Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) разработали новый подход к 3D-печати продуктов на основе шоколада при комнатной температуре методом холодной экструзии.
Метод экструзии горячего расплава широко используется в 3D-печатном шоколаде, где температура шоколада должна быть в пределах от 31oC до 36o C, чтобы его можно было расплавить и дозировать соответствующим образом. Хотя этот метод имеет свои преимущества в простоте и доступности, узкий диапазон рабочих температур может быть очень ограничительным и негибким.
Наоборот, холодная экструзия не требует манипуляций с температурой, поскольку она зависит исключительно от реологии печатной краски, добавляемой в шоколад при рабочей температуре. Однако из-за отсутствия красок, обладающих подходящими реологическими свойствами, холодная экструзия в 3D-печати шоколада до сих пор не продемонстрирована.
Чтобы восполнить этот пробел, исследователи из лаборатории Soft Fluidics Lab SUTD разработали новый подход, «3D-печать чернилами на основе шоколада» (Ci3DP), для печати чернилами на основе шоколада при комнатной температуре методом холодной экструзии.
Используя подход Ci3DP, легкодоступные шоколадные продукты, такие как сиропы и пасты, смешивали с какао-порошком, чтобы изменить реологию чернил. Чернила на шоколадной основе с высокой концентрацией какао-порошка проявляли свойства разжижения при сдвиге при высокой вязкости; чернила также обладали свойством зубной пасты и не растекались в состоянии покоя.
Чтобы подчеркнуть эту возможность, были продемонстрированы 3D-модели, состоящие из шоколадных сиропов и паст. Тот же метод был распространен на изготовление шоколада с различной текстурой с использованием нескольких типов чернил. Например, кусок шоколада был изготовлен одновременно с полутвердой оболочкой и жидкой начинкой, что еще раз демонстрирует гибкость, которую обеспечивает этот подход.
«Простота и гибкость Ci3DP открывают большой потенциал в производстве сложных продуктов на основе шоколада без необходимости контроля температуры», - сказал ведущий автор исследования, доктор Рахул Карьяппа из SUTD.
Главный исследователь, доцент Мичинао Хашимото из SUTD добавил: «Ci3DP способна изготавливать индивидуальные продукты питания из широкого спектра материалов с индивидуальной текстурой и оптимизированным содержанием питательных веществ. Этот новый подход также расширяет возможности отрасли в области 3D-печати продуктов питания., что позволяет производить холодную экструзию пищевых продуктов, чувствительных к температуре."