Kim, Chong-Tai;Maeng, Jin-Soo;Shin, Weon-Son;Shim, In-Cheol;Oh, Seung-Il;Jo, Young-Hee;Kim, Jong-Hoon;Kim, Chul-Jin
Food Engineering Progress
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제21권1호
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pp.12-21
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2017
Foods are becoming more customized and consumers demand food that provides great taste and appearance and that improves health. Food three-dimensional (3D)-printing technology has a great potential to manufacture food products with customized shape, texture, color, flavor, and even nutrition. Food materials for 3D-printing do not rely on the concentration of the manufacturing processes of a product in a single step, but it is associated with the design of food with textures and potentially enhanced nutritional value. The potential uses of food 3D-printing can be forecasted through the three following levels of industry: consumer-produced foods, small-scale food production, and industrial scale food production. Consumer-produced foods would be made in the kitchen, a traditional setting using a nontraditional tool. Small-scale food production would include shops, restaurants, bakeries, and other institutions which produce food for tens to thousands of individuals. Industrial scale production would be for the mass consumer market of hundreds of thousands of consumers. For this reason, food 3D-printing could make an impact on food for personalized nutrition, on-demand food fabrication, food processing technologies, and process design in food industry in the future. This article review on food materials for 3D-printing, rheology control of food, 3D-printing system for food fabrication, 3D-printing based on molecular cuisine, 3D-printing mobile platform for customized food, and future trends in the food market.
Over the last 3 years, the global food 3D printing market has grown at an average annual rate of 31.5% and has shown an industry size that reached about U$ 9.46 billion. Food 3D printing technology has the advantage of being utilizable in diverse ranges because it enables free design of existing foods so that foods can be produced according to individuals' tastes and purposes. Many countries around the world are producing food 3D printers to release trial products such as foods employing the advantages of food 3D printing. They are also attempting to apply food 3D printing in various fields such as combat rations, space rations, restaurants, liquid foods, foods for the elderly, diets for patients, and baby foods. Whereas the 3D printing market, which has a high growth potential and is expected to continue to expand in size, is highly likely to become a blue ocean, not only is food 3D printing technology small in South Korea, but also the overall ratio of 3D printing utilization and the scale of the relevant industry are small. This is attributable to the fact that South Korea has problems such as insufficient institutionalization compared to developed countries and delays in the development of standardized domestic materials. Therefore, this paper is intended to inform the necessity of food 3D printing and describe food 3D printing technology and food 3D materials in order to obtain the additional effect of vitalizing the South Korean food 3D printing market.
Eun Young Jeon;Yuri Kim;Hyun-Jung Yun;Bum-Keun Kim;Yun-Sang Choi
Food Science of Animal Resources
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제44권2호
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pp.225-238
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2024
3D printing technology enables the production of creative and personalized food products that meet consumer needs, such as an attractive visual appearance, fortification of specific nutrients, and modified textures. To popularize and diversify 3D-printed foods, an evaluation of the printing feasibility of various food pastes, including materials that cannot be printed natively, is necessary. Most animal resources, such as meat, milk, and eggs, are not inherently printable; therefore, the rheological properties governing printability should be improved through pre-/post-processing or adding appropriate additives. This review provides the latest progress in extrusion-based 3D printing of animal resource-based inks. In addition, this review discusses the effects of ink composition, printing conditions, and post-processing on the printing performance and characteristics of printed constructs. Further research is required to enhance the sensory quality and nutritional and textural properties of animal resource-based printed foods.
The potentialities of 3D printing technology are discussed from technical and research-oriented perspectives for industrial manufacturing of a variety of food products. Currently, 3D printing technology has advanced to enable us to process or cook innovative foods. However, food-based materials for 3D printing are still limited in terms of eating qualities, nutritional values and functionality as well as industrial production. Therefore, this uprising issue on alternative food processing techniques especially focused on the exploration of new food materials combined with these 3D printing technologies needs to be re-spotlighted, and then solved to pave the way to this innovative and sensational area of investigation with more accessibility. In this review, previous research work and industrial applications conducted by frontier research groups in this field are covered, then to open discussion for future research on the 3D printing of food.
Lee, Chae-Hyeon;Kim, Myeong-Eun;Yang, Yujia;Son, Yu-Jin;Lee, Ji-A;Lyu, Eun-Soon;Jung, Un Ju;Kang, Beodeul;Lee, Sang Gil
Korean Journal of Food Science and Technology
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제53권1호
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pp.29-33
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2021
The fish cake industry is attempting to overcome the standstill by adopting new production technologies, such as 3D printing technology. The characteristics of food 3D printing ink, including viscosity, hardness, and adhesiveness, are essential in food 3D printing technology. Therefore, in this study, the effect of salt on the gelation of surimi 3D ink and its texture for 3D printing were examined. After adding salt (1-4%) to fish meat, the viscosity and adhesiveness of fish meat was found to be increased by gelation. Among the fish surimi with various salt contents, surimi with 3% salt showed the most suitable characteristics, including viscosity, adhesiveness, and hardness, for a whirlwind and λ 3D printing model. Scanning electron microscopy showed that the addition of 3% salt resulted in the most adhesive surimi and less porous spaces. Overall, our study found that 3% salt would be suitable for 3D printing ink using fish surimi.
In this study, we investigated the optimal conditions for 3D structure printing of alternative fats that have the textural properties of lard using beeswax (BW)-based oleogel by a statistical analysis. Products printed with over 15% BW oleogel at 50% and 75% infill level (IL) showed high printing accuracy with the lowest dimensional printing deviation for the designed model. The hardness, cohesion, and adhesion of printed samples were influenced by BW concentration and infill level. For multi-response optimization, fixed target values (hardness, adhesiveness, and cohesiveness) were applied with lard printed at 75% IL. The preparation parameters obtained as a result of multiple reaction prediction were 58.9% IL and 16.0% BW, and printing with this oleogel achieved fixed target values similar to those of lard. In conclusion, our study shows that 3D printing based on the BW oleogel system produces complex internal structures that allow adjustment of the textural properties of the printed samples, and BW oleogels could potentially serve as an excellent replacement for fat.
This study focuses on improving the 3D printability of pea protein with the help of food inks designed for jet-type 3D printers. Initially, the food ink base was formulated using nanocellulose-alginate with a gradient of native potato starch and its 3D printability was evaluated. The 3D-printed structures using only candidates for the food ink base formulated with or without potato starch exhibited dimensional accuracy exceeding 95% on both the X and Y axes. However, the accuracy of stacking on the Z-axis was significantly affected by the ink composition. Food ink with 1% potato starch closely matched the CAD design, with an accuracy of approximately 99% on the Z-axis. Potato starch enhanced the stacking of 3D-printed structures by improving the electrostatic repulsion, viscoelasticity, and thixotropic behavior of the food ink base. The 3D printability of pea protein was evaluated using the selected food ink base, showing a 46% improvement in dimensional accuracy on the Z-axis compared to the control group printed with a food ink base lacking potato starch. These findings suggest that starch can serve as an additive support for high-resolution 3D jet-type printing of food ink material.
International Journal of Advanced Culture Technology
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제1권1호
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pp.19-22
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2013
The basic principle of the product manufacturing technology using the 3D printing technique materializes the material including the high molecular substance or plastic and metallic dust, and etc. the product into the laminate additive manufacturing according to the design diagram gradually. It is applied to the various industrial field including the field of food division, field of home appliances, field of medicine, field of mechanical department and construction, etc.. The global development case of 3D printing technique is the next. This study described global technology and market trends. Afterward, 3D printing technique manages the important role when it exceeds the product manufacturing view just and is grafted with the various technology including the biotechnology, nanotechnology, and etc. and it improves the quality of the human life.
This study investigated the effects of various naked barley starch contents (0, 0.67, 1.34, 2.0, and 2.67 wt%) in surimi mixtures for 3D printing. Adding starch to surimi altered its texture, potentially reducing production costs. Unheated surimi became less firm with higher starch content. After heating, there was an increase in hardness, adhesiveness, springiness, cohesiveness, gumminess, chewiness, and resilience, peaking at 1.34 wt% starch. Compared to the negative control, starch-added heated surimi had a tougher texture. The color values (L*, a*, and b*) decreased after heating, with no significant change in shearing force with increasing starch content. Sensory evaluation indicated improved smell, texture, hardness, elasticity, and preference over the negative control. Higher starch content increased hardness for 3D printing suitability with no significant difference above 1.34 wt% starch indicating this is the most appropriate content. Naked barley starch enhanced surimi strength without affecting smell and preference, suggesting it as a potential surimi additive.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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제35권3호
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pp.935-939
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2018
3D Printing technology is developing in various prototypes for medical treatment, food, fashion as well as machinery and equipment parts production. 3D printing technology is also able to fully be utilized to other industries in terms of developing its technology which has been reported in many field of areas. 3D printing technology is expected to be used in various applications related to $4^{th}$ industrial revolution such as finished products and parts even it is still carried out in the prototype model. In this study, we have investigated and developed conductive resin for 3d printing application based on reduced graphene oxide(rGO)/Polypyrrole(Ppy) composite and polycaprolactone(PCL) as a biodegradable polymer. The electrical properties and surface morphology of the conductive PCL resin based on therGO/Ppy composite were analyzed by 4point-probe and scanning electron microscope(SEM). The conductive PCL resin based on rGO/Ppy composite is expected to be applicable not only 3D printing, but also electronic materials in other industrial fields.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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