Os alimentos PETG são seguros? A verdade sobre cortadores de biscoitos

O que dizem realmente os regulamentos

O PETG (polietileno tereftalato modificado com glicol) pertence à mesma família de polímeros das garrafas de água de plástico e das embalagens de alimentos tipo clamshell. O "G" indica que uma parte do etilenoglicol foi substituída por CHDM (ciclohexanodimetanol), o que impede a cristalização e mantém o material transparente.

Status da FDA

O PET e suas variantes modificadas com glicol estão listados em 21 CFR 177.1630, que abrange polímeros de tereftalato de polietileno destinados ao contato com alimentos. Este regulamento especifica os requisitos para a identidade do polímero e os limites de conteúdo extraível.

status da UE

Sob Regulamento (UE) n.º 10/2011, Os monômeros constituintes do PET estão listados no Anexo I com limites de migração específicos: ácido tereftálico a 7,5 mg/kg de alimento, etilenoglicol a 30 mg/kg de alimento. O limite de migração geral para todas as substâncias plásticas é de 10 mg/dm².

A diferença entre o polímero bruto e a impressão 3D

As aprovações da FDA e da UE aplicam-se ao polímero bruto, não a um objeto impresso em 3D acabado. Uma peça impressa em PETG difere das embalagens de alimentos moldadas por injeção em três aspectos importantes:

1. As linhas de camada da tecnologia FDM criam sulcos microscópicos que retêm bactérias e resistem à limpeza.
2. O bocal de latão por onde passa o filamento pode conter chumbo.
3. Corantes, estabilizadores UV e modificadores de fluxo adicionados durante a fabricação do filamento podem não possuir aprovação própria para contato com alimentos.

Nada disso significa que o PETG impresso seja perigoso. Significa que dizer que "o PETG é seguro para contato com alimentos segundo a FDA" é uma simplificação excessiva. A resposta depende do que você está produzindo, de como está imprimindo e de como o material entra em contato com os alimentos.

O problema das bactérias na linha de camadas

A extrusão FDM deposita material com uma seção transversal aproximadamente circular. Cada camada cria uma fenda em forma de V ao longo da anterior. Com uma altura de camada padrão de 0,2 mm, esses sulcos têm cerca de 200 micrômetros de profundidade. Para se ter uma ideia da escala: uma bactéria Salmonella tem 0,5 micrômetro de largura e de 2 a 5 micrômetros de comprimento. Os sulcos são aproximadamente 200 vezes maiores que as bactérias que podem colonizá-los.

UM Estudo de 2021 publicado na Frontiers in Microbiology Os pesquisadores testaram o crescimento de biofilme bacteriano em materiais impressos em 3D. Eles descobriram que os biofilmes se acumulavam preferencialmente entre as camadas, com as bactérias preenchendo sulcos e formando "pontes entre as camadas paralelas mais altas". Após 2 horas de exposição, a adesão de E. coli variou de 6,5 × 10⁻⁵&sup6; para 1,9 × 10&sup7; células dependendo do material.

rugosidade superficial por altura de camada

Para efeito de comparação, o plástico moldado por injeção atinge valores de Ra bem abaixo de 1 mícron. O PETG, especificamente, apresentou uma rugosidade média de Ra de 6,4 mícrons em configurações de impressão otimizadas.

Mas será que dá para limpá-los?

Um estudo realizado na Universidade Utah Valley testou a remoção de patógenos de superfícies impressas em 3D, incluindo PETG. Detergente de louça e água morna (~49°C) removeram 90% ou mais de todos os patógenos testados. Os níveis de ATP (usados ​​em hospitais para verificar a limpeza) caíram abaixo de 10 RLU, o limite de segurança hospitalar. A aplicação de bicarbonato de sódio ou uma solução diluída de água sanitária eliminou os biofilmes restantes por meio de uma ação química e física combinada.

Sim, a limpeza funciona.Simplesmente exige um pouco mais de esforço do que lavar um utensílio liso moldado por injeção.

Contaminação do bico e chumbo

Os bicos padrão de impressoras 3D utilizam latão de corte livre C36000, que contém de 2,5% a 3,7% de chumbo em peso. O chumbo facilita a usinagem do latão para a obtenção do formato do bico. Um bico de 3 gramas e 0,4 mm contém aproximadamente de 0,045 g a 0,093 g de chumbo no total. Após a usinagem do furo, cerca de 0,007 g de chumbo podem estar em contato com o caminho do filamento.

O estudo da UVU comparou bicos novos com bicos com mais de 1.000 horas de uso. Resultado: nenhuma perda de massa mensurável. A quantidade de chumbo transferida do bico para o filamento foi muito pequena para ser detectada pelos instrumentos utilizados. Para contextualizar, os mesmos pesquisadores observaram que o manuseio de chaves de latão expõe os consumidores a 19 vezes a quantidade segura de chumbo, muito mais do que qualquer transferência do bico para o filamento.

Se o chumbo for uma preocupação, os bicos de aço inoxidável (grau 304 ou 316) não contêm chumbo. A desvantagem: menor condutividade térmica (~15 W/mK contra ~115 W/mK do latão), o que pode exigir temperaturas de bico 5 a 10 °C mais altas ou velocidades de impressão ligeiramente mais lentas.

Por que os cortadores de biscoito são um caso especial?

Nem todo contato com alimentos é igual. Uma xícara que mantém café quente por 30 minutos apresenta um perfil de risco diferente de um cortador de biscoitos que entra em contato com massa crua por 5 segundos. No caso específico dos cortadores de biscoito, os fatores de risco estão a seu favor:

O tempo de contato é mínimo. O cortador pressiona a massa e se afasta em segundos. A migração de qualquer substância do plástico para o alimento é proporcional tanto ao tempo de contato quanto à temperatura. Ambos são insignificantes neste caso.

A temperatura de contato é a temperatura ambiente. A massa de biscoito crua fica a cerca de 20–25 °C, bem abaixo da temperatura de transição vítrea do PETG, que é de 80–85 °C. Não ocorre degradação térmica nem lixiviação acelerada pelo calor.

A massa é assada a 175–200 °C durante 10–15 minutos. A Salmonella morre a 74 °C e a E. coli a 70 °C. Quaisquer bactérias transferidas da superfície do cortador para a massa são destruídas durante o cozimento.

Não há líquidos envolvidos. Ao contrário de um copo ou canudo, um cortador de biscoitos não retém líquidos que possam penetrar nos poros e extrair substâncias com o tempo.

Isso faz dos cortadores de biscoito uma das aplicações de contato com alimentos de menor risco para PETG impresso em 3D. Até mesmo as diretrizes oficiais da Prusa afirmam que "não deve haver muitos problemas" na impressão de cortadores de biscoito personalizados, com a ressalva de que as linhas de camada acumulam resíduos e os cortadores devem ser tratados como semi-descartáveis.

Tornando as impressões em PETG mais seguras para contato com alimentos.

Se você deseja ir além do cenário de baixo risco com cortadores de papel e imprimir itens com contato mais prolongado com alimentos, veja como melhorar a segurança.

Configurações de impressão

PETG Básico e a velocidade mais alta PETG Rápido Ambos os materiais funcionam para impressão em superfícies próximas a alimentos. O Rapido flui mais rapidamente, o que pode auxiliar na adesão entre camadas em temperaturas mais altas. Para uma visão mais abrangente... como se comparam os diferentes tipos de filamentos, Essa visão geral abrange as propriedades mecânicas e térmicas lado a lado.

Revestimentos seguros para contato com alimentos

Os revestimentos epóxi selam os poros microscópicos que causam o problema das bactérias. Alumilite Amazing Clear Cast Plus É um epóxi bicomponente (proporção de mistura 1:1) que está em conformidade com a FDA, segundo o regulamento 21 CFR 175.300, que abrange revestimentos para superfícies em contato com alimentos. Cura em 24 a 48 horas e cria uma barreira lisa e não porosa sobre as linhas de aplicação.

Para a segurança alimentar, o revestimento é mais importante do que o filamento base. Uma impressão em PLA revestido pode ser mais segura do que uma impressão em PETG sem revestimento, pois o revestimento elimina completamente o problema da porosidade. Atenção: o revestimento se desgasta com o tempo devido às lavagens e ao uso. Inspecione regularmente e aplique um novo revestimento ou substitua o filamento quando o desgaste for visível.

Quando se preocupar e quando não se preocupar.

O cálculo do risco é simples quando se separam as variáveis.

Para contato breve com alimentos sólidos em temperatura ambiente (cortadores de biscoito, carimbos de massa, moldes de chocolate usados ​​uma única vez): PETG sem revestimento com bico de aço inoxidável e camadas finas é uma opção adequada. Lave entre os usos e substitua quando estiver gasto.

Para contato prolongado com líquidos ou alimentos quentes (xícaras, tigelas, canudos, utensílios): aplique um revestimento epóxi próprio para contato com alimentos, inspecione-o regularmente e considere se um produto comercial próprio para contato com alimentos seria mais prático. Uma xícara impressa em 3D sem revestimento não é uma boa ideia, independentemente do filamento.

Para itens que nunca entram em contato direto com alimentos (organizadores de temperos, divisórias para gavetas de utensílios, suportes para tampas de panelas): a segurança do material não é um problema. Imprima no material que melhor se adequar à aplicação. É aqui que a maioria das pessoas se preocupa. lógica de comparação entre PLA e PETG Aplicações: PETG para itens próximos ao calor, PLA para todo o resto.

O Guia de toxicidade do PLA Aborda a questão da segurança sob outra perspectiva, caso você esteja se perguntando se o PLA tem o mesmo status junto à FDA. E para itens que combinam contato com alimentos e requisitos específicos de encaixe, como acessórios para estação de café expresso, Aplicam-se as mesmas considerações materiais.