È PETG Idoneo al contatto con gli alimenti? La verità sugli stampini per biscotti

Cosa dicono effettivamente i regolamenti

PETG Il polietilene tereftalato modificato con glicole (CHDM) appartiene alla stessa famiglia di polimeri delle bottiglie d'acqua in plastica e delle confezioni alimentari in plastica. La "G" indica che una parte del glicole etilenico è sostituita con CHDM (cicloesandimetanolo), che previene la cristallizzazione e mantiene il materiale trasparente.

Stato della FDA

PET e le sue varianti modificate con glicole sono elencate sotto 21 CFR 177.1630, che riguarda i polimeri di polietilene tereftalato destinati al contatto con gli alimenti. Questo regolamento specifica i requisiti relativi all'identità del polimero e ai limiti del contenuto di sostanze estraibili.

Stato dell'UE

Sotto Regolamento UE 10/2011, PETI monomeri costituenti sono elencati nell'Allegato I con limiti di migrazione specifici: acido tereftalico a 7,5 mg/kg di alimento, glicole etilenico a 30 mg/kg di alimento. Il limite di migrazione complessivo per tutte le sostanze plastiche è di 10 mg/dm².

Il divario tra polimero grezzo e stampa 3D

Sia l'approvazione della FDA che quella dell'UE si applicano al polimero grezzo, non a un oggetto finito stampato in 3D. PETG Questa parte si differenzia dagli imballaggi alimentari stampati a iniezione per tre aspetti importanti:

1. Le linee di stratificazione FDM creano scanalature microscopiche che intrappolano i batteri e resistono alla pulizia.
2. L'ugello in ottone attraverso cui passa il filamento potrebbe contenere piombo
3. I coloranti, gli stabilizzatori UV e i modificatori di flusso aggiunti durante la produzione del filamento potrebbero non essere dotati di una propria approvazione per il contatto con gli alimenti.

Niente di tutto ciò significa stampato PETG è pericoloso. Significa "PETG La domanda "è sicuro per gli alimenti secondo la FDA?" è una semplificazione eccessiva. La risposta dipende da cosa si sta producendo, da come lo si stampa e da come entra in contatto con gli alimenti.

Il problema dei batteri della linea di stratificazione

L'estrusione FDM deposita materiale con una sezione trasversale approssimativamente circolare. Ogni strato crea una fessura a forma di V lungo quello precedente. Con un'altezza standard dello strato di 0,2 mm, queste scanalature sono profonde circa 200 micron. Per dare un'idea delle dimensioni: un batterio di Salmonella è largo 0,5 micron e lungo da 2 a 5 micron. Le scanalature sono circa 200 volte più grandi dei batteri che possono colonizzarle.

UN Studio del 2021 pubblicato su Frontiers in Microbiology hanno testato la crescita del biofilm batterico su materiali stampati in 3D. I ricercatori hanno scoperto che i biofilm si accumulavano preferenzialmente tra gli strati, con i batteri che riempivano le scanalature e formavano "ponti tra gli strati paralleli più alti". Dopo un'esposizione di 2 ore, l'adesione di E. coli variava da 6,5 ​​× 10&sup6; a 1,9 × 10&sup7; cellule a seconda del materiale.

Rugosità superficiale in base all'altezza dello strato

Per confronto, la plastica stampata a iniezione raggiunge valori di Ra ben inferiori a 1 micron. PETG Nello specifico, è stata riscontrata una rugosità media di Ra pari a 6,4 micron con impostazioni di stampa ottimizzate.

Ma si possono pulire?

Uno studio condotto presso la Utah Valley University ha testato la rimozione di agenti patogeni da superfici stampate in 3D, tra cui: PETGIl detersivo per piatti e l'acqua calda (~49°C) hanno rimosso il 90% o più di tutti gli agenti patogeni testati. I valori di ATP (utilizzati negli ospedali per verificare la pulizia) sono scesi al di sotto di 10 RLU, la soglia di sicurezza di livello ospedaliero. L'aggiunta di una soluzione di bicarbonato di sodio o di un risciacquo con candeggina diluita ha eliminato i biofilm rimanenti grazie a un'azione combinata chimica e fisica.

Quindi sì, pulire funziona.Richiede semplicemente più impegno rispetto al lavaggio di un utensile liscio stampato a iniezione.

Contaminazione dell'ugello e piombo

Gli ugelli standard per stampanti 3D utilizzano ottone C36000 ad alta lavorabilità, che contiene dal 2,5% al ​​3,7% di piombo in peso. Il piombo facilita la lavorazione dell'ottone per ottenere la forma di un ugello. Un ugello da 3 grammi e 0,4 mm contiene circa 0,045-0,093 g di piombo in totale. Dopo la lavorazione del foro, circa 0,007 g di piombo possono entrare in contatto con il percorso del filamento.

Lo studio dell'UVU ha confrontato ugelli nuovi con ugelli che avevano più di 1.000 ore di utilizzo. Risultato: nessuna perdita di massa misurabile. La quantità di piombo trasferita dall'ugello al filamento era troppo piccola perché i loro strumenti potessero rilevarla. Per fare un confronto, gli stessi ricercatori hanno osservato che maneggiare chiavi in ​​ottone espone i consumatori a una quantità di piombo 19 volte superiore al limite di sicurezza, molto più di qualsiasi trasferimento dall'ugello al filamento.

Se il piombo rappresenta comunque un problema, gli ugelli in acciaio inossidabile (grado 304 o 316) non ne contengono affatto. Il compromesso: una minore conduttività termica (~15 W/mK rispetto ai ~115 W/mK dell'ottone), che potrebbe richiedere temperature dell'ugello superiori di 5-10 °C o velocità di stampa leggermente inferiori.

Perché gli stampini per biscotti sono un caso speciale

Non tutti i contatti con gli alimenti sono uguali. Una tazza che contiene caffè caldo per 30 minuti presenta un profilo di rischio diverso rispetto a uno stampino per biscotti che tocca l'impasto crudo per 5 secondi. Nello specifico, per gli stampini per biscotti, i fattori di rischio sono a vostro favore:

Il tempo di contatto è minimo. La taglierina preme sull'impasto e si solleva in pochi secondi. La migrazione di qualsiasi sostanza dalla plastica al cibo è proporzionale sia al tempo di contatto che alla temperatura. Entrambi sono trascurabili in questo caso.

La temperatura di contatto è la temperatura ambiente. L'impasto crudo dei biscotti si trova a circa 20–25 °C, ben al di sotto PETGLa temperatura di transizione vetrosa è di 80-85 °C. Non si verifica degradazione termica né lisciviazione accelerata dal calore.

L'impasto viene cotto a 175–200 °C per 10–15 minuti. La Salmonella muore a 74 °C, l'E. coli a 70 °C. Tutti i batteri trasferiti dalla superficie della taglierina all'impasto vengono distrutti durante la cottura.

Non sono coinvolti liquidi. A differenza di una tazza o di una cannuccia, uno stampino per biscotti non trattiene liquidi che possono infiltrarsi nei pori ed estrarre sostanze nel tempo.

Questo rende gli stampini per biscotti una delle applicazioni a contatto con gli alimenti a minor rischio per la stampa 3D PETGAnche le linee guida ufficiali di Prusa affermano che "non dovrebbero esserci grossi problemi" nella stampa di stampini per biscotti personalizzati, con l'avvertenza che le linee di stratificazione raccolgono residui e gli stampini dovrebbero essere considerati semi-usa e getta.

Fabbricazione PETG stampe più sicure per il contatto con gli alimenti

Se vuoi andare oltre lo scenario a basso rischio dei tagliabiscotti e stampare oggetti che entrano in contatto con gli alimenti per periodi più lunghi, ecco come migliorare la sicurezza.

Impostazioni di stampa

PETG Di base e la velocità più elevata PETG Rapido Entrambi funzionano per la stampa in prossimità degli alimenti. Il Rapido scorre più velocemente, il che può aiutare con il legame tra gli strati alle temperature più elevate. Per uno sguardo più ampio a come si confrontano i diversi tipi di filamento, Questa panoramica illustra le proprietà meccaniche e termiche in parallelo.

Rivestimenti adatti al contatto con gli alimenti

I rivestimenti epossidici sigillano i pori microscopici che causano il problema dei batteri. Alumilite Amazing Clear Cast Plus è una resina epossidica bicomponente (rapporto di miscelazione 1:1) conforme alle normative FDA ai sensi del 21 CFLa norma R 175.300 disciplina i rivestimenti per superfici a contatto con gli alimenti. Polimerizza in 24-48 ore e crea una barriera liscia e non porosa sopra gli strati.

Il rivestimento è più importante del filamento di base per la sicurezza alimentare. Un rivestito PLA la stampa potrebbe essere più sicura di una non rivestita PETG stampa, perché il rivestimento elimina completamente il problema della porosità. Attenzione però: i rivestimenti si usurano nel tempo con i lavaggi e l'uso. Ispezionate regolarmente e riapplicate il rivestimento o sostituite quando l'usura è visibile.

Quando preoccuparsi e quando non preoccuparsi

Il calcolo del rischio è semplice una volta separate le variabili.

Per un contatto breve a temperatura ambiente con alimenti solidi (tagliabiscotti, stampini per pasta, stampi per cioccolato usati una sola volta): non rivestiti PETG Con un ugello in acciaio inossidabile e spessori di strato ridotti è ragionevole. Lavare tra un utilizzo e l'altro, sostituire quando usurato.

Per il contatto prolungato con liquidi o cibi caldi (tazze, ciotole, cannucce, posate): applicare un rivestimento epossidico per alimenti, ispezionarlo regolarmente e valutare se un prodotto commerciale per alimenti potrebbe essere più pratico. Una tazza stampata in 3D senza rivestimento non è una buona idea, indipendentemente dal filamento utilizzato.

Per gli oggetti che non entrano mai in contatto diretto con il cibo (organizer per spezie, divisori per cassetti degli utensili, supporti per coperchi delle pentole): la sicurezza del materiale non è un problema. Stampa con il materiale che funziona meglio per l'applicazione. È qui che la maggior parte PLA E PETG logica di calcolo si applica: PETG per gli oggetti vicini al calore, PLA per tutto il resto.

IL PLA Guida alla tossicità copre la questione della sicurezza dall'altra direzione, se ti stai chiedendo se PLA ha la stessa approvazione della FDA. E per gli articoli che combinano il contatto con gli alimenti con requisiti di vestibilità specifici, come accessori per la postazione caffè espresso, valgono le stesse considerazioni materiali.