Содержание
- Являются ли ПЛА-пластик безопасным для пищевых продуктов?
- Как добиться безопасной для пищи 3D-печати?
За последние несколько лет 3D-печать штурмом захватила пищевую промышленность. Все началось с выпуска долгожданного 3D-принтера, печатающего шоколадом, от компании Cocoa Press и до сих пор продолжается за счет индустриализации 3D-печати продуктов питания при участии таких компаний, как Revo Foods и Steakholder Foods, а 3D-печать мяса, рыбы и десертов никогда не казалось такой простой.
Однако использование 3D-принтеров для создания продуктов питания – это не единственный способ применения аддитивных технологий в пищевой отрасли. 3D-печать также можно использовать для создания изделий, контактирующих с продуктами питания, например, тарелок, столовых приборов и даже упаковки. Но, разумеется, если изделие, даже напечатанное на 3D-принтере, будет иметь непосредственный контакт с пищей, оно должно быть «безопасным для пищевых продуктов».
Но что, собственно, подразумевает понятие «безопасный для пищевых продуктов»? В этой статье мы ответим на этот вопрос, а также более подробно рассмотрим, как пользователь может обеспечить производство «безопасных для пищевых продуктов» 3D-изделий. Если более конкретно, мы сделаем акцент на аддитивном производстве с использованием полимеров. Несмотря на то, что керамика и металлы также считаются безопасными для пищевых продуктов, пластик зачастую является более удобным, особенно если речь идет о непромышленном аддитивном производстве.
3D-печатная посуда от дизайнера Джо Дусе
Прежде чем мы начнем разбираться, что же такое 3D-печать, безопасная для пищевых продуктов, для начала необходимо выяснить, что именно подразумевается под этим понятием - «безопасный для пищевых продуктов». Что ж, для материалов термин «безопасный для пищевых продуктов» - это признак того, что материал может напрямую контактировать с пищей. Любой материал, который называется безопасным для пищевых продуктов, отвечает конкретным требования, которые определяются его назначением, и является безвредным для пищи. Правда, они могут быть разными в зависимости от страны.
Например, в Соединенных Штатах за правила в отношении материалов и процессов, безопасных для пищевых продуктов, отвечает Управление США по санитарному надзору за качеством пищевых ресурсов и медикаментов (U.S. FDA - U.S. Food and Drug Administration). Если точнее, раздел 21 Свода федеральных правил FDA (CFR 21), где рассматриваются вещества, которые могут использоваться в качестве материала для производства как одноразовых, так и многоразовых изделий. А вот в ЕС пищевая безопасность полимерных материалов и изделий подпадает под действие директивы 10/2011.
В общем случае, чтобы изделие считалось безопасным для пищевых продуктов, оно должно обладать несколькими характеристиками: оно не должно допускать миграции опасных веществ, способных нанести вред; не должно придавать продуктам цвет, запах или вкус; должно быть безопасным при нормальных условиях использования; должно быть прочным, коррозийно-стойким и невпитывающим; должен обладать достаточным весом, чтобы выдерживать многократное мытье; должно быть обработано так, чтобы его поверхность была гладкой и легко очищаемой без трещин и острых внутренних углов; и, что не менее важно, он должен быть устойчив к точеной коррозии, сколам, царапинам, задиранию поверхности, деформации и разложению. Так что, именно этим рекомендациям следует придерживаться каждому, кто намерен использовать 3D-печать для изделий, которые будут контактировать с пищевыми продуктами.
Материалы и изделия, безопасные для пищевых продуктов, чаще всего обознаются вот таким универсальным символом
Являются ли ПЛА-пластик безопасным для пищевых продуктов?
Прежде чем приступать непосредственно к изготовлению, крайне важно правильно выбрать материал для 3D-печати. В особенности это касается пластика, так как в последнее время многие начали высказывать свои опасения о том, что это семейство материалов допускает попадание химических веществ в пищу, не говоря уже о более широкой дискуссии по поводу попадания микропластика в организм. И все же, существует целый ряд полимеров, которые можно использовать.
Самым популярным полимером, используемым в домашней 3D-печати, безусловно, является ПЛА-пластик. Этот материал ценят за то, что его просто использовать в печати, а также за его свойство биоразлагаемости (при правильных условиях). Но может ли он контактировать с пищей?
Однозначного ответа нет. Чисто технически чистый ПЛА без красителей и прочих добавок определяется FDA как безопасный для пищевых продуктов. Но если ПЛА окрашен, эти добавки могут выщелачивать химические вещества, что делает его уже небезопасным. Существует и другие факторы, делающие его менее пригодным для этих целей.
В первую очередь, стоит отметить низкую температуру плавления материала, которая делает его непригодным для изделий, которые могут контактировать с теплом (например, кофейных кружек или чего-то, что предназначено для СВЧ). Кроме того, это также значит, что эти изделия нельзя мыть в посудомоечной машине или хорошо вымыть, а это значит, что оно, скорее всего, должно быть одноразовое во избежание бактериального заражения. Все эти факторы говорят о том, что ПЛА – не самый безопасный материал для пищевых продуктов, несмотря на то, что FDA включило его в свой список.
Разумеется, ПЛА-пластик – это не единственный материал, который можно считать безопасным для пищевых продуктов. В список безопасных полимеров, составленный FDA, также входят полипропилен, ПЭТГ (ПЭТ – это материал, который используется при изготовлении пластиковых бутылок, однако ПЭТГ, как и ПЛА, является безопасным для пищевых продуктов только при отсутствии в нити таких добавок, как красители), РА11, РА12 и силикон. Эти более промышленные материалы являются более безопасными вариантами, нежели обычный термопластик, такой как ПЛА.
Изделия, созданные компанией Prusa для проверки свойства безопасности для пищевых продуктов
В дополнение к этому многие производители материалов, например, BASF и igus, имеют свой собственный ассортимент материалов, безопасных для пищевых продуктов и отвечающих всем необходимым условиям. И хотя, конечно, материал может быть безопасен для пищевых продуктов, это не значит, что полученное изделие будет обладать таким же свойством. Это в том числе зависит от процесса, который использовался для его изготовления.
Как добиться безопасной для пищи 3D-печати?
Как мы уже говорили, выбор материала – это лишь первый шаг к обеспечению безвредной 3D-печати. Даже если вы используете материалы, которые были одобрены FDA, сам процесс 3D-печати может испортить изделие, и оно больше не будет считаться безопасным для пищевых продуктов. Давайте посмотрим, как FDM и SLS-технологии, а также 3D-печать смолой могут повлиять на качество конечного изделия.
На сегодняшний день 3D-печать с использованием технологи FDM по-прежнему является самым популярным подходом, и именно его мы, скорее всего, будем наблюдать при производстве изделий, которые могут контактировать с пищей. Но сам процесс не всегда безопасен. Именно поэтому следует учитывать некоторые факторы.
Во-первых, большая часть принтеров оснащены латунным соплом. При этом было установлено, что некоторые из них содержат следы свинца. Самый безопасный вариант – сопло из нержавеющей стали, так как этот материал одобрен FDA, а в самом сопло отсутствует трубка из ПТФЭ (тефлон токсичен при высоких температурах). Кроме того, рекомендуется использовать директ-экструдер, не боуден.
Помимо этого, прежде чем приступать к 3D-печати любого изделия, предназначенного для использования с пищевыми продуктами, крайне важно тщательно очистить 3D-принтер от остатков материала, который может быть токсичным, и плюс ко всему, это предотвращает размножение бактерий.
Тем не менее, даже с учетом всех этих факторов, 3D-печать с использованием технологии FDM нельзя назвать супер безопасной для пищевых продуктов. Это из-за того, что в изделии по определению будут оставаться зазоры, в особенности между слоями. Они, соответственно, могут стать зонами размножения бактерий, в результате чего изделие уже не буде безопасным для пищевых продуктов. Именно поэтому изделия, для создания которых использовалась технология FFF, рекомендуется использовать однократно или подвергать соответствующей постобработке.
Покрытие, безопасное для пищевых продуктов, может помочь сделать 3D-печатные изделия более пригодными для использования с пищей
Чистовая обработка и последующее покрытие материалом, безопасным для пищевых продуктов, например, эпоксидной смолой или силиконом, позволит запечатать трещины и пустоты. В результате получается водонепроницаемая поверхность, к которой не прилипает пища и которую легко мыть. Но не стоит забывать о том, что эти покрытия могут со временем изнашиваться, а это значит, что даже если 3D-печатное полимерное изделие не является одноразовым, оно не должно контактировать с пищевыми продуктами в течение длительного периода времени или использоваться слишком часто.
Такое покрытие также может использоваться для изделий, напечатанных с помощью других технологий. Возьмем, например, 3D-печать с использованием технологии SLA. Как правило, процессы 3D-печати с использованием смолы не считаются безопасными для пищевых продуктов, так как смола довольно токсична, пусть даже конечные изделия получаются более гладкие, нежели изготовленные с помощью FDM-технологии. Но если потом нанести на них безопасное покрытие, то их вполне можно будет использовать для этой цели.
Аналогичная проблема возникает при 3D-печати с использованием технологии SLS. Несмотря на то, что этот процесс заметно более безопасен для пищевых продуктов, в отличие от множества других (так как здесь можно избежать проблем, связанных с соплами и смолами), особенно если печать выполняется с помощью нейлона, детали в любом случае остаются пористыми. Так что, опять же, для запечатывания изделия настоятельно рекомендуется использовать специальные покрытия, безопасные для пищевых продуктов.
В любом случае можно с уверенностью заявить следующее: несмотря на то, что 3D-печать, безопасная для пищевых продуктов, безусловно, возможна, не стоит забывать о риске. Когда речь идет о чем бы то ни было, контактирующем с пищевыми продуктами, меры предосторожности должны быть на первом месте. Это необходимо для того, чтобы обезопасить человека, употребляющего эту пищу.
Именно по этой причине все, что контактирует с расходными материалами, также проходит тщательную проверку. Если вы учитываете все эти факторы и уверены, что используете безопасные для пищевых продуктов материалы, вы вполне можете рассчитывать на 3D-печать при создании таких изделий, как новенькие формочки для печенья или даже столовые приборы.
