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ICT/정보통신 식문화의 혁명으로 다가오는 ‘3D 푸드 프린터’

  • 관리자 (irsglobal1)
  • 2021-07-15 10:00:00
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푸드 프린터와 3D 푸드 프린터의 차이

 

 

식품 업계에서는 이전부터 음식에 글자나 그림, 사진 등을 그려넣는 푸드 프린터가 활약하고 있다. 이러한 푸드 프린터는, 예를 들어 가족이나 친구, 지인의 생일과 같은 기념일에 케이크나 쿠키에 사진을 프린트하거나 이벤트에서 배포하기 위해 기업의 로고가 인쇄된 초콜릿을 만드는 용도로 이용되고 있다. 이러한 기존의 푸드 프린터에는 케이크 등의 식품에 직접 인쇄하는 대형 프린터가 있는가 하면, 케이크에 올리기 위해 전분이나 글리세린, 셀룰로오스를 주성분으로 하는 식용 시트에 인쇄하는 일반적인 프린터에 가까운 형태도 있다.

 

여기서 소개할 3D 푸드 프린터는 그처럼 평면에 식재를 인쇄하는 프린터와는 달리, 페이스트 상태로 만든 식재 등을 사용하여 식품 자체를 입체적으로 조형하는, 이른바 3D 프린터다. 현재 보급되고 있는 공업용 3D 프린터에도 광조형 방식에서부터 잉크젯 방식, 분말 소결 적층 방식, 열용해 적층 방식 등 다양한 유형이 있으며, 조형에 사용되는 재료도 ABS나 PLA와 같은 수지계열부터 금속계열까지, 다양한 것이 사용되어 왔다. 3D 푸드 프린터 역시 기존의 3D 프린터와 같이 재료를 실린더에 세팅하고 혼합하거나 적층함으로써 입체적으로 식품을 조형한다. 하지만 그 재료는 수지 또는 금속에서 설탕 또는 소맥분 등의 분말, 체에 거른 고기나 채소, 곡물 페이스트 등의 식재료 바뀌었다. 또한 3D 푸드 프린터로 만드는 식품은 사람의 손이나 형틀을 사용하는 방법으로는 만들 수 없는, 복잡하고 정교한 형태로 만들 수 있다.

 

3D 푸드 프린터의 보급으로 인한 영향

 

식품 업계에서는 2015년 이전부터 3D 푸드 프린터가 화제였다. 2013년에는 우주비행사가 우주 공간에서도 신선하고 맛있는 음식을 먹을 수 있도록 NASA가 Systems and Materials Research가 3D 푸드 프린터를 개발하는 일을 지원하기 위해 출자하였다. 3D 푸드 프린터로 조형할 수 있는 식품에는 초콜릿이나 반죽을 굳혀 만드는 과자, 디저트 등 그대로 먹을 수 있는 것에서부터 출력하기 전후에 가열하는 등 조리 과정을 거치는 요리까지 다양하다. 예를 들어, Natural Machines의 3D 푸드 프린터 ‘Foodini’는 식품을 조형한 후에 가열 처리를 함으로써 파스타 요리 등을 만들 수 있다. 2017년에는 공업제품용 3D 프린터를 개발하는 3D Systems가 베이커리 원료 및 관련 서비스를 제공하는 CSM Bakery Solutions와 함께 3D 푸드 프린터 및 재료의 상품화를 위해 공동 개발할 것을 발표하였다. 향후, 식품 시장 및 외식 시장에서 본격적으로 3D 프린터가 투입될지도 모르겠다.

 

3D 푸드 프린터는 식재를 자르고 조미료를 넣는 등 기존의 조리 방법의 개념을 크게 바꾼다. 앞으로는 다양한 소재나 식재의 카트리지를 프린터에 세팅하기만 하면, 누구나 집에서 원하는 요리를 ‘출력’할 수 있게 되는 등, 기술 혁신과 보급이 이루어지게 되면 레스토랑이나 고급 음식점에서나 볼 수 있는 요리도 3D 푸드 프린터를 통해 재현할 수 있게 된다.

 

또한 3D 푸드 프린터에서는 두부나 채소, 해조류 등 사용하는 재료의 조합에 따라 다양한 영양소를 가진 요리를 만들 수 있다. 이로 인해 씹는 힘이 약해진 고령자도 부드럽게, 영양소가 많은 요리를 먹을 수 있다. 실제로 먹는 사람의 씹는 힘에 맞춘 식품을 3D 푸드 프린터를 통해 만들어내는 프로젝트 ‘자립 고령자를 증가시키기 위한 혁신적 식품 제공 시스템’이 과학기술 진흥기구(JST) 등의 자금을 통해 일본과 스웨덴의 대학 및 기업에서 진행되고 있다.

 

그밖에도 개발도상국에서 3D 푸드 프린터를 사용하게 되면, 현지에서 수확되는 쌀이나 대두, 밀, 옥수수 등의 식재로 대량으로 식량을 만들 수 있어, 식량 위기를 완화하는 데 도움이 된다. 아주 맛있는 요리를 만들 수 있는 3D 푸드 프린터가 보급되기까지는 시간이 더 필요하지만, ‘전자렌지’가 급속도로 가정에 침투한 것처럼 3D 푸드 프린터가 ‘한 집에 한 대’씩 놓이게 될 날도 찾아올지 모른다.

 

미국 Beehex - 푸드 프린팅으로 디저트를 데코레이션

 

NASA의 우주식품 개발 및 피자를 3D 프린팅하여 100만 달러를 조달한 BeeHex는 새로운 프로젝트로서 케이크의 데코레이션을 3D 프린팅으로 실현하였다. 2019년 9월에 라스베이거스에서 개최된 IBIE(국제 베이킹 산업 박람회)에 출점하였다.

 

BeeHex는 푸드 프린팅이라 불리는 식품 제조에 특화된 3D 프린팅 장치를 개발하고 있다. 케이크의 데코레이션은 섬세한 기술이 요구되는 고부가가치 분야이며, 일본에서는 편의점 케이크나 컵 푸딩 등에 도입될 것으로 예상된다. 예를 들어, 편의점 케이크는 계절성이 강하며, 신제품 투입 사이클이 짧다. 그래서 완전자동화만으로는 전개 속도를 따라잡지 못하는 경우도 많아, 24시간 동안 3교대로 공장 직원이 수작업으로 수행해야 하는 작업 공정도 많다. 특히 제품을 교체하는 타이밍에는 숙련된 기술자라도 실수할 수 있으며, 편의점 제품은 검수 수준도 높고 민감하다.

 

이러한 제조 프로세스에 관여하는 현장 직원은 파트타임이나 공장 파견 직원이 대부분이다. 제조 라인을 가동하기 위한 노동력 확보도 제조 현장에서는 큰 과제가 된다.

 

BeeHex가 개발한 3D 푸드 프린터는 이러한 짧은 라이프사이클과 섬세한 가공이 요구되는 케이크를 3D 데이터와 재료를 투입하기만 하면 자동으로 생성해낸다. 다양한 품종을 만들어야 할 때에도, 데이터와 충진 재료만 교체하면 되기 때문에, 라인을 전환할 필요가 없다. 일정한 작업 환경을 유지하면 3D 푸드 프린터를 갖춘 제휴 공장이 임시 수요 증가에 대응하여 업무를 분산 수주하는 등, 제조 라인을 분산하는 일도 가능하다. 충진 소재와 데이터가 있으면 국경을 뛰어넘어 출력할 수도 있다.

 

장치의 비용과 생산 능력의 비용 대비 효과 및 충진할 수 있는 소재와 조형 품질, 라인의 교체 처리 등, 향후 검토해야 하는 과제도 많으며, 기존의 식품 제조 장치와 우열을 가려야 할 필요성도 있다. 하지만 특히 조형의 난이도가 높은 데코레이션 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

 

[식품ㆍ외식산업과 ICT기술의 융복합체인, 푸드테크(Food Tech) 사업화 동향과 기술개발 전략] 보고서 상세보기

 

https://www.irsglobal.com/shop_goods/goods_view.htm?category=02000000&goods_idx=84869&goods_bu_id=

 

 
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