Verpackungsrundschau 05/97

und Empfindlichkeit gegen klimatische Veränderungen
gekennzeichnet.
Daher ist z. B. „Flupis“, ein Produkt der
Fa. PSP Papierschaum Priehs mit hoher
Resistenz gegenüber Feuchte, eine interessante
Entwicklung, die sich auch am Markt
behauptet. In diesem Erzeugnis wird Stärke
zusammen mit Altpapier ohne Verwendung
von chemischen Treibmitteln mittels Extrusion
verschäumt.
Unsere Recherchen zeigen, daß neben
den funktionellen Eigenschaften die Produktpreise
als wesentliches Merkmal über
die Akzeptanz der Alternativprodukte entscheiden.
Die Preise für konventionelle, aus petrochemischen
Erzeugnissen hergestellte Produkte
sind in Abhängigkeit von Anwendungsfall,
Losgröße, Abnahmemodus etc.
stark schwankend. Als Vergleichspreis für
Styropor-Chips wird von ca. 20,00 DM/m 3
ausgegangen. Recycling-Styropor-Produkte
werden auch unter 20,00 DM/m 3 angeboten.
Die alternativen Füllstoffe liegen bei den
recherchierten Anbietern oft darüber.
Eine Entwicklung des IGV auf diesem
Gebiet basiert ebenfalls auf Getreidemahlprodukten
aus Roggen, wodurch man sich
von Anfang an auf möglichst geringe Materialkosten
orientierte.
Ein weiteres Ziel war die Ausbildung
einer hohen Resistenz gegenüber der Luftfeuchtigkeit.
Von anderen Entwicklungen
auf diesem Gebiet unterscheiden sich die
Arbeiten durch:
● Verarbeitung kostengünstiger Basisrohstoffe
(z. B. Einsatz von mühlentechnisch
fraktionierten Roggenmahlprodukten anstelle
von Stärke) mittels Doppelschnekkenextrusion
● Auswahl und Zusatz kostengünstiger
Additive, wie beispielsweise Rest- oder
Abfallstoffe aus Landwirtschaft und Industrie
(z. B. Lignin, Holz, Cellulosefasern)
sowie von mineralischen Komponenten
In diesem Fall wurde die Heißextrusionstechnik
eingesetzt, die zu expandierten,
besonders leichten Extrudaten führt. Auch
hier ist wieder die Stärke der wesentliche
Inhaltsstoff, der die Expansion ermöglicht.
Andere getreideeigene Inhaltsstoffe, hauptsächlich
Proteine und Hemicellulosen wie
Pentosane, wirken sich auf die Festigkeit und
das Hydratationsverhalten der Extrudate
aus.
Der Expansionsgrad der Extrudate, der
das spezifische Volumen und damit Roh-
Technisch-Wissenschaftliche Beilage · 48 · 1997 · N°5
stoffeinsatz und Kosten für den Füllstoff
mitbestimmt, wird sowohl durch die Basisrohstoffe
und Additive als auch durch
die Geometrie der verwendeten Extruderschnecken
sowie Form und Art der Austrittsöffnung
(Düse, Matrize) beeinflußt.
Um einen Produktpreis, der mit dem
Preis konventioneller Füllstoffe konkurrieren
kann, zu erzielen, ist ein minimaler Rohstoffeinsatz
eine Voraussetzung. Für das
Schüttvolumen bedeutet das einen Wert
kleiner 0,02 g/cm 3 .
Die Arbeiten führten zu folgenden grundsätzlichen
Ergebnissen:
● Es ist möglich, auf Basis von Getreideprodukten
mittels Doppelschneckenextrusion
stark expandierte Granulate mit geringem
Schüttgewicht herzustellen, die als Füllkörper
verwendet werden können. Diese
Aussage gilt zunächst für eine Technikumsanlage
mit einer Kapazität von 50 bis
100 kg/h (APV 50 Extruder).
● Mineralische Zusätze erhöhen die Festigkeit
und verbessern damit die Funktionalität
(geringer Abrieb, geringe Stauchung).
Gleichzeitig ist dieser Zusatz für das Erzielen
einer erhöhten Feuchteresistenz verantwortlich.
Das Schüttvolumen wird
negativ beeinflußt.
● Der Zusatz biopolymerer Fasern hat auf
die funktionellen Eigenschaften Festigkeit,
Elastizität und Hydratationsverhalten
positiven Einfluß. Höhere Zusätze beeinflussen
das Schüttvolumen negativ.
● Der Einsatz unterschiedlicher Form- und
Schneidaggregate bzw. -technologien
führt zu verschiedenen Granulatformen.
Diese variieren hinsichtlich Schüttvolumen
unwesentlich.
Sie können bei ihrer Anwendung zu differenzierten
Effekten führen (z. B. Polsterung
flächiger Körper, Raumfüllung zwischen
verschieden geformten zu verpakkenden
Gegenständen).
Die Konsequenz für die Umsetzung der
Ergebnisse besteht darin, daß eine industrielle
Produktion und Vermarktung nur
effektiv ist, wenn dieses Produkt ein „Zweitoder
Drittprodukt“ für ein Unternehmen
darstellt (z. B. Mühle, Extruderbetrieb, Verarbeiter
nachwachsender Rohstoffe). Damit
können die neben den Materialkosten
anfallenden Produktionskosten minimiert
werden.
Obwohl die Marktentwicklung von
Loose-fill-Produkten als degressiv einzuschätzen
ist – gesucht werden intelligentere
Lösungen, als die gesamte Ummantelung
eines zu transportierenden bzw. zu schützenden
Gegenstandes mit einem Füllstoff –
bleibt dieses Gebiet eine interessante
Anwendungsmöglichkeit für nachwachsende
Rohstoffe.
Dämmstoffe auch als
Verpackung anzuwenden
Eine weitere Anwendung der Extrusion von
Getreide ist die Herstellung von porösen
aber mechanisch wesentlich festeren Extrudaten
durch Kochextrusion auf Doppelschneckenextrudern.
Diese Entwicklungsrichtung
zielt auf Anwendungen im Baubereich
(Dämmung für Wärme, Trittschall,
akustischen Schall). Jedoch auch Anwendungen
im Bereich Verpackung/Transport
sind möglich, beispielsweise als Füllstoffe
für den Transport gefährlicher Flüssigkeiten.
Hierbei werden Eigenschaften, wie großes
und schnelles Aufsaugvermögen bei hoher
Formstabilität im feuchten Zustand, notwendig.
Durch Kombination von Getreideprodukten
mit mineralischen Komponenten
können eine homogene Struktur, ein für
niedrige Schüttdichten notwendiger hoher
Expansionsgrad sowie Festigkeit der Extrudate
erzielt werden. Die auf diesem Gebiet
der amylokeramischen Werkstoffe am weitesten
fortgeschrittene Entwicklung ist CERA-
LITH, ein Granulat, das als Wärmedämmstoff
für den Hausbau und die Haussanierung
eingesetzt werden kann.
Modifizierung
von Getreidemehlen
Für die Modifizierung von Getreidemehlen
wird die Extrudertechnik zum hydrothermischen
und mechanischen Aufschluß von
Roggenmehlen genutzt. Eine gleichfalls im
Extruder durchgeführte Kationisierung des
Roggenmehls führt zu modifizierten Mehlen
mit unterschiedlichen Substitutionsgraden.
Ein Ziel dieser Entwicklungsrichtungen ist
die Substitution von nativen und modifizierten
Stärken, die für die Herstellung von
Papier und Pappen eingesetzt werden.
Der Vorteil der Kationisierung im Extruder
besteht in gegenüber der Trockenkationisierung
höheren Ausbeuteraten bei gleichen
Substitutionsgraden sowie in einer
geringeren Viskosität der daraus hergestellten
Suspensionen. Erste Ergebnisse bestätigen
die prinzipielle Eignung der Präparate.
Die Anwendung erscheint insbesondere für
die Herstellung von Recyclingpapier bzw.
von verschiedenen Pappen sinnvoll.
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