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PRODOTTI CEREALICOLI INNOVATIVI (stampa 3D) - Coggle Diagram
PRODOTTI CEREALICOLI INNOVATIVI (stampa 3D)
3 D- printing
nota anche come
additive manufacturing
è una tecnologia
che impiega
polvero
o materiale fuso
al fine di ottenere
oggetti tridimensionali
personalizzati,
1 more item...
prodotti che non possono
1 more item...
il principio su cui
si basa è
la deposizione
strato su strato
di materiale fuso
è tecnologia adesiva
perchè aggiunge materiale
al fine di creare
un oggetto tridimensionale
perchè le normali tecnologie
sono tecnologie sottrattive
come blocco cemento
in cui levo cemento
per fare statua
o modellazione
o fusione materiale
come cioccolato fuso
e poi in stampi
oggi si ha anche
la possobilità
di addizione di materiali
e ciò che faccio
con tecnologie additive
è aggiungere
strati di materiali
per ottenere
1 more item...
la stampa 3D
viene introdotta
la 3 dimensione
e non più la 2D
delle normali stampanti
i materiali usati
devono essere adatti
sia alla fuoriuscita
che al mantenimento
della struttura
soprastante
stampata
quindi si può agire
su 2 fronti
le proprietà reologiche
della formazione alimentare
e su variabili di stampa
o di processo
proprietà reologiche
materiale
troppo fluido
non posso usarlo
un impasto
lo sposso stampare
poi a seconda
di quanto è morbido
o duro
devo agire
sulle variabili di stampa
uso di addensanti
l'agar-agar
il gel di agar
da aggiungere
alla formulazione alimentare
si prepara solubilizzando
2g di agar
1 more item...
la soluzione
viene riscaldata
a T° circa 120°C
e successivamente
raffreddare a T° ambiente
e la preparazione del gel
di agar
è molto semplice
e permette di
poter liquefare
1 more item...
non richiedendo
uso di zuccheri
per la gelificazione,
è stato considerato
1 more item...
l'agar trova
un ampio impiego
nel campo alimentare
in quanto possiede
un basso impatto
1 more item...
ed un elevato
1 more item...
noto commercialmente
come agar,
è polisaccaride
usto come gelificante naturale
ricavato da
1 more item...
questo prodotto
è costituito
principalmente
da D-galattosio,
molecola formata da
2 more items...
le pectine
sono etero polisaccaridi
estratti dalla frutta
a partire
dalle proto-pectine
in esse contenute
in particolare,
le mele
e le pere
ne sono particolarmente
ricche
le pectine,
nei vegetali
e nella frutta,
provvedono
alla cementificazione
dello spazio tra
2 more items...
la preparazione
del gel di pectine,
viene effettuata
solubilizzando
le pectine in polvere
1 more item...
e in questo caso,
tuttavia,
uno svantaggio
è rappresentato
dall'impossibilità
1 more item...
gelatina in foglie
nota come
colla di pese,
è una gelatina essiccata,
in fogli,
incolore,
inodore,
insapore
e immergendola
in H2O fredda
ne assorbe
una grande quantità
rigonfiandosi
è usata in cucina
per dolci,
in quanto,
riesce a formare
una massa viscosa
1 more item...
e per la preparazione del gel
è sufficiente immergere
in H2O
i fogli di gelatina
per circa 10 minuti
e i fogli assorbono H2O
e una volta rimossa
quella in eccesso
per sgrondatura,
possono essere agginuti
1 more item...
per un'ottimale
progettazione di stampa 3D,
la scelta del materiale
che verrà utilizzato
per dare forma
al progetto digitale,
gioca un ruolo
di enorme rilievo,
1 more item...
e i 3 fattori:
l'applicabilità:
intesa come
capacità di costruire
strutture
e trame particolarmente
complesse,
soprattutto se
1 more item...
i trattamenti post-processo
al quale
il prodotto 3D
alimentare
dovrebbe resistere,
come ad esempio
2 more items...
la stampabilità:
nella quale
oltre alle proprietà
reologiche
si devono considerare
gli specifici
1 more item...
come nasce la stampa 3D
la stampa è
un processo di
riproduzione conosciuta
in Cina fin dal
4° secolo
e si basa su
un metodo
di tipo xilografico
il testo era scritto
su un foglio
di carta e riportato
a decalco
su un piano di legno
che veniva inciso
a rilievo
con i caratteri
1 more item...
e inchiostrato,
1 more item...
dal 10° secolo,
sempre in Cina,
ebbe inizio
la stampa a caratteri
mobili,
prima in legno
poi in terracotta,
che fu ripresa
in Germania
1 more item...
da allora
la tecnica di stampa
non ha visto soste
nella sua evoluzine,
attraverso modifiche
dei materiali
e dei procedimenti,
fino ad arrivare,
negli anni più recenti
1 more item...
la stampa 3D
è una nuova tecnologia
sviluppata
a partire
dagli anni 80
che rappresenta
l'evoluzione
della stampa 2D
2 more items...
le prime stampanti
realizzavano
le 3 dimensioni
di stampa
lavorando sui 3 assi
cartesiani
ma più di recente
sono state realizzate
stampanti 3D
che possono lavorare
in ogni direzione
nel settore alimentare
molti ricercatori
hanno studiato
e approfondito
la possibilità di stampare
alimenti a partire
da matrici diverse
ad esempio
purea
1 more item...
un gel base limone,
cioccolata,
pane,
vegetali
tecniche
inkjet:
usa tensione
riscaldante
o pizoeletriche
non molto usata
nel settore alimentare
detta stampa a getto
d'inghiostro,
è tecnologia
di stampa che
consiste nell'accumulo
di microgocce
1 more item...
e i materiali edibili
adatti a questa
tecnologia
sono cioccolato
sciroppi
binder jetting:
questo metodo
può essere usato
per generare un oggetto
edibile
composto da diversi
strati contentini
1 more item...
è usato materiale
in polvere che
è poi fuso grazie all'azione
di aria calda,
raggi laser,
o leganti liquidi
extrusion:
è la tecnica
più usta,
soprattutto
in campo alimentare
consiste nell'estrusione
di un filamento plastico
reso fluido
dall'innalzamento della T°
in fase di fuoriuscita
dall'ugello
e poi depositato
sul piatto di stampa
secondo il
disegno preimpostato
la stampa con estrusione
è conosciuta come
fused deposition modelling
la viscosità dell'impasto
gioca un ruolo
fondamentale
nella riuscita
o meno dell'operazione,
infatti deve essere
abbastanza bassa
1 more item...
le prime applicazioni
in campo alimentare
vengono dal cioccolato
che ha caratteristiche
simili a quelle
della plastica
tecniche
il binder jetting
ho materiale in polvere
e fondo le mie polveri
con l'uso di aria calda
o laser
o materiale legante
e questa applicazione
si fa con i zuccheri
nikjet
io ho filamento
e depongo goccioline
ed è usato
nel settore dociario
per stampe superficiali
in quanto
1 more item...
fused deposition model
la maggiore affermazione
e si tratta di
una estrusione da
una siringa
in cui l'alimento
è spinto attraverso ugello
1 more item...
il materiale cbhe
uscirà sarà
più o meno viscoso
processo stampa 3D
per creare
oggetti 3D
vi sono molti
software anche
gratuiti
le variabili di processo
possono essere molte
poi bisogna impostare
il layer height
cioè devo dire
alla stampa
tra il promo
e il secondo strato
ti devi alzare di x
1 more item...
e se ho layer height
più piccolo
ho bisogno
di più strati
1 more item...
nel passaggio degli strati
se troppo basso lo schiaccio
se troppo alto
mi andrà fuori,
normalmente quindi
si imposta
il layer height
leggermente
1 more item...
si fa così
in modo che la superfice
di contatto
tra i 2 filamenti
1 more item...
un'altra cosa
che mi migliora la stabilità
è che posso
separare la struttura
esterna
dall'interna
e decidere di fare
1 more item...
prima variabile
è la dimensione
del puntale
chiamato ugello
0,3; 0,4; 0,5; 0,8
normalmente
per gli alimenti
1 more item...
poi con il infill density
posso lavorare
sulla struttura interna,
sul riempimento interno
infill geometry
in cui poi posso decidere
la geometria che dare
nel riempimento interno
e influenza
le proprietà meccaniche
e la stabilità
della struttura
e la geometria interna
si è visto
che ha influito
sulla sopravvivenza
di microrganismi probiotici
1 more item...
poi abbiamo
effetto della pressione
dell'oggetto con le
stesse calorie
e cambiando al % del infill
l'oggetto è aumentato
2 more items...
e lo hanno fatto
sia giocando con
la % di riempimento
sia con la geometria
del riempimento
poi vi sono
le velocità,
cioè quanto veloce
deve andare
la stampa
e si parla di
2 more items...
il print speed
io se vado più lento
ho una più facile
deposizione del filamento
ed ho oggetti
fatti meglio
travel speed
quando non deve stampare
ma solo spostarsi
a vite gira al contrario
in modo da
non far uscire materiale
1 more item...
la retraction
è la velocità
che è misurata in mm
per secondo
e corrisponde
a quanto velocemente
il filamento
1 more item...
una velocità alta
è consentita,
ma immettere
un valore
troppo alto
1 more item...
la distanza invece,
misurata in mm,
corrisponde a
quanto filamento
viene ritratto
bed T°
parametro con cui
si stabilisce
la T° del piano riscaldato
non tutte le stampe
possono farlo
Printing T°
valore da impostare
dipende dal
materiale usato
il materiale
con la T° che si alza
diventa più liquido
1 more item...
extrusion rate and flow
extrusion rate
3mm/s
è la quantità
di materiale estruso
in funzione del tempo
flow %
è un fattore di compensazione
che consente
di modificare la
quantità
1 more item...
all'interno
delle stampanti
che spingono fuori
un impasto,
vi sono varie configurazioni
es.
la stampante
si muove
1 more item...
un'altra
il cui piatto
1 more item...
poi si passa
allo slicing
cioè dal modello
diventa vari strati sovrapposti
e l'orientamento dell'oggetto
influenza la stampa
io devo progettare
un disegno,
il mio modello digitale,
poi lo devo trasportare
su un secondo software
(software di slicing)
dove io devo trasformare
il mio disegno tridimensionale
1 more item...
e in questi software
imposto
1 more item...
dopo tutto ciò,
genero
dei file in formati
1 more item...
obiettivi
fabbricazione rapida
di nuovi prototipi
decentralizzazione
io mi porto a casa
la mia produzione
customizzazione
cioè la personalizzazione
riduzione degli sprechi
in quanto essendo additiva
come tecnologia
io uso solo il materiale
indispensabile
per creare il mio prodotto
e non ho materiale di scarto
in questo caso
per queste produzioni
si possono utilizzare
i sprechi alimentari
come pomodori
bucce pomodoro,
spinaci
e altro
che io posso
1 more item...
o magari usare
fonte di nutrienti
che normalmente
non si mangerebbero
es. insetti
io trasformo in fsrina
1 more item...
con evoluzione
dei macchinari
e il loro costo
che si abbassa
le stampanti 3D
potrebbero diventare
presenti nelle case
1 more item...
ma ancora non si
è riusciti a
combinare
la stampa 3D
con la cottura
in caso vi è solo un piatto
riscaldato
ma non cuoce
vantaggi
vi sono interfacce
semplici
immediate
che consente l'utilizzo
anche da utenti
del tutto estranei
a a questa tecnologia
la stampa 3D
nasce da
una ideazione di
un modello digitale,
io devo costruire
un disegno
che poi è inviato
1 more item...
oggi
ha dei costi più contenuti
rispetto al passato
e vi sono vari modelli
e tipologie
soprattutto per utensili
mentre quelle
per gli alimenti
sono ancora
poche
e vi sono
molti siti che
permettono di scaricare
in modo gratuito
numerosi modelli digitali
che poi posso usare
per la mia stampante
e poi ha una accuratezza
e una precisione
nella stampa
e poi con le stampanti
si possono stampare
i pezzi di ricambio
per le stesse stampanti
alimenti personalizzati
poi si può avere
la personalizzazione per consumatori con esigenze:
modelli alimentari:
Western diet
(consumo eccessivo
di grassi saturi)
Japanese diet
(eccesso di sodio)
vegetariani e vagani:
mancanza di proteine
e vit B12
tradizioni religiose:
islamici,
ebrei,
buddisti
altri gruppi:
donne incinta
o allattamento,
bambini,
anziani,
ecc
malattie o intolleranze alimentari
integrazione con altre scienze
microbiomica:
scienza che studia
l'interazione tra
il microbiota intestinale
e il genoma umano
nutrigenomica:
studia l'impatto
di una dieta
(macro o
micronutrienti,
composti bioattivi,
ecc)
sul genoma umano
nutrigenetica:
è una scienza che
studia le diverse risposte
fenotipiche
(peso,
pressione sanguigna,
colesterolo plasmatico
o livelli di glucosio)
a una dieta
1 more item...
quindi
da produzione
di beni per la massa
si è tornati
diciamo indietro
a produrre
beni e servizi
pei il singolo
quindi personalizzazione
nutrizione personalizzata:
è volta a definire
una dieta specificatamente
progettata
sulla base delle uniche
esigenze di ogni
persona,
1 more item...
alimenti personalizzati:
alimenti in grado
di soddisfare
le più disparate variabili
individuali:
nutrizionali,
funzionali,
sesso,
età,
scelta,
preferenze,
(incluso
7 more items...
allergie alimentari,
stile di vita,
abitudini,
comportamenti,
fenotipo,
religione,
etica,
etnia,
ecc
alimenti funzionali:
alimenti che veicolano
specifici nutrienti
che apportano
benefici per
lo stato di salute
delle persone
nasce dal fotto
che per molti anni
sono state proposte
campagne di
salute pubblica
per mangiare bene
e si hanno avuto
risultati
1 more item...
ed oggi si scopre che
qui suggerimenti
si valgono per
la maggior parte della popolazione
ma poi vanno settati
sula necessità
del singolo individuo
e nasce quindi
l'alimentazione personalizzata
e la necessità
è stata
che dopo
un'alimentazione personalizzata
bisogna trovare
gli alimenti
è una vera
e propria scienza
che oggi sta prendendo piede
e nasce
l'alimentazione personalizzata
cioè cuna nutrizione
adatta per
il singolo individuo
quali:
informazinooi fenotipiche
stato salute,
pressione sanguigna,
ecc)
rap, massa magra e grassa,
informazioni genetiche,
preferenze sensoriali
stili di vita
se si parla di
alimentazione personalizzata
dobbiamo fare
una differenziazione
alimentazione stratificata:
che si rivolge
a gruppi di individui
con caratteristiche comuni
alimentazione personalizzata:
si rivolge
al singolo individuio
è stata recentemente
affermata la
funzionalità di
questi batteri
all'interno del
nostro intestino
in quanto funzionano
2 more items...
la composizione
della popolazione microbica
intestinale,
influenza numerose
condizioni fisiche
e patologiche
il microbiota intestinale
è costituito da
migliaia di miliardi
di microrganismi
rappresentati
da oltre 500 specie
poichè il profilo
microbico dell'intestino
è non solo unico
per ciascun individuo
ma si evolve
nel corso della vita
e può essere alterato,
da fattori interni,
ed esterni,
esso deve essere
perso in considerazione
1 more item...
infine è necessario
menzionare
l'importanza della
relazione tra
microbiota umano
e lo stato di salute
applicazioni interessati
in campo medico
che permette di ottenere
in tempi brevi
nuovi prodotti
e permette quindi
di ottenere protesi
fatti su misura
da calcoli
e dimensioni
presi da calchi che sono
stati fatti
e in più
nel prossimo futuro,
in quanto ci sono
dei prototipi
di organi
stampati in 3D
e qui parliamo della
bioprinting
che prima stampa
con materiali
tipo tessuti
poi dive necessario
stampano cellule
che sono in grado di crescere
1 more item...
hanno provato a stampare
farmaci
che grazie alla
particolare struttura
interna
riusciva a disintegrarsi i
in pochi secondi
o magari farmaci
con dosi personalizzate
altri studi
snack di insetti
lo smuti a piramide
altri snack
fatti con la base uguale per tutti
e poi con
aggiunta
di diversi micronutrienti
in base all'età delle donne
ferro 11-17 anni
folati 18-40 anni
calcio sopra 60 anni
quindi ho individuato
cioccolato, cacao
1 more item...
poi aggiunto polvere arancia
1 more item...
polvere mandorla
1 more item...
fedeltà di stampa
come posso fsrlo
con un calobro
limite è che
non posso avere
campioni molto grandi
non posso misurare
porosità interne
al campione
o la dimensione
dei filamenti
i vantaggi sono
bassi costi,
facilità di untilizzo,
tempi brevi,
precisione accettabilità
per campioni
di medie/grandi dimensioni
e geometrie semplici
ma ciò che
è importante
poi capire è
accuratezza dimensionale
ovvero quanto io
sono stato bravo
nella mia stampa
vicino al progetto
vi possono essere
software di analisi di immagine
io carico l'immagine
e con funzioni basilari
io mi prendo
le dimensioni precise
e perfette
della mia immagine che
poso ingrandire
o fere altro
1 more item...
ma il problema
nell'uso di
questi software
è ottenere una
buona immagine
perchè immagine
1 more item...
per avere buona immagine
non ci deve
essere luce
chi mi creerebbe
una difficoltà
nel prendere
1 more item...
la distanza tra
fotocamera, cellulare
e il campione
deve essere
sempre la stessa
vicino al campione
vi deve essere
un metro
perchè l'immagine
che poi metto sul software
1 more item...
se non ho
questi 3 parametri
non riuscirò a fare
un'analisi dimensionale
accurata
la fedeltà,
con cui l'oggetto stampato
coincide con
quello progettato
es) fare snack base frutta per bambini
la formulazione
anche se vi erano
questi ingredienti
sapeva di banana
in quanto al
suo interno
per il 73,5%
vi era banana
e poi vi è
una soluzione di pectine
per avere
un viscosità tale da
poter essere stampato
sono stati individuati
funghi per
vitamina D
fagioli
per ferro
latte in polvere
per il calcio
poi come stabilizzante
nella formulazione
acido citrico
e acido ascorbico
quindi io vedendo
quello che mi manca
lo cerco
e vedo quale prodotto
ne ha di più
e se può far parte
della mia composizione
del mio prodotto
poi facendo i calcoli
si è visto che
si rispettavano
le dosi desiderate
poi quali sono
alimenti che
mi possono
aiutare a dare
elevate quantità
di questi nutrienti
e si è visto sui dati
del usta
1 more item...
2) 3)
i bambini
sono normalmente
un po carenti di
vitamina D
di ferro
calcio
e consultando le tabelle
si ha individuato
le quantità
di queste vitamine
e minerali
1 more item...
poi si è detto
devo fare uno snack
con 5-10%
di quelli necessari giornalmente
es1: progettazione nutrizionale
e sensoriale di una formulazione
complessa per bambini
3) individuazione carenze
di uno o più bambini,
4) individuazione alimenti
ad elevato contenuto
dei nutrienti scelti,
2) individuazione necessità
nutrizionali bambini,
5) progettazione
della formulazione complessa:
aspetti sensoriali
e nutrizionali,
1) scelta target di consumatori,
6) calcolo finale
di energia
e nutrienti
della formulazione
complessa
problematiche e sfide future
post processing- conservazione,
adattabilità
delle formulazioni,
aspetti legislativi,
previsione delle
caratteristiche strutturali,
aspetti sanitari,
integrazione con la cottura,
mancanza di dati
sugli effetti
su nutrienti
e composti bioattivi,
accettabilità da parte
dei consumatori,
4D printing
cioè un oggetto 3D
che modifica
una proprietà nel tempo
(la 4 dimensione
è il tempo
e stampe multistrato