品开发富含纤维的3D打印零食:对钮扣菇的研究

大米淀粉的3D挤出打印性能及工艺参数优化


需要测量尺寸轮廓


如果您在CAD包中设计了一个产品,然后将其打印出来,一个问题是打印出来的是否是您所设计的。在许多情况下,您需要打印的对象是尺寸准确和迭代打印您的设计几乎是不可避免的调整打印设置,以获得一个产品的尺寸准确。因此,准确的物理尺寸的数字评估成为必要。的立体扫描器分析器提供这样一种解决方案-台式激光扫描仪,测量固体产品的体积,密度和尺寸轮廓。

线性经济vs循环经济
立体扫描器分析器测量体积、密度和尺寸分布的模型

用于扫描和测量样品尺寸轮廓的典型安装方法:

巧克力棒样品准备扫描和存档扫描样品
巧克力棒样品准备扫描和存档扫描样品

食品行业正在经历一种范式的转变,努力提供新的和令人兴奋的消费者饮食体验。要阅读更多关于如何应用纹理分析到你的3D打印食品开发,你可能会喜欢本文的请求

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