Biobasierte Kunststoffe Vier neue Ansätze für nachhaltige Lebensmittelverpackungen

Verpackungen aus biobasierten Kunststoffen werden auf Basis nachwachsender Rohstoffe produziert, schonen fossile Ressourcen und verursachen weniger CO₂-Emissionen als herkömmliche Kunststoffverpackungen. Mit dem Förderaufruf „Biobasierte Kunststoffverpackungen für Lebensmittel“ hat das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) Forschung und Industrie eingeladen, Ideen zur Verbesserung der Einsatzmöglichkeiten von biobasierten Kunststoffen in der Lebensmittelbranche zu entwickeln.

Vier Forschungsansätze sind aus diesem Aufruf hervorgegangen. Sie werden nun vom BMEL über seinen Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert. Allen gemein ist, dass ihre Verpackungen einen möglichst hohen biobasierten Anteil haben sollen und recyclingfähig sein müssen. Außerdem beschäftigen sich die Ansätze mit verpackungstechnisch anspruchsvollen Anwendungsbereichen.

PLA4MAP – PLA-Schalen mit verbesserten Barriereeigenschaften

Sensible Lebensmittel wie Wurst oder Käse werden oft unter einer Schutzgasatmosphäre (Modified Atmosphere Packaging, MAP) verpackt. Der biobasierte Kunststoff Polylactid (PLA) eignet sich vor allem aufgrund seiner hohen Wasserdampfdurchlässigkeit nicht immer für dieses Verfahren.

Ziel von PLA4MAP ist deshalb ein recyclinggerechtes Verpackungskonzept für MAP-Verpackungen auf Basis von PLA. Bestehen soll die Verpackung aus einer thermogeformten PLA-Schale und einer PLA-Siegelfolie. Beide werden mehrschichtig aufgebaut, um den verschiedenen Anforderungen an die zu verpackenden Lebensmittel und an den Verpackungsprozess gerecht zu werden. Die gesamte Verpackungseinheit soll recyclingfähig sein.

An PLA4MAP beteiligt sind das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) und die Hochschule Albstadt-Sigmaringen.

TechBIOPouV – Technologieentwicklung für biobasierte Pouch-Verpackungen

Standbodenbeutel (Pouch-Verpackungen) boomen. Es gibt sie allerdings noch nicht aus biobasierten Kunststoffen.

Die drei Partner SN-Maschinenbau, Profol und TU Clausthal wollen deshalb biobasierte Folien entwickeln und deren Eignung für Pouch-Verpackungen testen. Dafür wird die Herstellung auf einer speziellen Versuchsanlage untersucht. Herausfordernd ist vor allem die Siegelung der Nähte, die in einem effizienten und prozesssicheren Produktionsfenster erfolgen muss.

Gesetztes Ziel der Projektpartner ist die Herstellung von Pouch-Verpackungen aus Mono-Folien mit einem möglichst hohen biobasierten Anteil, sodass ein einfaches, werkstoffliches Recycling möglich ist.

Bio2Bottle – Biologisch abbaubare Flaschen mit hohem Bio-Anteil

Aktuell am Markt erhältliche Biokunststoff-Flaschen weisen verschiedene Nachteile auf. So sind Flaschen aus Polylactid (PLA) zu stark wasserdampfdurchlässig, Flaschen aus Bio-PET lassen sich nicht biologisch abbauen.

Vier Partner aus Forschung und Industrie wollen nun Flaschen aus Polyhydroxyalkanoaten (PHA) herstellen. Die PHA-Compounds sollen einfach zu verarbeiten sein sowie eine gute Materialstabilität und hohe Wasserdampfbarriere aufweisen. Außerdem sind sie CO₂- und sauerstoffdurchlässig.

Um die daraus hergestellten Flaschen auch für mikrobiell anfällige Flüssigkeiten nutzen zu können, müssen sie sich mit Gammastrahlen sterilisieren lassen. Recyclingfähiges, gleichzeitig aber auch biologisch abbaubares Material lautet das Ziel. Die PHA-Flaschen sollen dabei zunächst noch nicht für Lebensmittel, sondern für Fensterreinigungsmittel sowie Flüssigprodukte im biologischen Landbau genutzt werden.

An Bio2Bottle arbeiten das Fraunhofer Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht, Unavera, Cleaneroo und FkuR.

BioPrima – Biobasierte Schrumpffolie für Gefrieranwendungen

Schrumpffolien ziehen sich bei Hitzeeinwirkung zusammen. Damit legen sie sich wie eine zweite Haut um das Produkt, entweder als Primärschutz (beispielsweise bei Tiefkühlpizza) oder als Transportschutz (etwa bei einem Gebinde von Getränkeflaschen). Erste biobasierte Schrumpffolien sind seit einiger Zeit auf dem Markt, eignen sich aber nicht für Tiefkühlanwendungen.

Hier setzen die beiden Verbundpartner Südzucker und Freiberger Lebensmittel an. Ausgehend von thermoplastischer Stärke (TPS) wollen sie eine Schrumpffolie mit einem sehr hohen biobasierten Anteil (bis zu 100 Prozent) entwickeln, die sich zur Tiefkühlung eignet, großtechnisch verarbeitet werden kann und sowohl biologisch abbaubar als auch recyclingfähig ist.