InnoCamp Sigmaringen, hier werden zukünftig Forschungsprojekte zu nachhaltigen
Verpackungskonzepten bearbeitet (Quelle: architektenwerkgemeinschaft weinbrenner.
6 2020 | moproweb.de 31
Verpackungen sind in erster Linie
dazu bestimmt das Packgut zu
schützen, um ressourcenintensive
und sensible Produkte wie
Lebensmittel vor Verlusten zu bewahren
und damit verbundene CO2-Emissionen zu
vermeiden. Damit ein Packmittel geeignet
ist für eine Verpackung, muss es in Abhängigkeit
der spezifischen Empfindlichkeit des
Lebensmittels ausreichende mechanische
Eigenschaften und Barriereeigenschaften
aufweisen um den Anforderungen während
des Transports, Verkaufs und des Gebrauchs
beim Konsumenten zu genügen. Weiterhin
sollen Verpackungen materialeffizient
gestaltet und umweltfreundlich sein, also
auch wiederverwertet werden können bzw.
abbaubar sein, so der Wunsch der breiten
Öffentlichkeit. In der Realität wird im Umgang
mit Kunststoffverpackungen diesem
Wunsch meist noch nicht entsprochen. So
wird zurzeit lediglich ein kleiner Anteil 15,6 %
(Plastikatlas, 2019) des angefallenen Kunststoffabfalles
in Deutschland recycelt, das
meiste wird verbrannt oder landet auf Deponien.
Parallel zum öffentlichen Interesse
Verpackungsmüll zu verringern, verfolgt
die Europäische Kommission in der „Europäischen
Strategie für Kunststoffe in der
Kreislaufwirtschaft“ das Ziel den Einsatz von
Kunststoff zu reduzieren und die Kreislauffähigkeit
zu erhöhen. Bis 2030 sollen alle
Kunststoffverpackungen recycelt werden
können, dazu sind Unternehmen aufgerufen
sich Nachhaltigkeitsziele selbst zu setzen.
Verpackungen aus Kunststoff sollen wiederverwendet
werden oder einfach zu recyceln
sein, damit die Kunststoffeinträge in die Umwelt
insbesondere Meeresabfälle minimiert
werden (Europäische Kommission, 2018).
Viele Lebensmittel, so auch die meisten
Molkereierzeugnisse, werden in Mehrschichtverbundfolien
oder Polystyrol verpackt, oft
mit Ethylen-Vinyl-Alkohol Co-Polymeren
(EVOH) um ausreichende Aroma- und Sauerstoffbarriereeigenschaften
zu erreichen.
Es scheint als müsse man sich entscheiden
ob man ein materialeffizientes thermoplastisches
Verbundmaterial möchte, das nicht
oder eingeschränkt recycelt werden kann
oder Monomaterialien, die zwar recycelt werden
können, aber meist nicht materialeffizient
sind und weniger Barriereeigenschaften
ermöglichen (Kaiser et al., 2017).
Die Erforschung nachhaltigerer Verpackungsmaterialien
als Alternative zu petrochemischen
Kunststoffen wurde bereits in
einigen Forschungsprojekten untersucht,
darunter die abgeschlossenen EU-Projekte
„Wheylayer“ und „Thermowhey“. Diese Projekte
zeigten, dass bestimmte Biopolymere
ein hohes Potential haben um als Beschichtungsmaterial
ausreichend Barriereeigenschaften
zu ermöglichen um verschiedene
Verpackungen wie z. B. Trays und Blister herzustellen.
Dabei wurden nachhaltige Molkenbeschichtungen
entwickelt, die verbesserte
Barriereeigenschaften aufwiesen, teure
Polymere wie EVOH ersetzten können und
somit die Kreislauffähigkeit erhöhen. Zum
Beispiel konnte gezeigt werden, dass durch
Molkenprotein beschichtete Trays die Sauerstoffbarriereeigenschaften
so verbessert
werden konnten, dass sie den Anforderungen
von Verpackungen für Frischfleisch mit
modifizierter Atmosphäre genügen (Schmid
et al., 2011). Die Barriereeigenschaften von
Packmitteln sind entscheidend für den
Schutz des Packgutes, allerdings müssen die
mechanischen als auch die zur Verarbeitung
relevanten Eigenschaften beachtet werden.
So wurde im EU-Projekt ThermoWhey Formulierungen
mit Molkenproteinbeschichtungen
mit verbesserten Thermoformbarkeits
und Verarbeitungseigenschaften
entwickelt, die für die Herstellung von Bechern
und Schalen geeignet sind.
Aufbauend auf den vorangegangenen
Forschungsergebnissen werden im aktuell
laufenden EU-Verbundprojekt BIOnTop
(Grant Agreement Number GA 837761) an
innovativen, vollständig bio-basierten und
kreislauffähigen Verpackungen und Textilien
geforscht mit dem Ziel eine umweltfreundlichere
Alternative zu den aktuell aus Erdöl
hergestellten Kunststoffverpackungen zu
entwickeln. Das in 2019 gestartete 4-jährige
Forschungsprojekt wird von 21 Expertenteams
aus Industrie und Wissenschaft bearbeitet.
Darunter sind Vertreter aus Fachverbänden,
Forschungsinstituten, dem Bereich
Maschinenbau sowie Lebensmittel- und Verpackungsunternehmen
aus 8 EU-Ländern.
Im Projekt sollen u. a. thermoplastische
Verbundmaterialien für Trays und Folien
entwickelt werden, welche für die Verpackung
in modifizierter Atmosphäre wie
z. B. Molkereierzeugnisse oder Körperpflegeprodukte
geeignet sind. Dazu werden im
BIOnTop Projekt verschiedene Strategien
verfolgt, um Biopolymer so zu optimieren,
dass sie den Anforderungen von MAP
Verpackungen genügen. Folgende Ziele
werden dabei mit den bio-basierten Verpackungsalternativen
verfolgt; sie sollen:
• Maßgeschneiderte Eigenschaften haben
• Optimierte Barriereeigenschaften aufweisen
• Neue End-of-Life Optionen ermöglichen
(u. a. Meerwasser-abbaubar)
• Aus bio-basierten Polymeren bestehen
• Mit Reststoffprotein-basierten Materialien
beschichtet werden
Dafür werden Polymilchsäure (PLA)-basierte
Folien verwendet. PLA-basierte Kunststoffe
werden aus Biomasse hergestellt
single.arabzadeh)
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