15.09.2023
Biobasierte Lösung für das Verpacken von Lebensmitteln mit Schutzatmosphäre
Deutsche Forschende haben den Prototyp einer nahezu 100-prozentig biobasierten, thermoformbaren Mehrschichtfolie entwickelt, die sich für die Verpackung von Lebensmitteln unter Schutzgasatmosphäre eignet.
So ist die Mehrschichtfolie aufgebaut.
Quelle: Hochschule Albstadt-Sigmaringen
Die neuartige Mehrschichtfolie basiert auf PLA (Polylactide), Sojaprotein und Sonnenblumenwachs. Entwickelt haben sie das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) und die Hochschule Albstadt-Sigmaringen im Rahmen des Projekts PLA4MAP, wie es in einer Mitteilung der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe heisst.
Die Folie weise besonders gute Gasbarriere-Eigenschaften auf, betonen die Forschenden. Das ist relevant, denn sensible Lebensmittel wie Frischfleisch oder aufgeschnittene Wurst- und Käseprodukte werden häufig unter Schutzgasatmosphäre verpackt. Das hemmt die Keimvermehrung und verlängert die Haltbarkeit. Um die modifizierte Atmosphäre ausreichend lange zu erhalten, müssen die Verpackungsmaterialien bestimmte Gasbarrieren aufweisen. Über diese verfügen viele auf dem Markt erhältliche, biobasierte Kunststoffe bislang nicht.
Ein vierschichtiger Materialverbund
Hier setzte der neue Materialverbund an. Die Forschenden entwickelten eine Schale aus einem vierschichtigen Materialverbund: Zwischen zwei Deckschichten aus PLA wurden eine dünne Proteinschicht aus Sojaproteinkonzentrat als Sauerstoffbarriere und eine dünne Wachs-Hotmelt-Schicht als Wasserdampfbarriere platziert. Für die Wachsschicht fiel die Wahl auf Sonnenblumensamenwachs, ein Nebenprodukt der Speiseölherstellung. Auch die Siegelfolie basierte auf PLA, ergänzt durch eine Metallisierung. Auch transparente Barrieren mit Silizium- oder Aluminiumoxidschichten sind möglich.
Der Materialverbund erfüllt laut Mitteilung alle geforderten Barriereeigenschaften, lässt sich sehr gut durch Thermoformen verarbeiten und hat einen sehr hohen biobasierten Anteil – lediglich die anorganische Schicht der Deckelfolie und Anteile der Wachs-Hotmelt-Schicht sind nicht pflanzlichen Ursprungs.
Grundsätzlich teilweise recylingfähig
Der PLA-Anteil im Mehrschichtverbund liegt bei knapp 82 Prozent. Werden geeignete Sortier- und Recyclingströme für PLA etabliert, liesse sich dieser Anteil recyceln, heisst es in der Mitteilung. Versuche im Projekt ergaben, dass aus dem Rezyklat neue, funktionstüchtige Verpackungen herstellbar sind. Aktuell wird PLA in Deutschland nur energetisch verwertet, also verbrannt.
Die PLA-Herstellung verbraucht viel Energie, zudem existiert der Verarbeitungsprozess bisher nur im Pilotprozess. Deshalb reiche die Nachhaltigkeit des neuen, biobasierten Materialverbunds noch nicht an vergleichbare fossilbasierte Verpackungen heran, räumen die Forschenden ein. Allerding sehe das Institut für Energie- und Umweltforschung ifeu bei beiden Punkten noch deutliches Optimierungspotenzial. Laut ifeu liessen sich auch die aktuell noch hohen Herstellungskosten mit einer Ausweitung der weltweiten PLA-Produktion und vor allem einer Gewichtsreduzierung der Verpackung verringern.
Kostenlose Downloads
Die Forschenden haben in einem Anwender-Handbuchdie wichtigsten Ergebnisse für die Praxis zusammengefasst. Zudem erstellten sie einen Business-Case und veröffentlichten Informationen zur Recyclingfähigkeit und Umweltbilanz. Alle Materialien stehen hier zum kostenlosen Download bereit.
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