3D 푸드 프린터란 | 3D 프린터에 의한 식품 조형을 해설!

3D 푸드 프린터란 무엇인가?

3D 프린터 기술을 응용하여 식품을 입체적으로 성형·제조하는 장치입니다.통상의 3D 프린터가 플라스틱이나 금속 등의 소재를 사용하는 반면, 3D 푸드 프린터는 식품용 소재(초콜릿, 페이스트 모양의 식재료, 천 등)를 사용합니다.따라서 디자인된 형상이나 구조를 가진 음식을 만들 수 있게 됩니다.

이 3D 푸드 프린터 기술을 지원하는 것이 디스펜스 기술입니다.
알기 쉬운 예로 다음 소프트 아이스크림 사진을 봐 주세요.


소프트 크림이 기계에서 나오는 (토출) 빠르기와 양을 일정하게 한다고 해도, 콘을 움직이는 방법(모션)이 불안정하면 소프트 크림의 형태는 무너져 버립니다.3D 푸드 프린터에서도 마찬가지입니다.
3D 푸드 프린터로는 토출 기술만 갖고 있어도 모션 기술만 갖고 있어도 원하는 형상을 안정적으로 만들 수는 없습니다. 
고품질의 「입체조형」을 실시하려면 토출 모션 모두 높은 정밀도로 「동시에」제어하는 것이 중요합니다.

3D 푸드 프린터에 관심이 쏠리는 이유

3D 푸드 프린터가 각광받는 배경에는 기존 푸드 시스템의 과제와 효율적인 식재료 이용에 대한 강한 요구가 있습니다.

종래의 대량 생산·대량 폐기형 구조에서는, 규격 외품의 야채나 축산물이 많이 발생해, 그 처리에 걸리는 비용이나 폐기 로스가 큰 사회 문제가 되어 왔습니다특히 농산물의 생산에서는 형태가 갖추어지거나 딱딱한 부위가 잘라 버리거나 하는 경우가 많아 먹을 수 있는 부위라도 폐기되는 것이 적지 않습니다.식재료의 수송이나 보존에서도 낭비가 생기기 쉽고, 이러한 개선책이 오랜 과제입니다.

이러한 상황 속에서 새로운 가공 기술이 요구되고 있습니다.페이스트화하여 성형하는 기술이라면, 형태나 딱딱함에 좌우되지 않고 소재를 유효 활용할 수 있기 때문에, 생산 단계에서 생기는 단재나 종래 버려져 온 부분을 재이용하기 쉬워집니다.그 외에도 대체 고기와 개호식 등 소비자의 다양화 요구에 대응하는데도 3D 푸드 프린터의 특징은 귀중한 존재가 되고 있습니다.

또한 해외에서도 레스토랑과 호텔이 3D 푸드 프린터를 도입하여 계절마다 너무 쉬운 식재료를 사용한 한정 메뉴에 응용이 진행되고 있습니다.형상을 개성적으로 디자인한 디저트와 영양가가 높은 식물성 페이스트를 이용한 사스테나블 푸드 등 비즈니스로서의 퍼짐도 가속하고 있습니다.이러한 세계적인 조류에서도 향후 시장 확대에 충분한 가능성이 있다고 생각됩니다.

 

【도입 사례】푸드 로스에 도전

미이용 자원의 활용을 테마로 아이치 산업 과학 기술 종합 센터와의 공동 연구를 통해 행해진 3D 푸드 프린터의 선진적인 사례를 소개합니다.

※자료 제공:아이치 산업과학기술종합센터 식품 공업기술센터 사마
　　　　　　MP5협 푸드&케미컬님

고구마의 가죽(고구마)의 유효 이용

고구마의 껍질을 활용한 3D 조형에 임했습니다.통상, 고구마의 가죽은 「 딱딱하다」 「쓴다」라고 하는 이유로 사양되는 것이 많아, 폐기되어 푸드 로스의 한 원인이 되고 있습니다.거기서, 고구마의 껍질을 전자레인지로 건조시키고 분쇄기로 분말화.그 분말을 재료에 몇 % 첨가하여 3D 조형을 실시했습니다.그 결과, 고구마의 내용만을 사용한 경우와 손색이 없는 매끄러운 마무리를 실현했습니다.

진화하는 식품첨가제×3D 푸드 프린터

분말(파우더) 모양의 식재료를 3D 푸드 프린터로 어떻게 조형하고 있는지, 그 구체적인 프로세스에 대해 좀 더 자세히 소개합니다.
예를 들어 인삼 파우더에 90%의 물을 추가하면 재료 상태는 액상이 됩니다.한편, 물의 양이 너무 적으면 파사파사로 정리가 없어져 버립니다.또한 분체의 흡수성 등 분체의 성질에 따라 결과가 다르기 때문에 3D 조형에 적합한 배분을 찾는 데는 많은 시행착오가 필요합니다.

이러한 재료 자체가 안고 있는 문제를 해결하는 데 도움이 되는 것이 첨가제입니다.물과 같이 유동성이 높은 재료라도 첨가제를 더하는 것으로 점성을 갖게 하고 형태를 유지할 수 있게 됩니다.또한 3D 푸드 프린터 기술을 조합하여 입체적인 조형을 실현할 수 있습니다.
또, 원래 소재에 새로운 가치나 기능성(예를 들어, 식감이나 풍미 등)을 부가할 가능성도 간직하고 있습니다.

 

이와 같이 야채 쓰레기나 폐기 예정인 식재료를 3D 푸드 프린터의 재료로 활용함으로써 새로운 식품 재활용 가능성이 확대됩니다.또한 야채 이외에도 미이용 생선을 활용한 푸드잉크 개발이 시작되고 있으며, 미이용 자원의 활용에 의한 지속 가능한 식품 제조에 대한 기대감이 높아지고 있습니다.

【도입 사례】개호식·대체 고기와 3D 푸드 프린터~프렌치와 각 조림~

3D 푸드 프린터에 대한 수요는 간병식 및 대체 고기 분야에서 높아지고 있습니다.니즈의 배경과 당사 디스펜서의 구체적인 도입 사례에 대해 소개하겠습니다.

자료 제공:도쿄 의과치과 대학 (현 : 도쿄 과학 대학) 님 및 삼키는 프렌치를 다루는 셰프
　　　　　MP5협 푸드&케미컬님

간호식의 필요성

일본은 고령화 사회로, 전체 인구의 약 30%가 65세 이상의 고령자입니다.그 고령자의 60%가 저영양 경향에 있고, 저영양은 질병이나 회복의 지연 등에 영향을 미칩니다.고령이 되어도 필요한 식사와 영양을 섭취하는 것이 중요하다고 할 수 있습니다.

다음 사진은 간병식의 일례입니다.도쿄 의과치과대학(현:도쿄 과학대학)과 삼키는 프렌치도 다루는 셰프가 콜라보했을 때에 만들어진 요리의 사진으로 생크림으로 백조를 이미지한 2차원 도포와 구체 집합물에 의한 3차원 창작 무스 요리입니다.1대의 푸드 프린터로 2차원부터 3차원까지의 조형이 가능한 것은 타사에는 없는 당사의 디스펜스 기술의 응용에 의해 가능합니다.

아름다운 외형으로 시각과 미각에서 식사를 즐길 수 있습니다.

대체 고기의 필요성

대체 고기는 환경에 미치는 영향을 줄이는 역할과 지속 가능한 식품 공급을 실현하는 데 도움이됩니다.일본의 인구는 감소 경향입니다만, 세계적으로는 인구가 증가하고 있습니다.종래의 고기(가축)을 만드는 것보다 재료나 물이 적고 효율적인 생산을 할 수 있습니다.또, 세계 인구의 증가에 따라 「단백질 위기(프로틴 크라이시스)」의 문제 해결에도 연결된다고 합니다.

다음 사진은 각조림을 재현한 예입니다.
통상은 돼지고기를 사용하지만, 칼로리 컨트롤이나 비간 대응을 위해 닭고기를 페이스트 형태로 한 재료나 식물 유래의 대두를 베이스로 사용하는 등 개인의 체질·신조·기호에 맞춘 식재료를 선택할 수 있습니다.지신 부분에 대해서는, 이번은 유지를 사용하지 않고 지신님의 식감을 주는 첨가제(겔화제)를 사용했습니다만, 코코넛 오일 등 자연 유래의 재료를 활용하는 것도 생각할 수 있습니다.
또, 뿔 조림의 곁들임으로써 삶은 계란을 더해 보았습니다.특히 주목하고 싶은 것이 노란색의 형상입니다.장난감을 도입해 작은 아이의 관심을 끌기 위해 곰의 형태로 디자인했습니다.
3D 푸드 프린터는 기술을 활용함으로써 사실적인 질감을 추구 할뿐만 아니라 완전히 새로운 음식 경험을 창출 할 수있는 가능성을 가지고 있습니다.

뿔 조림의 맛과 외형을 재현했습니다.

3D 푸드 프린터 구조

3D 푸드 프린터를 움직이기 위한 데이터 작성 및 절차에 대해 소개합니다.

기본적인 절차

조형 방식에 따라 절차는 다를 수 있지만 기본적으로 3D 프린터를 움직이기 위해서는 다음 절차가 필요합니다.

1. 3D 데이터(형식:STL) 준비
   예를 들어 3D 스캐너를 사용하여 얻은 데이터를 사용합니다.
2. 슬라이스 소프트로 G-code 데이터 작성
   3D 데이터를 슬라이스 소프트웨어로 가져와 G-code로 변환합니다.이 G-code가 3D 프린터가 읽기 위한 데이터입니다.

당사 푸드 프린터의 경우

여기에서는 당사의 푸드 프린터에서의 절차에 대해 설명합니다.당사에서는 Mu-SLICER라는 당사의 오리지널 슬라이스 소프트를 준비하고 있으며, 3D 데이터가 있으면 간단하게 조작할 수 있습니다.

Mu-SLICER는 당사가 독자적인에 개발한 슬라이스 소프트로, 당사가 디스펜서 업계에서 쌓아온 묘화에 관한 노하우를 응축하고 있으며, 액체 재료를 제어하기 위한 3D 푸드 프린터에 필요한 기능이 담긴 소프트웨어입니다.

게다가 앞으로 3D 조형을 시작하고 싶은 분에게는 「3D 빌더」라고 하는 무료 소프트웨어가 있어 간단한 형상이면 누구나 쉽게 3D 데이터를 만들 수 있습니다.

당사는 재료의 출력과 조형을 실시하는 디스펜스 부분뿐만 아니라 프로그램 데이터의 작성 및 운용의 팔로우에 이르기까지 폭넓게 서포트하겠습니다.

멀티 패턴 조형예:초콜릿 오너먼트

당사는 디스펜스 기술의 핵심 기술을 3D 푸드 프린터에 적용하고 있습니다.이 기술을 통해 2D의 묘화와 오너먼트 제작부터 3D 조형까지 다채로운 패턴의 조형을 1대의 프린터로 실현할 수 있습니다.3D 푸드 프린터로서의 활용은 물론 생산 능력이 요구되는 용도에 있어서는 2D 조형을 조합하여 더욱 혁신적인 상품 개발을 기대할 수 있는 것은 아닐까요?

도입의 흐름·문의처

무사시엔지니어링 3D 푸드 프린터

3D 푸드 프린터

• 3D 데이터를 기반으로 다양한 모양을 만듭니다.초콜릿부터 스리치까지 대응.

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