پرینتر سه بعدی و سیب زمینی تحقیقی درباره‌ی امکان‌پذیری تولید آن
پرینتر سه بعدی و سیب زمینی؛ تحقیقی درباره‌ی امکان‌پذیری تولید غذا با پرینت سه بعدی
Iman Dankar در پایان نامه‌ای تحت عنوان ” مطالعه‌ی میکروساختاری و خواص فیزیکی و شیمیایی محصولات سیب‌زمینی برای پرینت سه بعدی مواد غذایی” تحقیقاتی انجام داد. وی در مورد شرایط پرینت سه بعدی خواص یک غذای معمولی مانند سیب زمینی له شده، مطالعاتی انجام داد. که در ادامه، به انجام مطالعات مربوط به خواص چاپ سه بعدی پوره‌ی سیب زمینی بحث می‌کند. نویسنده در این مورد توضیحاتی ارائه می‌دهد. “پرینتر سه بعدی و سیب زمینی تحقیقی درباره‌ی امکان‌پذیری تولید آن”، موضوع مدنظر در این بخش است.
پرینتر سه بعدی و سیب زمینی تحقیقی درباره‌ی امکان‌پذیری تولید آن
استفاده از پرینتر سه بعدی در تولید سیب زمینی
نشاسته سیب زمینی نسبت به نشاسته‌های دیگر
نشاسته سیب زمینی در میان نشاسته‌های دیگر منحصر‌به‌فرد است، زیرا گرانول‌های بزرگ و قدرت بالای تورم به دلیل وجود سطح بالای گروه‌های فسفات که به طور موازی با موقعیت‌های C6 و C3 مونومرهای گلوکز ارتباط دارند. سیب زمینی را می‌توان از راه‌های مختلفی از طریق پخت‌و‌پز و افزودن سایر مواد به دست آورد و بافت‌ها و سازگاری‌های مختلف را تغییر داد.
دلایل مختلف استفاده از پرینتر سه بعدی در تولید سیب زمینی
دانکار، به دلایل مختلفی به مواد غذایی حاصل از چاپگر سه بعدی اشاره می‌کند و یکی از این دلایل، راحتی آن برای افرادی که دچار مشکل بلعیدن هستند، به علاوه، جذاب‌تر کردنش برای کودکان می‌باشد.
طراحی و پرینت سه بعدی سیب زمینی
تأثیر ساختار و شکل طراحی بر روی محصولات حاصل از پوره سیب زمینی به تنهایی و یا با افزودنی‌ها زمانی که در نازل 4 میلی متر اکسترود شده است، در شکل زیر قابل مشاهده است.
پوره‌های سیب زمینی با شرایط متفاوت
هدف پایان‌نامه
وی اضافه کرد: “هدف اصلی این پایان‌نامه، مشخص کردن خواص فیزیکی، شیمیایی، میکروسازه و رئولوژیکی مخلوط مواد مورد نیاز حاصل از پرینتر سه بعدی، تعیین شرایط ایده‌آل برای بهینه‌سازی اکسترودر می‌باشد و بهترین محصول نهایی برای پرینت سه بعدی، مواد افزودنی مواد غذایی مختلف در تکمیل فرآیند چاپ پارامترها می‌باشد.”
اهداف جزیی‌تر در تکمیل هدف اصلی
برای رسیدن به هدف اصلی، اهداف زیر مشخص شدند:
- ارزیابی تغییرات ناشی از مواد افزودنی مواد غذایی بر ریزساختار و خواص رئولوژیکی پوره سیب زمینی
- درک تغییرات توسط مکمل‌های غذایی در پوره سیب زمینی از لحاظ سطح مولکولی داخلی
- تجزیه‌و‌تحلیل اثر آشپزی (مایکروویو و پخته شده) و حضور آب در ساختار مولکولی نشاسته در تلاش برای توسعه چنین موادی (سیب زمینی) برای چاپ سه بعدی
- تفسیر اثر افزودنی‌های مختلف و همچنین روش آشپزی (مایکروویو و پخته شده) بر روی جنبه‌های مکانیکی، رئولوژیک و ریزساختار سیب‌زمینی، با هدف شناسایی ترکیب مخلوط با ویژگی‌های ایده‌آل برای بهترین گزینه‌ی پرینت سه بعدی
در تصاویر زیر، مشاهدات میکروسکوپی در حالت‌های مختلف با بزرگنمایی 10x، ارائه شده است.
شکل a: سیب زمینی پخته شده
شکل a: سیب زمینی درست شده توسط مایکرویو
شکل a: سیب زمینی رنده شده‌ی خام در محلول ید لوژول
مشاهدات میکروسکوپی سیب زمینی
نتیجه پروژه
این مطالعه نشان داد که افزودنی‌های آگار و آلژینات پایه سیب زمینی را تثبیت می‌کنند، در حالی‌که گلیسرول و لسیتین اثرات بی‌ثباتی را برجای می‌گذارند.
فرآیندهای پخت‌و‌پز بر خواص رئولوژیکی سیب‌زمینی تاثیر می‌گذارد؛ نمونه‌های غذاهای حاصل از مایکروویو نسبت به نمونه‌های سیب زمینی سرخ شده از نظر ویسکوزیته، فشار عملکرد و تیکستروپیک بالاتری نسبت به مقادیر بالاتر بیان شده است. اضافه کردن روغن زیتون به عنوان امولسیفیه عمل کرده و ویسکوزیته و عملکرد را در هر دو نمونه آب‌پز شده و تولید شده از مایکروویو را کاهش می‌دهد.
سیب زمینی سرخ شده
بهترین شرایط پرینت سه بعدی سیب زمینی
بهترین شرایط برای پرینت سه بعدی سیب زمینی، این است که با اندازه نازل 4 میلی‌متر و ارتفاع نازل 0.5 سانتی‌متر با استفاده از مواد چاپی ساخته شده از پوره سیب‌زمینی و آلژینات یا آگار به دست آمد. تمام نمونه‌های قابل چاپ نسبتا خوب بودند، اما بهترین نسخه قابل چاپ سه بعدی، مخلوطی از سیب زمینی و کره بود.
پرینت سه بعدی سیب زمینی
بهترین گزینه برای پرینت سه بعدی
“نمونه‌های پوره‌ی سیب‌زمینی که از سیب زمینی پخته تهیه شده و با افزودنی‌های مختلف مواد غذایی در غلظت‌های مختلف ترکیب شده بودند، برای رفتار جریان از طریق یک سرنگ در طول چاپ سه بعدی اکستروژن مطلوب است.”
به طور کلی، دانکار مشخص کرد که سیب زمینی گزینه‌ای مناسب برای پرینتر سه بعدی (با یا بدون هیچ گونه افزودنی) است.