Ist PLA Lebensmittelecht? JA! Aber bedenke dabei, dass…

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Es macht großen Spaß, mittels 3D-Druck Dinge herzustellen, die nicht nur gut aussehen, sondern zudem auch nützlich sind. Die dir zur Verfügung stehenden Möglichkeiten dabei sind nahezu endlos. 

Verwendest du zur Herstellung deiner 3D-Objekte das Filament PLA stellt sich jedoch die Frage, ob Küchenutensilien wie Trinkbecher oder Frischhalteboxen, welche täglich in Kontakt mit Speisen und Getränken kommen, auch für den Menschen sicher und unbedenklich sind.

Die Antwort darauf, ob PLA lebensmittelecht ist, ist Ja – solange du folgendes beachtest:

• Das Objekt muss so glatt wie möglich sein (Ritze sind Keimherde).
• Verwende nur PLA Filamente ohne Zusätze.
• Benutze eine Edelstahldüse.
• Die Düse muss komplett sauber sein. 
• PLA ist nicht für die Spülmaschine geeignet.
• Überzug mit lebensmittelechtem Epoxidharz bei häufiger Verwendung.

Der nachfolgende Text liefert dir zahlreiche interessante Informationen rund um das Druckmaterial PLA und soll dir die Frage im Detail beantworten, ob die Verwendung von Polymilchsäure zum 3D-Druck von Küchenutensilien als sicher anzusehen ist. Weiterhin findest du nützliche Hinweise zur biologischen Abbaubarkeit von PLA. 

PLA besteht aus Biologischen Materialien

Bei PLA oder auch Polymilchsäure handelt es sich um ein bioplastisches Druckmaterial, welches aus natürlichen Materialien wie zum Beispiel Mais, Tapioka oder Kartoffeln gewonnen wird. Milchsäure ist zudem eine organische Säure, die eine wichtige Rolle in unserem täglichen Leben spielt. Der Muskelkater, welchen du nach einer zu ausgedehnten Sporteinheit wahrnimmst sowie der Geschmack von saurer Milch sind einige bekannte Beispiele für die Rolle von Milchsäure. 

Alles, was Glukose enthält, kann in Milchsäure umgewandelt werden. Da Mais als bevorzugte Glukosequelle gilt, wird dieser auch vermehrt für die Gewinnung des Druckmaterials PLA verwendet. Zunächst mag es dir also logisch erscheinen, dass PLA als sicher gelten muss, da es ebenfalls von Dingen stammt, welche regelmäßig verzehrt werden. 

Aber ist das wirklich der Fall? Ist PLA lebensmittelsicher? Diese Fragen sind berechtigt, da sowohl bei FDM- als auch bei SLA-additiven Fertigungstechniken eine starke Mischung aus Chemikalien und Wärme zum Drucken und Verarbeiten von Objekten verwendet wird. 

Was bedeutet lebensmittelecht?

Zunächst ist es wichtig, dass du die Definition einiger grundlegender Begriffe kennst:

Lebensmittelqualität

Als Lebensmittelqualität wird nicht eine einzelne Produkteigenschaft beschrieben, sie stellt die Gesamtheit der charakteristischen Eigenschaften eines Produktes dar. 

Im Hinblick auf Lebensmittel zählt hierzu insbesondere ihre gesundheitliche Unbedenklichkeit, da diese unserer alltäglichen Ernährung dienen.

Lebensmittelsicher

Als lebensmittelsicher wird ein Material bezeichnet, wenn dies ohne gesundheitliche Bedenken im direkten Kontakt mit Lebensmitteln verwendet werden darf. Dabei dürfen sowohl der Geruch als auch der Geschmack des jeweiligen Lebensmittels durch das Material nicht beeinträchtigt werden.

Oberflächen

Oberflächen mit Lebensmittelkontakt umfassen all diejenigen Oberflächen, welche aus ungiftigen Materialien bestehen und so ausgelegt sind, dass diese der Umgebung ihrer beabsichtigten Verwendung standhalten. 

Dies schließt ebenfalls die Einwirkung von Reinigungs- oder Desinfektionsmitteln sowie diverse Reinigungsverfahren mit ein. 

Die Einstufung von Lebensmitteln und die Lebensmittelsicherheit berücksichtigen eine bestimmte Art der Aufnahme von Teilen, die als Migration bezeichnet wird. Partikel von nur wenigen Nanometern und bis zu mehreren hundert Nanometern können jedes Mal übertragen werden, wenn verschiedene Materialien aufeinandertreffen. Dies bezieht sich beispielsweise auf den Kontakt von Komponenten des 3D-Druckers mit dem 3D-Druckobjekt sowie des 3D-Objektes mit dem jeweiligen Lebensmittel.

Da die Migrationsraten bei gelegentlichem Kontakt sehr niedrig sind, betrifft die Einstufung von Lebensmitteln in der Regel Gegenstände, die über einen längeren Zeitraum mit Lebensmitteln in Kontakt stehen, wie zum Beispiel Behälter, Strohhalme, Utensilien, Teller und Lebensmittelformen.

Lebensmittelecht

Um offiziell als lebensmittelecht eingestuft zu werden, muss ein Material die folgenden Anforderungen erfüllen:

• Beim direkten Kontakt mit dem Material findet keine Migration schädlicher Substanzen statt.
• Das Material überträgt keine Farben, Gerüche oder Geschmäcker.
• Das Material ist sicher unter normalen Gebrauchsbedingungen.
• Das Material ist langlebig, korrosionsbeständig und nicht absorbierend.
• Die Qualität des Materials ist ausreichend, um wiederholtem Waschen standzuhalten.
• Das Material verfügt über eine glatte, leicht zu reinigende Oberfläche ohne Brüche und scharfe Innenwinkel.
• Das Material ist beständig gegen Lochfraß, Abplatzen, Haarrisse, Kratzer, Riefen, Verzerrungen und Zersetzung.

Warum ist Lebensmittelsicherheit beim 3D-Druck so wichtig?

Mittlerweile ist fast alles 3D-druckbar. Dies gilt nicht nur für beeindruckende technische Geräte für die Luft- und Raumfahrtindustrie, sondern auch für die Herstellung von normalen Küchenutensilien mit Hilfe eines 3D-Druckers. 

Unabhängig von deinem persönlichen Projekt ist es jedoch grundsätzlich wichtig, dass die verwendeten Materialien absolut sicher sind, wenn ein Kontakt mit Lebensmitteln vorgesehen ist. Dies kommt nicht nur deiner eigenen Gesundheit zugute, sondern vermeidet auch, dass die Qualität der Lebensmittel leidet und sie dadurch unbrauchbar werden.

Ein weiteres Beispiel stellt der 3D-Druck für medizinische Zwecke dar. Hierbei müssen biokompatible Materialien verwendet werden, welche für den menschlichen Körper absolut sicher und nicht gesundheitsschädlich sind. 

Die sorgfältige Auswahl des jeweiligen Materials ist somit nicht nur für gastronomische, sondern auch für medizinische Belange wichtig.

Die Verwendung des 3D-Drucks ist in vielen verschiedenen Branchen weit verbreitet. Der 3D-Druck bietet eine großartige Lösung, um sowohl Lebensmittelbehälter als auch persönliche Objekte mit beeindruckenden Designarbeiten und einem persönlichen Aspekt herzustellen.

Lebensmittelsicherheit im 3D-Druck – Wo liegen die Risiken?

Wachstum von Bakterien

Wenn du ein 3D-Objekt druckst, welches im Anschluss mit Lebensmitteln in Kontakt kommen soll, so möchtest du definitiv das Wachstum von Bakterien verhindern, welche dich oder auch andere Personen möglicherweise kontaminieren könnten. 

Um das Wachstum von Bakterien zu vermeiden, benötigst du ein glattes Material. Selbst wenn eine glatte Oberfläche des Objektes gegeben ist, so solltest du weiterhin auf das Design achten. 

Besteht die Möglichkeit, dass die Lebensmittel in kleinen, scharfkantigen Teilen oder auch in den Schichten des Objektes steckenbleiben, so fördert dies das Wachstum von Bakterien.

Chemische Produkte aus dem Druckprozess

Bei der Herstellung von 3D-gedruckten Objekten wird eine Mischung aus Wärme und Chemikalien benötigt. Aus diesem Grund solltest du besonders achtsam mit Technologien und Materialien sein, welche beim 3D-Druck deines Objektes eingesetzt werden. 

Dies gilt insbesondere dann, wenn das fertige 3D-Objekt zukünftig in Kontakt mit Lebensmitteln kommen wird. Die während des 3D-Druckprozesses auftretenden giftigen Partikel können bei einer Aufnahme durch den Menschen gesundheitliche Auswirkungen haben.

Chemikalien direkt in den Materialien

Einige Materialien, welche beim 3D-Druckverfahren eingesetzt werden, bestehen auch aus giftigen Chemikalien. 

Dies gilt beispielsweise insbesondere für das Filament ABS, daher gilt es als besonders unsicher. ABS enthält einen hohen Anteil ultrafeiner Partikel, welche bei der Einnahme durch den Menschen zu gesundheitlichen Problemen führen kann. Daher solltest du vom Einsatz von ABS bei der Herstellung von Küchenutensilien absehen. 

PLA im Test im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit

PLA wurde in der Vergangenheit unter verschiedenen Bedingungen getestet, um zu bewerten, wie sicher dies im Kontakt mit Lebensmitteln einzustufen ist. Dabei wurden nicht nur unterschiedliche Temperaturen berücksichtigt, sondern auch die Dauer des Kontaktes zwischen dem Druckmaterial und den in Lebensmitteln üblichen Inhaltsstoffen. 

Nach Abschluss der Tests wurde festgestellt, dass PLA bei Kontakt mit Lebensmitteln allgemein als sicher anerkannt wird.

Es wurde belegt, dass PLA eine kleine Menge Milchsäure in Lebensmittel freisetzt. Milchsäure ist eine häufige Lebensmittelzutat, die sogar in der Muttermilch enthalten ist. 

Die geschätzte Menge an Milchsäure, welche die Menschen durch das PLA zu sich nehmen, ist jedoch etwa 700 Mal geringer als die Milchsäureaufnahme von gestillten Säuglingen.

Kontaminierung während des Druckprozesses

Dennoch wird weiterhin davor gewarnt, dass PLA durch das heiße Ende von 3D-Druckern kontaminiert werden kann. 

Die starke Mischung aus Chemikalien und Wärme, welche beim Drucken und Verarbeiten von PLA verwendet wird, ist gesundheitsschädlich. Eine Ausnahme stellen Düsen aus Edelstahl dar. Generell gelten Desktop-FDM-Drucker mit ABS- und PLA-Kunststoff als so genannte „Hochemitter“ ultrafeiner Partikel. 

Diese Partikel können auf der Oberfläche deines Druckobjektes vorhanden sein. Ein übermäßiges Einatmen oder Verschlucken dieser ultrafeinen Partikel kann gesundheitsschädliche Auswirkungen haben. 

Während auch hier ABS als besonders schädlich gilt, sollten jedoch auch 3D-Drucke mit PLA in einem gut belüfteten Raum durchgeführt werden. Weiterhin solltest du darauf verzichten, in der Nähe deines 3D-Druckers zu essen, um deine Lebensmittel während des Druckprozesses bereits vor den Partikeln zu schützen. 

Schädliche Additive im PLA

PLA ist gefärbt, was bedeutet, dass es auch andere Additive enthält, welche dafür verantwortlich sind, sowohl seine Farbe als auch seine Festigkeit zu optimieren. Möchtest du also Modelle drucken, welche mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, so solltest du ausschließlich natürliches und nicht behandeltes PLA als Druckmaterial in Betracht ziehen. Um festzustellen, ob es sich bei deinem PLA um nicht behandeltes PLA handelt, überprüfe dazu das Sicherheitsdatenblatt. 

Dies ermöglicht es dir, die chemischen Eigenschaften sowie die FDA-Zulassung deines Druckmaterials zu ermitteln und stellt die einfachste Möglichkeit dar, die Lebensmittelsicherheit zu bestimmen.

Unzureichende Oberflächenbeschaffenheit des 3D-Druckes

Alle Objekte, welche mittels 3D-Druck hergestellt worden sind, weisen Poren in Form von winzigen Zwischenräumen und Rissen auf. Diese wiederum bieten einen fruchtbaren Nährboden für Keime und Bakterien. 

PLA-gedruckte Modelle stellen dabei keine Ausnahme dar. Sobald sich Keime und Feuchtigkeit in diesen Poren angesammelt haben, ist es nicht mehr möglich, diese vollständig zu reinigen. Der Hauptgrund hierfür ist, dass PLA nicht spülmaschinenfest ist, da es unter hohen Temperaturen droht, sich zu verziehen oder gar zu schmelzen. 

Diese Umstände verleiten zu der Theorie, dass PLA möglicherweise nur bei einmaliger Verwendung oder für einfache Dinge wie zum Beispiel Wasser sicher ist. 

Ein wiederholter Gebrauch hingegen ist aus gesundheitlicher Sicht als bedenklich einzustufen. Handelt es sich bei deinen 3D-Drucken lediglich um Einwegutensilien, so stellt die Bildung von Bakterien im Normalfall kein Problem dar. Planst du jedoch, die Tassen oder Teller mehrmals zu verwenden, ist hier besondere Vorsicht geboten.

Durch das Versiegeln eines gedruckten Objekts mit einem lebensmittelechten Epoxid oder Versiegelungsmittel hast du jedoch zusätzlich die Möglichkeit, eventuelle Spalten auszufüllen, in denen sich Bakterien ansammeln können. Eine gute Option für PLA-Filamente ist Polyurethan, welches du in den meisten Baumärkten finden kannst. Es ist auch ratsam, das 3D-gedruckte Modell nicht mit rohem Fleisch oder Eiern in Kontakt zu bringen, die anfälliger für schädliches Bakterienwachstum sind. 

Dass PLA nicht spülmaschinenfest ist, bedeutet auch nicht, dass du deine 3D-Druckobjekte nicht vollständig waschen kannst. Anstelle eines Geschirrspülers kannst du deine Objekte nach Gebrauch mit lauwarmem Wasser und einem milden antibakteriellen Reinigungsmittel waschen. Dies verringert das Risiko eines geschmolzenen Drucks und entfernt alle Oberflächenbakterien.

Das Hauptargument, warum beim 3D-Druck von Küchenutensilien oftmals auf PLA zurückgegriffen wird, ist die Tatsache, dass es aus normalen Lebensmitteln stammt und zudem biologisch abbaubar ist.

Die biologische Abbaubarkeit von PLA

Du fragst dich, wie lange der Prozess des biologischen Abbaus von PLA dauert und wie genau sich dieser abspielt? Beides hängt stark von der Umwelt ab. 

Für einen sichtbaren Abbau von PLA innerhalb eines Jahres sind als die drei grundlegenden Elemente Hitze, Feuchtigkeit sowie Mikroben notwendig.

PLA zerfällt am besten in Hochtemperaturumgebungen mit einer großen Anzahl von Mikroorganismen. Hierzu kann ein Komposthaufen zählen, der jedoch eine Temperatur von 60 Grad Celsius bieten sollte, welches die PLA-Glasübergangstemperatur darstellt. 

Wenn du das 3D-Objekt tief in den Komposthaufen steckst, so dauert es bei den genannten Bedingungen ungefähr sechs Monate, bis du erkennbare Risse sowie sichtbare Anzeichen von Verfall ausmachen kannst.

Bei Raumtemperatur und einem normalen Druck benötigt PLA jedoch einige Jahre, um sich abzubauen. Dieser Prozess kann durch Sonnenlicht nicht beschleunigt werden. Ohne eine entsprechende Hitzeeinwirkung sorgt UV-Licht lediglich dafür, dass das Material seine Farbe verliert und blass wird wie man es von anderen Kunststoffen ebenfalls gewöhnt ist. 

Ob dieser langsame Prozess des biologischen Abbaus gut oder schlecht ist, hängt stark von deiner Perspektive sowie der beabsichtigten Verwendung deines 3D-Objektes ab. Nach den Grundsätzen der nachhaltigen Entwicklung sind biologisch abbaubare Materialien ideal, weil sie letztendlich zur Natur zurückkehren. Dies ist beispielsweise in Situationen von Vorteil, in denen das Objekt nach einer bestimmten Zeit verschwinden soll, wie etwa bei Knochenoperationen. 

Andererseits sollen die meisten gedruckten Objekte unverändert bleiben, was bei der Mehrzahl der 3D-Drucke auch der Fall ist. Wie bereits erwähnt erfordert der biologische Abbau von PLA diverse Bedingungen, die in der alltäglichen Umgebung nicht vorhanden sind. Bewahrst du deine PLA-Drucke zudem an einem kühlen und trockenen Ort auf, hast du nichts zu befürchten. 

Zusammenfassung:

• PLA wird aufgrund seines natürlichen Ursprungs biologisch abgebaut. Da verschiedene Mikroorganismen PLA als Nahrungsquelle nutzen können, ist es ebenfalls kompostierbar.
• Für den biologischen Abbau von PLA sind Feuchtigkeit, eine Temperatur von 60 Grad Celsius sowie Mikroorganismen erforderlich, welche sich zum Beispiel im Gartenboden finden lassen.
• Unter guten Bedingungen zeigt PLA nach sechs Monaten Anzeichen eines biologischen Abbaus.
• Unter normalen Raumbedingungen hält PLA viele hundert Jahre. 

Verwandte Fragen

Welche weiteren lebensmittelechten Materialien können beim 3D-Druck verwendet werden?

Es gibt weitere Druckmaterialien, welche beim 3D-Druck dafür genutzt werden können, Objekte herzustellen, welche zukünftig mit Lebensmitteln in Kontakt kommen sollen.

Keramik hat sich hierfür als besonders geeignet herausgestellt, da sich mit ihm mittels 3D-Druck lebensmittelechte und zusätzlich widerstandfähige Objekte erschaffen lassen. Tassen, Teller oder sogar Untertassen können mit Keramik ohne giftige Chemikalien 3D-gedruckt werden. 

Weiterhin eignet sich Polyethylenterephthalat oder das PET-Filament*. Polyethylenterephthalat ist ein gängiges Material zur Herstellung von Plastikflaschen oder anderen klassischen Lebensmittelbehältern. 

Es ist bekannt, dass es absolut lebensmittelecht ist. Einer der Hauptvorteile dieses Materials besteht darin, dass es vollständig recycelt werden kann, häufig im industriellen Maßstab.

Kann man mit dem 3D-Drucker auch Lebensmittel drucken?

3D-Drucker, die in der Lage sind, Lebensmittel zu drucken, werden auch als Lebensmitteldrucker bezeichnet. 

Diese verwenden statt Tinte wie ein Tintenstrahldrucker oder anstelle von Plastik wie ein herkömmlicher 3D-Drucker diverse Lebensmittel, um auf diese Weise ein essbares Endprodukt herzustellen. 

Die Lebensmitteldrucker befinden sich zurzeit noch in der Entwicklung durch die NASA, welche bereits den allgemeinen 3D-Druck entscheidend vorangetrieben hat. In der Vergangenheit hat ein so genannter 3D-Pizzadrucker erfolgreich eine Pizza erstellt und diese sogar gebacken. 

Weitere Variationen von Lebensmitteldruckern sind momentan der Schokoladen- sowie der Pfannkuchendrucker. 

Fazit

Die Frage, ob ein mittels 3D-Druck hergestelltes Küchenutensil als lebensmittelsicher einzustufen ist, kann leider nicht klar bejaht oder verneint werden. Entscheidest du dich dafür, dass deine 3D-gedruckten Objekte zum Einsatz mit Lebensmitteln verwendet werden sollen, so erfordert dies eine sorgfältige Abwägung der Risiken, welche die jeweils individuelle Verwendung mit sich bringt. 

Gegenstände wie Messer und Ausstechformen kommen nicht lange mit Lebensmitteln oder dem Mund in Kontakt, so dass diese auch ohne Filament in Hinblick auf die Lebensmittelqualität als sicher angesehen werden können. 

Wenn du jedoch eine Kaffeetasse oder einen Behälter drucken möchtest, der längere Zeit mit Lebensmitteln in Kontakt kommt, solltest du zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen treffen.

Dieser Artikel dient dir lediglich als Hilfestellung bei deiner Recherche – wir wollen nicht, dass du durch unsachgemäße Verwendung von 3D-gedruckten Gegenständen krank wirst! 

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