Inleiding: de opkomst van voedselgeschikte 3D-printing en de behoefte aan normen
Voedselgeschikte 3D-printing is de afgelopen jaren snel opgekomen. Van creatieve desserts in toprestaurants tot gepersonaliseerde chocolade en snoep, en zelfs op maat gemaakte voedingsmaaltijden voor de medische sector: 3D-printing brengt ongekende innovatie naar de voedingsindustrie. De regelgeving in de voedingssector behoort echter tot de strengste van alle industrieën, omdat voedselveiligheid direct verband houdt met de gezondheid en zelfs het leven van consumenten. Voedselgeschikte 3D-printing moet niet alleen voldoen aan de kwaliteitsvereisten van traditionele 3D-printing, maar ook aan strikte voedselveiligheidsregels: materialen moeten niet-toxisch en onschadelijk zijn, apparatuur moet gemakkelijk te reinigen en te desinfecteren zijn, de productieomgeving moet aan hygiënenormen voldoen en het hele proces moet traceerbaar zijn. Een volledig kwaliteitssysteem voor voedselgeschikte productie opzetten is een noodzakelijke voorwaarde om deze markt met hoge toegevoegde waarde te betreden.
Certificering en selectie van voedselgeschikte materialen
Materialen voor voedselgeschikte 3D-printing moeten gecertificeerd zijn voor voedselveiligheid; dat is de meest basale vereiste. In China moeten materialen die in contact komen met voedsel voldoen aan de nationale normen uit de GB 4806-serie en een certificering voor voedselcontactmaterialen behalen. In de Europese Unie moeten ze voldoen aan Verordening EU 10/2011 en een conformiteitsverklaring voor voedselcontactmaterialen verkrijgen. In de Verenigde Staten moeten ze voldoen aan de FDA 21 CFR-voorschriften en een FDA-certificering voor voedselcontactstoffen (FCS) verkrijgen. Veelvoorkomende voedselgeschikte 3D-printmaterialen zijn onder meer chocolade (direct te printen), poedersuiker (via binder-jetprinting), eetbare gels (via extrusieprinten) en voedselgeschikte PLA (voor verpakking of decoratie zonder direct voedselcontact). Bij de materiaalkeuze moet niet alleen de voedselcertificering worden gecontroleerd, maar ook de gebruiksbeperkingen: maximale gebruikstemperatuur, geschiktheid voor zure voedingsmiddelen, geschiktheid voor alcoholhoudende voedingsmiddelen, enzovoort. Het opzetten van een materiaalconformiteitsdossier, waarin voor elk materiaal certificaten, gebruiksbeperkingen en opslagvereisten worden vastgelegd, is fundamenteel voor naleving.
Hygiënisch ontwerp van apparatuur en reinigings- en desinfectieprocessen
Het hygiënische ontwerp van apparatuur voor voedselgeschikte 3D-printing is een kernonderdeel van kwaliteitscontrole. Oppervlakken van apparatuur die in contact komen met voedsel moeten zijn gemaakt van voedselgeschikt roestvrij staal (zoals 304- of 316-roestvrij staal), en de oppervlakteruwheid moet lager zijn dan 0,8 μm om hechting van bacteriën en achtergebleven resten te voorkomen. De constructie van de apparatuur moet dode hoeken, spleten, groeven en andere moeilijk te reinigen delen zoveel mogelijk vermijden; alle onderdelen die met voedsel in aanraking komen, moeten eenvoudig demonteerbaar en wasbaar zijn. Het reinigings- en desinfectieproces moet bestaan uit: een eerste reiniging na elke productiebatch (verwijderen van resten), een grondige reiniging aan het einde van elke productiedag (met een voedselgeschikt reinigingsmiddel) en wekelijkse desinfectie (met een voedselgeschikt desinfectiemiddel). Voor het reinigings- en desinfectieproces moeten standaard operationele procedures (SOP's) bestaan, waarin reinigingstijd, type reinigingsmiddel en desinfectiemethode worden vastgelegd. Regelmatige microbiologische omgevingscontroles (totaal kiemgetal, E. coli, Salmonella, enz.) kunnen het reinigingseffect valideren en ervoor zorgen dat de hygiënestatus van de productieomgeving continu aan de norm blijft voldoen.
Beheersing van de productieomgeving: cleanroomnormen
De productieomgeving voor voedselgeschikte 3D-printing moet voldoen aan cleanroomnormen. Afhankelijk van het producttype wordt doorgaans ISO-klasse 8 (klasse 100.000) of een hogere zuiverheidsgraad vereist. De beheersingsfactoren van de cleanroom omvatten: luchtzuiverheid (regeling van het aantal deeltjes via HEPA-filters), temperatuur- en vochtigheidscontrole (om microbiële groei te voorkomen), drukverschilregeling (positieve druk behouden om binnenkomst van vervuilde lucht te voorkomen) en personeelsdecontaminatie (omkleden, handen wassen, desinfectie). Personen die de cleanroom betreden, moeten cleanroomkleding, een cleanroomkap en cleanroomschoenen dragen en via een luchtdouche stofvrij worden gemaakt. Materialen worden via een doorgeefluik binnengesluisd om direct contact met de buitenlucht te vermijden. De dagelijkse monitoring van de cleanroom omvat onder meer: telling van stofdeeltjes, microbiologische bemonstering, registratie van temperatuur en luchtvochtigheid en registratie van drukverschillen. Alle monitoringsgegevens moeten ten minste 3 jaar worden bewaard voor controle. Beheersing van de productieomgeving is niet alleen een wettelijke vereiste, maar ook een belangrijke manier om de stabiliteit van de productkwaliteit te waarborgen.
Beheer van allergenen en preventie van kruisbesmetting
Allergeenbeheer is een bijzondere vereiste voor voedselgeschikte 3D-printing. Veelvoorkomende voedselallergenen zijn onder meer zuivel, eieren, noten, soja, tarwe en zeevruchten. Als de printmaterialen allergeen ingrediënten bevatten (zoals melkchocolade of notenpoeder), moeten strikte maatregelen tegen kruisbesmetting worden genomen: ten eerste moeten allergeenhoudende materialen worden geproduceerd met speciale apparatuur of in speciale tijdsvensters om vermenging met niet-allergeen materialen te voorkomen; ten tweede moeten alle apparatuur, gereedschappen en containers die met allergenen in contact komen exclusief worden gebruikt of vóór gebruik grondig worden gereinigd; ten derde moet allergeneninformatie duidelijk op het productetiket worden vermeld om consumenten te waarschuwen; ten vierde moet een traceersysteem voor allergenen worden opgezet, zodat zodra er een allergeen
Dien een model, tekening, afbeelding of schriftelijke notities in. Ingenieurs beoordelen materiaal, proces, afwerking en levering op basis van daadwerkelijk gebruik.