Es PETG ¿Apto para alimentos? La verdad sobre los cortadores de galletas

Lo que realmente dicen las regulaciones.

PETG El polietilenglicol modificado con tereftalato (PET-glicol) pertenece a la misma familia de polímeros que las botellas de agua de plástico y los envases tipo concha para alimentos. La "G" indica que una parte del etilenglicol se sustituye por CHDM (ciclohexanodimetanol), lo que evita la cristalización y mantiene el material transparente.

Estado de la FDA

PET y sus variantes modificadas con glicol se enumeran en 21 CFR 177.1630, Esta normativa abarca los polímeros de tereftalato de polietileno destinados al contacto con alimentos. Especifica los requisitos de identidad del polímero y los límites de contenido extraíble.

estatus de la UE

Bajo Reglamento UE 10/2011, PETLos monómeros que lo componen se enumeran en el Anexo I con límites de migración específicos: ácido tereftálico a 7,5 mg/kg de alimento, etilenglicol a 30 mg/kg de alimento. El límite de migración global para todas las sustancias plásticas es de 10 mg/dm².

La brecha entre el polímero en bruto y la impresión 3D

Tanto la aprobación de la FDA como la de la UE se aplican al polímero en bruto, no a un objeto impreso en 3D terminado. PETG Esta pieza se diferencia del envase de alimentos moldeado por inyección en tres aspectos importantes:

1. Las líneas de capa FDM crean surcos microscópicos que atrapan bacterias y resisten la limpieza.
2. La boquilla de latón por la que pasa el filamento puede contener plomo.
3. Los colorantes, estabilizadores UV y modificadores de flujo añadidos durante la fabricación del filamento pueden no contar con su propia aprobación para el contacto con alimentos.

Nada de esto significa impreso PETG es peligroso. Significa "PETG La pregunta "¿Es seguro para alimentos según la FDA?" es una simplificación excesiva. La respuesta depende de lo que estés elaborando, cómo lo imprimas y cómo entre en contacto con los alimentos.

El problema de las bacterias en la línea de capas

La extrusión FDM deposita material con una sección transversal aproximadamente circular. Cada capa crea una hendidura en forma de V a lo largo de la anterior. Con una altura de capa estándar de 0,2 mm, estas hendiduras tienen una profundidad de aproximadamente 200 micras. A modo de comparación: una bacteria Salmonella mide 0,5 micras de ancho y entre 2 y 5 micras de largo. Las hendiduras son aproximadamente 200 veces más grandes que las bacterias que pueden colonizarlas.

A Estudio de 2021 publicado en Frontiers in Microbiology. Se analizó el crecimiento de biopelículas bacterianas en materiales impresos en 3D. Los investigadores descubrieron que las biopelículas se acumulaban preferentemente entre las capas, con bacterias llenando los surcos y formando "puentes entre las capas paralelas más altas". Después de una exposición de 2 horas, la adhesión de E. coli osciló entre 6,5 × 10&sup6; a 1,9 × 10&sup7; células que dependen del material.

Rugosidad superficial por altura de capa

En comparación, el plástico moldeado por inyección alcanza valores de Ra muy inferiores a 1 micrón. PETG En concreto, mostró una rugosidad media de Ra de 6,4 micras con los ajustes de impresión optimizados.

¿Pero se pueden limpiar?

Un estudio realizado en la Universidad de Utah Valley probó la eliminación de patógenos de superficies impresas en 3D, incluyendo: PETGEl jabón para platos y el agua tibia (aproximadamente 49 °C) eliminaron el 90 % o más de todos los patógenos analizados. Las lecturas de ATP (utilizadas en hospitales para verificar la limpieza) descendieron por debajo de 10 RLU, el umbral de seguridad hospitalaria. La adición de un estropajo con bicarbonato de sodio o un enjuague con lejía diluida eliminó las biopelículas restantes mediante una acción química y física combinada.

Sí, la limpieza funciona.Simplemente requiere más esfuerzo que lavar un utensilio liso moldeado por inyección.

Contaminación de las boquillas y plomo

Las boquillas estándar para impresoras 3D utilizan latón C36000 de fácil mecanizado, que contiene entre un 2,5 % y un 3,7 % de plomo en peso. El plomo facilita el mecanizado del latón para darle forma de boquilla. Una boquilla de 3 gramos y 0,4 mm contiene aproximadamente entre 0,045 y 0,093 g de plomo en total. Tras mecanizar el orificio, unos 0,007 g de plomo pueden estar en contacto con el filamento.

El estudio de la UVU comparó boquillas nuevas con boquillas con más de 1000 horas de uso. Resultado: no se observó pérdida de masa apreciable. La cantidad de plomo transferida de la boquilla al filamento fue demasiado pequeña para ser detectada por sus instrumentos. A modo de comparación, los mismos investigadores señalaron que manipular llaves de latón expone a los consumidores a 19 veces la cantidad segura de plomo, mucho más que cualquier transferencia de la boquilla al filamento.

Si el plomo es una preocupación, las boquillas de acero inoxidable (grados 304 o 316) no contienen plomo. La desventaja: menor conductividad térmica (aproximadamente 15 W/mK frente a los 115 W/mK del latón), lo que puede requerir temperaturas de boquilla entre 5 y 10 °C más altas o velocidades de impresión ligeramente más lentas.

Por qué los cortadores de galletas son un caso especial

No todo contacto con alimentos es igual. Un vaso que contiene café caliente durante 30 minutos presenta un perfil de riesgo diferente al de un cortador de galletas que toca masa cruda durante 5 segundos. En el caso específico de los cortadores de galletas, los factores de riesgo se alinean a su favor:

El tiempo de contacto es mínimo. El cortador presiona la masa y se retira en segundos. La migración de cualquier sustancia del plástico a los alimentos es proporcional tanto al tiempo de contacto como a la temperatura. En este caso, ambos factores son insignificantes.

La temperatura de contacto es la temperatura ambiente. La masa cruda para galletas se encuentra a unos 20-25 °C, muy por debajo de la temperatura ambiente. PETGSu temperatura de transición vítrea es de 80–85 °C. No se produce degradación térmica ni lixiviación acelerada por calor.

La masa se hornea a 175-200 °C durante 10-15 minutos. La salmonela muere a 74 °C y la E. coli a 70 °C. Cualquier bacteria que se haya transferido de la superficie de corte a la masa se destruye durante el horneado.

No se utilizan líquidos. A diferencia de un vaso o una pajita, un cortador de galletas no retiene líquidos que se filtren en los poros y extraigan sustancias con el tiempo.

Esto convierte a los cortadores de galletas en una de las aplicaciones de contacto con alimentos de menor riesgo para la impresión 3D. PETGIncluso las directrices oficiales de Prusa indican que "no debería haber muchos problemas" al imprimir cortadores de galletas personalizados, con la salvedad de que las líneas de capa acumulan residuos y los cortadores deben tratarse como semidesechables.

Haciendo PETG impresiones más seguras para el contacto con alimentos

Si desea ir más allá del escenario de bajo riesgo y utilizar productos impresos que tengan un contacto más prolongado con los alimentos, aquí le mostramos cómo mejorar la seguridad.

Configuración de impresión

PETG Básico y la velocidad más alta PETG Rápido Ambos funcionan para la impresión en contacto con alimentos. El Rapido fluye más rápido, lo que puede ayudar con la unión entre capas a temperaturas más altas. Para una visión más amplia de cómo se comparan los diferentes tipos de filamento, Esa descripción general abarca las propiedades mecánicas y térmicas de forma paralela.

Recubrimientos aptos para uso alimentario

Los recubrimientos epoxi sellan los poros microscópicos que causan el problema de las bacterias. Alumilite Amazing Clear Cast Plus es un epoxi de dos componentes (proporción de mezcla 1:1) que cumple con la FDA según 21 CFLa norma R 175.300 regula los recubrimientos para superficies en contacto con alimentos. Se cura en 24-48 horas y crea una barrera lisa y no porosa sobre las líneas de las capas.

El recubrimiento es más importante que el filamento base para la seguridad alimentaria. Un recubrimiento PLA La impresión puede ser más segura que una sin recubrimiento. PETG Impresión, ya que el recubrimiento elimina por completo el problema de la porosidad. Advertencia: los recubrimientos se desgastan con el tiempo debido al lavado y el uso. Inspeccione periódicamente y vuelva a aplicar el recubrimiento o reemplácelo cuando observe desgaste.

Cuándo preocuparse y cuándo no.

El cálculo del riesgo es sencillo una vez que se separan las variables.

Para contacto breve a temperatura ambiente con alimentos sólidos (cortadores de galletas, moldes para masa, moldes de chocolate usados ​​una sola vez): sin recubrimiento PETG Con una boquilla de acero inoxidable y una altura de capa fina, es razonable. Lavar después de cada uso; reemplazar cuando esté desgastado.

Para el contacto prolongado con líquidos o alimentos calientes (vasos, cuencos, pajitas, cubiertos): aplique un recubrimiento epoxi apto para uso alimentario, inspecciónelo periódicamente y considere si un producto comercial apto para uso alimentario sería más práctico. Un vaso impreso en 3D sin recubrimiento no es una buena idea, independientemente del filamento.

Para artículos que nunca entran en contacto directo con los alimentos (organizadores de especieros, separadores de cajones de utensilios, soportes para tapas de sartenes): la seguridad del material no es un problema. Imprima en el material que mejor funcione para la aplicación. Aquí es donde la mayoría PLA y PETG lógica de comparación Aplica: PETG para artículos cerca del calor, PLA para todo lo demás.

El PLA guía de toxicidad cubre la cuestión de seguridad desde la otra dirección, si te estás preguntando si PLA tiene la misma clasificación de la FDA. Y para artículos que combinan el contacto con alimentos con requisitos de ajuste específicos, como Accesorios para estaciones de espresso, Se aplican las mismas consideraciones materiales.