3D voedselprinters op weg naar industriële toepassingen

Inleiding

Ondanks het feit dat het aantal mensen dat vegetarisch eet jaar op jaar sterk toeneemt, is na jaren van uitbundige groei de verkoop van plantaardige vleesvervangers dit jaar afgenomen. Bestaande vleesvervangers zijn in de ogen van de consument van lage kwaliteit, hebben weinig structuur en zijn vanwege de vele toevoegingen vaak ongezond. Om aan de consumentenvraag tegemoet te komen, zijn realistische, smaakvolle, gezonde en betaalbare vlees- en visvervangers nodig. Dit vereist de ontwikkeling van nieuwe innovatieve voedseltechnologieën.

Doelstellingen van het project

Een hoogwaardige vleesvervanger heeft in de ogen van het consortium een authentieke en complexe structuur en bestaat uit verschillende fracties (vlees, vet, pees, bloed), wat het mondgevoel, taaiheid en sappigheid vergelijkbaar maakt met traditioneel vlees zoals biefstuk of met de gelaagdheid van witvis. Deze complexe structuur is niet te bereiken door middel van conventionele productieprocessen op basis van extrusie. Door middel van een 3D-voedselprinter kan deze authentieke structuur wel worden gecreëerd. Echter, dit proces is zeer tijdrovend en bestaat er momenteel nog geen 3D-voedselprinter die dit doel op industriële schaal kan realiseren.

Vereisten voor succesvolle implementatie

Om hoogwaardige vleesvervangers in de supermarkt te verkopen, moet de productiesnelheid van de printer aanzienlijk omhoog, moeten nieuwe soorten printbare voeding worden ontwikkeld, en zal gewerkt moeten worden aan het realiseren van voldoende hygiëne (reinigbaarheid) en voedselveiligheid.

Samenwerking en consortium

Binnen dit samenwerkingsproject werken Airofiller Equipment Solutions, TOP en Mimethica samen om te anticiperen op de toenemende vraag naar hoogwaardige vlees- en visvervangers. Het consortium is voornemens een productieproces te ontwikkelen dat op industriële schaal (minimaal 100 kg per uur) gezonde, smakelijke en betaalbare vlees- en visvervangers kan printen met uitstekende textuur (bite en stevigheid). Het project omvat de ontwikkeling van:

1. De 3D-printkoppen
2. De proces- en besturingstechnologieën
3. De printbare plantaardige fracties (inkt)
4. Fixeertechnieken

Haalbaarheidsstudie en R&D traject

Het consortium heeft aanvankelijk op eigen kosten en risico een haalbaarheidsstudie uitgevoerd voor de ontwikkeling van een industriële 3D-voedselprinter. Aan de hand van de uitgevoerde haalbaarheidsstudie en enkele “quick and dirty” experimenten, heeft het consortium geconcludeerd dat de ontwikkeling haalbaar is en heeft men besloten een R&D-traject te starten, gericht op de ontwikkeling van een industriële 3D-voedselprinter met bijbehorende inktrecepturen en -templates.

Technische uitdagingen

De gestelde eisen bij de beoogde innovatie liggen echter hoog. Complexe structuren en texturen moeten met een hoge productiesnelheid 3D-geprint worden. Men verwacht onder andere technische risico’s met betrekking tot:

• De reinigbaarheid
• De controleerbaarheid
• Ontmenging van de inkt bij het simultaan printen van diverse soorten inkt

Echter beschikken de projectpartners over de expertise, ervaring, mankracht en faciliteiten om deze risico’s zo goed mogelijk te mitigeren en het project tot een succesvol einde te brengen.

Expertise van de projectpartners

Airofiller is een full-service machinebouwbedrijf met eigen engineering, onderdelenproductie, assemblage en service. Ze beschikken over specialistische kennis in de ontwikkeling en bouw van de 3D-printers. Deze wordt gecombineerd met specialistische kennis over ingrediënten en voedseltechnologie vanuit TOP. De expertise van TOP in de gedragingen van de inkt bij 3D-printkoppen en het fixeren van vloeibare materialen naar vaste producten, vormt een essentiële pijler binnen het project.

Mimethica zal binnen dit project betrokken zijn bij het ontwikkelen van de proces- en besturingstechnologie voor de integratie van verschillende soorten inkt in eindapplicaties en om een goede aansluiting tot de markt te realiseren.