agricultural stories in Marathi, Technowon, 3 D printing for food processing | Agrowon

अन्न प्रक्रियेसाठी ‘थ्री डी प्रिंटिंग’ तंत्रज्ञान

डॉ. आर. टी. पाटील
बुधवार, 5 मे 2021

विविध औद्योगिक उत्पादनासाठी थ्रीडी प्रिंटिंगचा वापर वाढत आहे. अलीकडे खाद्य पदार्थ निर्मिती उत्पादनामध्ये हे नावीन्यपूर्ण तंत्रज्ञान वापरले जाऊ लागले आहे. ते अनेकार्थाने महत्त्वाचे ठरणार आहे.

सर्वसामान्यपणे आपल्याला विविध आकारातील कुकीज, बिस्किटे, पफ, क्रिम रोल, बिस्किटे आणि केक यांच्या निर्मितीविषयी माहिती असते. मात्र त्याचे विविध आकार हे आजवर मानवी कौशल्यातून तयार केलेले असतात. यातील प्रत्येक उत्पादनामध्ये मैदा, साखर, मेद (फॅट), भाज्या किंवा सामान्यपणे स्वयंपाकामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या विविध घटकांचा समावेश असतो. व्यावसायिक बिस्किटे आणि कुकीज निर्मिती उद्योगामध्ये यांत्रिकीकरण मोठ्या प्रमाणात झाले आहे. यातील प्रत्येक बिस्कीट किंवा कुकी यांचा स्वाद, पोत वेगवेगळा असतो. त्यांचा साठवण कालावधी साधारणपणे सहा महिन्यांपर्यंत असतो. केक हेही बिस्किटाप्रमाणेच बेक केले जात असले तरी त्यामध्ये आर्द्रतेचे प्रमाण अधिक असते. त्यामुळे त्यांची निर्मिती ही प्रत्येक ग्राहकाच्या मागणीनुसार माणसांद्वारे केली जाते. यातील मूलभूत बेकिंग जरी व्यावसायिक यांत्रिकीकरणाद्वारे केले जात असले तरी पुढील क्रिमचे थर देत आकार देण्याची प्रक्रिया (आयसिंग) ही माणसांच्या साह्याने हाताने केली जाते. नव्या अत्याधुनिक तंत्रज्ञानाद्वारे अन्न प्रक्रिया उत्पादनामध्ये क्रांती होऊ शकते. एखाद्या फुलांची गुच्छ व त्यातील फुलांचे प्रमाण निवडावे, त्याप्रमाणे आता केकचा आकार, रंग, त्याचे थर हे निवडणे शक्य होईल. ग्राहकांकडून मिळालेल्या सूचनेप्रमाणे मायक्रोवेव्हमध्ये बेकिंग केले जाईल. त्यावरील पुढील सारी प्रक्रियाही थ्री डी प्रिंटिंगच्या साह्याने केली जाईल.

भारतीय संशोधन ः
भारतामध्ये तंजावूर येथील भारतीय अन्न प्रक्रिया तंत्रज्ञान संस्थेतील (आयआयएफपीटी) संशोधकांनी बाजरी, मूग, तळलेल्या डाळी आणि अजवाईन बिया या पासून पोषक खाद्य पदार्थ बनविण्यासाठी त्रिमितीय प्रतिमांकन ( थ्री डी प्रिंटिंग) तंत्रज्ञानाचा वापर केला आहे. मायक्रोवेव्हद्वारे सुकवण्याची प्रक्रिया झाल्यानंतर प्रिंटिंग प्रक्रियेसाठी केवळ पाच ते सात मिनिटे लागतात. या प्रिंटरचा आकार साधारणपणे आपल्या घरामध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मिक्सरइतका असतो. त्याचे वजन ८ किलो असून, सहजतेने नेआण किंवा हलवाहलव करणे शक्य होते. या प्रिंटरची निर्मिती पूर्णपणे भारतामध्ये केली असून, त्याची किंमत साधारणपणे ७५ हजार रुपयांपर्यंत पडते. बाजारामध्ये उपलब्ध प्रिंटरच्या किमती अधिक असून, त्याचा वापर एकापेक्षा अधिक धान्य घटकांसाठी करण्यात अनेक अडचणी येतात.

       या नव्या पोषक खाद्य पदार्थांच्या निर्मितीमध्ये कच्चा माल हे एकसारखा वाळविण्यासाठी उष्ण हवेचा वापर (हॉट एअर ड्रायर) वापर केला जातो. त्यानंतर त्याचे पीठ करून चाळणीने ०.२ मि.मी. आकारापर्यंत चाळून घेतले जाते. त्यात मीठ, मसाले, डिस्टिल्ड पाणी मिसळून त्याची किंचिंत पातळ अशी कणीक तयार केली जाते. ते थ्रीडी प्रिंटर मध्ये ठेवले जाते. या पेस्टचा वेग, तापमान, प्रिंटरचा नोझलचा आकार आणि प्रिंटिंगचा वेग हे सारे गरजेनुसार कमी जास्त करता येते. पोषकतेची आवश्यकता आणि ग्राहकांची मागणी यानुसार पदार्थातील घटकांचे प्रमाण ठरवता येते.

फूड प्रिंटिंगचे प्रकार ः

१) थ्रीडी फूड प्रिंटिंग
ही खाद्य पदार्थांच्या निर्मितीसाठी अत्याधुनिक तंत्रज्ञानाचा वापर करणारी प्रणाली आहे. त्यासाठी प्रथम संगणक किंवा स्मार्ट फोनवर खाद्य पदार्थांचे प्रमाण, आकार यांचे आरेखन केले जाते. त्यानंतर प्रत्यक्ष फूड प्रिंटरला ते पुरवले जाते. सामान्यतः फूड ग्रेड सिंरिंजेसचा वापर करून मळलेले पदार्थ किंवा किंचित पातळ अशी पेस्ट वेगवेगळी भरली जाते. याचे योग्य जाडीचे थर पुढे फूड ग्रेड नोझलद्वारे खाद्य पदार्थांवर ठेवत पूर्ण पदार्थ तयार केला जातो.
अचूकता, काटेकोरपणा हे याचे वैशिष्ट्य असून, त्यावर पदार्थाच्या गुणधर्मांचा (व्हिस्कॉसीटी व कणांचा आकार) परिणाम होत असतो. तसेच प्रक्रियेतील निकष ही नोझलचा व्यास, प्रिंटिंगचा वेग, अंतर यानुसार बदलतात. त्याच प्रमाणे तयार केलेल्या पदार्थावरील पुढील प्रक्रिया (शिजवणे, बेकिंग, मायक्रोवेव्ह, तळणे इ.) महत्त्वाच्या असतात.

२) एक्स्ट्रूजन आधारित प्रिंटिंग ः
आता बाजारामध्ये विविध प्रकारचे कुरकुरीत पदार्थ मिळतात. ते एक्स्ट्रूजन पद्धतीने तयार केलेले असतात. त्यांचे उत्पादन करताना पदार्थाचे गोळे हे खूप मऊ असणे गरजेचे असते. कारण ते सिरींज किंवा प्रिंटहेड मधून व्यवस्थित बाहेर आले पाहिजेत. तसेच त्यांचा एकसारखा प्रवाह मिळाला पाहिजे. काही परिस्थितीमध्ये भुकटी स्वरुपातील पदार्थांचा (प्रथिने किंवा साखर यांचा) वापर ही व्हिस्कॉसिटी वाढवण्यासाठी केला जातो. उदा. पाण्यामध्ये पीठ मिसळलेल्या त्याची तयार झालेली पेस्ट प्रिंटिंगसाठी वापरता येते. पदार्थांची चव आणि पेस्ट उत्तम होण्यासाठी त्यात घन पदार्थ अधिक वापरण्याऐवजी प्युरी, जेली, फ्रॉस्टिंग, चीज, शिजवून मळलेले बटाटे यांचा वापर केला जातो. चॉकलेटसारख्या काही घन पदार्थ असतील, ते वितळून घेतले जातात. कमी व्हिस्कॉसिटी असलेल्या पदार्थांचा बाह्य पृष्ठभागांसाठी वापर केला जातो.

एका त्रिमितीय प्लॅटफॉर्मवर संगणक चलित एक्स्ट्रूजन हेड बसवलेले असतात. या हेडमधून हवेच्या दबावाने किंवा दाबण्याच्या प्रक्रियेतून पदार्थ एका विशिष्ट वेगाने बाहेर येतात. या नोझलचा आकार पदार्थांनुसार बदलता येतो. जितका लहान आकार असेल तितके नाजूक काम करता येते. मात्र प्रक्रियेसाठी वेळ अधिक राहतो. आवश्यक त्या आकाराचा पदार्थ तयार झाल्यानंतर त्यावर पुढील प्रक्रिया (बेकींग, तळणे इ. ) केल्या जातात.

३) इंकजेट फूड प्रिंटिंग ः
इंकजेट फूट प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाचा वापर पृष्ठभाग भरण्यासाठी किंवा बाह्य पृष्ठभागावर प्रतिमा तयार करण्यासाठी केला जातो. यात सामान्यतः गुरुत्वाकर्षणाद्वारे खाद्य योग्य वेगवेगळ्या रंगाच्या शाई या खाद्यपदार्थांवर पडतात. त्यातून चित्र तयार केले जाते. यामध्ये प्रत्यक्ष खाद्य पदार्थांशी प्रिंट हेडचा अजिबात संपर्क होत नाही. यामुळे प्रतिमा तयार करत असताना अन्य प्रदूषण होण्याची शक्यता कमी होते. अर्थात, इंकजेट प्रिंटिंगमध्ये अद्याप अनेक अडचणी आहेत. त्यात अत्यंत नाजूक नक्षी किंवा बारकावे असलेल्या प्रतिमा तयार करता येत नाहीत.

निर्मितीपश्चात प्रक्रिया ः

प्रिंटिंग तंत्रज्ञानाद्वारे तयार केलेल्या खाद्य पदार्थांवर शिजवणे, तळणे, बेकींग करणे अशा प्रक्रिया कराव्या लागतात. हा भाग अत्यंत महत्त्वाचा आहे. कारण प्रिंटिंगद्वारे तयार केलेला पदार्थ नेमका तसाच राहणार का, हे इथे ठरते. या प्रक्रियेमध्ये आकार बदलण्याचीही (शिजतेवेळी पदार्थ फुगून आकार वाढणे, तळतेवेळी पदार्थ फुटणे इ.) शक्यता असते. त्यामुळे येथील तापमान, तेलाचे प्रमाण, तेलाचा प्रकार, प्रक्रियेचा वेळ या बाबी अत्यंत काटेकोरपणे ठरवाव्या लागतात.

अन्न प्रक्रियेतील थ्रीडी प्रिंटिंगचे महत्त्व…

१) भविष्यामध्ये प्रत्येकाच्या मागणीनुसार पदार्थ तयार करता येईल. प्रत्येकाचे आरोग्य लक्षात घेऊन त्यातील घटकांचे प्रमाण योग्य ठेवणे शक्य होईल. (उदा. प्रथिने, साखर, जीवनसत्त्वे, खनिजे इ.) यातून अधिक आरोग्यदायी व व्यक्तिगत मागणी अनुरूप पदार्थ निर्मितीला प्रचंड वाव आहे.
२) वयस्करांसाठी त्यांच्या आवश्यकतेनुसार मऊ, बारीक किंवा पेस्ट स्वरुपातील पदार्थ पुरवता येतील.
३) सध्या नासा ही अवकाश संशोधनामध्ये कार्यरत संस्था अवकाशामध्ये गुरुत्वाकर्षण नसलेल्या स्थितीमध्येही अन्नपदार्थांच्या निर्मितीसाठी थ्रीडी प्रिंटिंग तंत्रज्ञानावर संशोधन करत आहे. पारंपरिक फ्रिज ड्रॉइंग तंत्रज्ञानाच्या वापरातून तयार केलेल्या खाद्य पदार्थांचा साठवण कालावधी ५ वर्षापर्यंत असू शकतो. नव्या थ्रीडी प्रिंटिंग तंत्रज्ञानातून हा साठवण कालावधी ३० वर्षांपर्यंत वाढवण्याचे ध्येय ठेवण्यात आले आहे.
४) मांसाचे बायोप्रिंटिंग ः प्रत्यक्ष पशूपालनातून निर्माण होणाऱ्या विविध पर्यावरणविषयक समस्यांवर मात करण्यासाठी प्रयोगशाळेमध्ये मांस तयार करण्याचे प्रयत्न केले जात आहे. प्राण्यांच्या मुलपेशी किंवा मांसाचे मूलस्नायू मिळवले जातात. त्यांतील पेशींची वाढ विशिष्ट द्रावणामध्ये केली जाते. त्यानंतर वाढीच्या पुढील टप्प्यावर त्यांचा स्वाद, जीवनसत्त्वे, खनिजे मिसळली जातात. त्यातून योग्य त्या दर्जाच्या व गुणधर्मांचे मांस तयार केले जाते. स्पॅनिश कंपनी नोव्हामीट ही वनस्पतिजन्य घटकापासून मांससदृश्य पोत व चवी असलेल्या पदार्थांची निर्मिती करत आहे.

डॉ. आर. टी. पाटील, ८९६४०३०७०१
(निवृत्त संचालक, केंद्रीय काढणीपश्चात अभियांत्रिकी व तंत्रज्ञान संस्था (सिफेट), लुधियाना.)
 


इतर टेक्नोवन
ऊर्जा बचतीचे महत्त्वाचे उपाय...ऊर्जा वापरणाऱ्या तंत्रज्ञानात दिवसेंदिवस सुधारणा...
हवेतील त्रिमितीय प्रतिमेशी बोलणेही शक्यहवेसोबत हलू शकणाऱ्या प्रत्यक्षदर्शी प्रतिमा तयार...
अन्न प्रक्रियेमध्ये अवरक्त किरणांचा वापरअन्न प्रक्रियेदरम्यान पारंपरिक उष्णतेच्या...
राहुरीत वैशिष्ट्यपूर्ण संशोधित चारा...अलीकडील काळात चारा उत्पादनांसाठी सुधारित वाणांची...
अन्न प्रक्रियेसाठी ‘थ्री डी प्रिंटिंग’...सर्वसामान्यपणे आपल्याला विविध आकारातील कुकीज,...
अधिक शाश्वत उत्पादकतेसाठी वनस्पतीतील...प्रत्येक सजीवामध्ये, अगदी वनस्पतीमध्येही दडलेले...
अत्याधुनिक हवामान केंद्रे आता...नाशिक जिल्ह्यातील मोहाडी येथील प्रसिद्ध सह्याद्री...
टोमॅटो प्रक्रियेसाठी आवश्यक उपकरणेटोमॅटोचा ही नाशवंत फळभाजी असल्यामुळे काढणीनंतर...
गूळ पावडर सुकवण्याचे तंत्रज्ञानगूळनिर्मिती उद्योगामध्ये पावडरनिर्मिती हा आणखी एक...
नव्या रंगामुळे एअर कंडिशनिंगची गरज होईल...जागतिक तापमान वाढीसाठी एअर कंडिशनिंग यंत्रणा आणि...
सौरऊर्जा पार्क निर्मितीमध्ये व्हावा...भविष्यामध्ये सौरऊर्जेचा वापर वाढत जाणार आहे....
इलेक्ट्रिक वाहने डिझेल वाहनांशी नक्कीच...डिझेल इंजिनवर चालणारी वाहने आणि शेतीपयोगी...
जमीन सपाटीकरणासाठी लेझर लॅंड लेव्हलरट्रॅक्टरचलित लेझर मार्गदर्शित लेव्हलरमध्ये...
सायकलचलित गिरणीमुळे घरगुती पीठ मिळवणे...नागपूर : उत्तर प्रदेश राज्यातील गोरखपूर येथील...
कोकरांच्या वेगवान वाढीसाठी मिल्क...मेंढ्यांच्या मांसाला वाढणारी मागणी पुरवण्यासह...
निचऱ्यासाठी मोल नांगर, सबसॉयलरभारी काळ्या जमिनीमधून प्रभावी निचरा होण्यासाठी...
पीकविषयक माहितीसाठी मोबाईल ॲपकोणत्याही ॲपची उपयुक्तता ही त्यामध्ये असलेली...
मालमत्ता मोजणीसाठी आधुनिक तंत्रज्ञानाचा...पंचायतराज मंत्रालयाच्या प्रस्तावानुसार तयार...
शेती व्यवस्थापनात सेन्सर तंत्रज्ञानड्रोनमधील सेन्सर हे पिकांची स्थिती किंवा...
ऊस पिकासाठी ठिबक सिंचन पद्धतीचा वापरउसासाठी योग्य ठिबक सिंचन शक्यतो १६ मी.मी....