dei – Prozesstechnik für die Lebensmittelindustrie 10.2020

dei

dei TREND NACHHALTIG VERPACKEN Bild: hxdyl - stock.adobe.com Verpackungen aus Papier, Pappe und Karton GEFRAGTE FASERMATERIALIEN Das Thema Nachhaltigkeit spielt eine wichtige Rolle, wenn es um die Entwicklung von Verpackungen für Lebensmittel geht. Gefragte Packstoffe sind derzeit vor allem Papier, Pappe und Karton. Welche technologischen Herausforderungen sind bei der Umstellung auf papierbasierte Ver - packungen zu meistern? Und wie nachhaltig sind diese Materialien? 12 dei 10-2020

Bild: Sappi In die Hochbarrierepapiere Sappi Guard werden unter anderem Nuss- und Fruchtriegel verpackt Anlässlich des Tages der Verpackung im Jahr 2019 wollte das Deutsche Verpackungsinstitut (dvi) von Konsumenten wissen, wie stark die Nachhaltigkeit der Verpackung ihre Kaufentscheidungen beeinflusst. Das Ergebnis der repräsentativen Umfrage: Über die Hälfte der Deutschen hat schon mindestens einmal auf den Kauf eines Produktes verzichtet, weil es in ihren Augen nicht nachhaltig genug verpackt war, knapp 20 % tun dies regelmäßig. „Die Erwartungen der Verbraucher sind in den letzten Jahren gerade im Bereich Nachhaltigkeit und Recycling enorm gestiegen“, sagt Kim Cheng, Geschäftsführerin vom dvi. „Ging es bis vor einigen Jahren noch vor allem darum, den Energie- und Materialeinsatz zu minimieren, sind aufgrund der aktuellen Ocean-Littering-Debatte nun die Kunststoffe und das Thema Kreislaufwirtschaft bzw. Recycling ins Zentrum gerückt.“ Neben der Innovationsarbeit der Industrie spiele, so Cheng, aber auch der Handel eine wichtige Rolle, denn dieser reagiere am sensibelsten auf die Erwartungen der Kunden und stelle entsprechende Anforderungen an die Industrie oder gehe selbst in die Verpackungsentwicklung. Auch die Politik versucht mit verschiedenen Maßnahmen, nachhaltige und recyclingfähige Verpackungen zu fördern. So wurden im novellierten Verpackungsgesetz die Recyclingquoten erhöht und die Dualen Systeme dazu verpflichtet, bei der Festlegung ihrer Beteiligungsentgelte die tatsächliche Recyclingfähigkeit von Verpackungen zu berücksichtigen. Besonders gefragt sind momentan papierbasierte Packstoffe. Ein klarer Vorteil dieser Materialien ist neben ihrer hohen Wiederverwertungsquote auch ihr ökologisches Image bei den Verbrauchern. „Es gibt seit einiger Zeit eine Renaissance von Papier, das sich Anwendungsgebiete erobert, die vorher eine reine Domäne von Kunststoff waren“, sagt Cheng vom dvi. Beispiel Tiefkühlkost: Das Unternehmen Frosta verpackt Tiefkühlgemüse seit Kurzem in Beutel aus ungebleichtem Kraftpapier und wird dadurch in Zukunft nach eigenen Aussagen rund 40 Millionen Plastikbeutel pro Jahr einsparen. Trend zu papierbasierten Verpackungen „Der Trend gerade zur papierbasierten Verpackung ist deutlich spürbar“, sagt auch Dr. Martina Lindner vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV. Die Verpackungsingenieurin und ihre Kollegen unterstützen Lebensmittelhersteller an verschie- denen Stellen bei der Umstellung auf papierbasierte Verpackungen, zum Beispiel bei der Entwicklung von biobasierten Barrierebeschichtungen und der Optimierung der Maschinengängigkeit. Der Wechsel auf papierbasierte Materialien ist komplex und kann nach Aussagen von Lindner mehrere Jahre dauern. „Die größte Herausforderung ist es, ausreichend Barrieren gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf und Fett zu schaffen“, sagt Lindner. „Dafür werden Papiere bisher meist mit Kunststofffolien kaschiert oder mit Kunststoffen wie EVOH, PP oder PE beschichtet.“ Für die Erzielung der Siegelfähigkeit sind in der Regel ebenfalls Kunststoffe notwendig, denn nur wirklich gasdichte und stabile Siegelnähte schützen Lebensmittel vor Verderb. Laut Lindner sollte bei der Entwicklung von papierbasierten Verpackungen aus Gründen der Nachhaltigkeit aber auch ihre spätere Rezyklierfähigkeit berücksichtigt werden (siehe Kasten). Barrierebeschichtungen aus nachwachsenden Rohstoffen Als Alternative zu herkömmlichen Kunststoffbeschichtungen entwickelt das Fraunhofer IVV Barrierebeschichtungen aus biobasierten Kunststoffen und Polymeren wie Proteinen, Cellulose, Wachsen, PLA (Polymilchsäure), PHA (Polyhydroxyalkanoate) und PBS (Polybutylensuccinat). „Bislang gibt es erst wenige industrielle Anwendungen, doch wir arbeiten mit Unternehmen zusammen mit dem Ziel, biobasierte Beschichtungen weiter zu industrialisieren“, erzählt Lindner. Potenziale sieht die Wissenschaftlerin in naher Zukunft vor allem für den Einsatz von Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden aus pflanzlichen Reststoffen für Verpackungen, die für Lebensmittel mit mittleren Barriereanforderungen wie Molkereiprodukte oder Müsli eingesetzt werden. Als Beispiele nennt sie Kartoffelproteine aus der Stärkeproduktion, Nanocellulosen aus Weizenstroh und Wachse aus Olivenblättern. Weiterentwicklung von funktionellen Papieren Der Papierhersteller Sappi führte im Jahr 2016 die Hochbarrierepapiere Sappi Guard ein, die nach eigenen Angaben vollständig recyclingfähig sind. Um Barrieren gegen Sauerstoff, Wasserdampf, Fett und Mineralöl zu schaffen, werden wässrige Dispersionsbeschichtungen unterschiedlicher Rezepturen mit Streichaggregaten auf die Papiere aufgetragen. Für die zweite Produktgeneration, die Anfang dei 10-2020 13