Neuartige Beschichtungstechnologie für umweltfreundliche Lebensmittel- und Getränkeverpackungen
Das Standardbeschichtungsmaterial, das heutzutage bei Verpackungen auf Basis von Pappe und Papier im Einsatz ist, heißt Polyethylen (PE). So werden neue umweltfreundliche Materialien benötigt, welche die allgegenwärtigen PE-Beschichtungen ersetzen, um die Abhängigkeit von auf fossilen Brennstoffen basierenden Kunststoffen zu reduzieren und recyclingfähige Alternativen bereitzustellen. Das EU-finanzierte Projekt BIO-BOARD (Development of sustainable protein-based paper and paperboard coating systems to increase the recyclability of food and beverage packaging materials) sollte nun nachhaltige, Beschichtungssysteme auf Proteinbasis für Papier und Pappe entwickeln. Gesamtziel war, PE zu ersetzen und die Recycelbarkeit von Lebensmittel- und Getränkeverpackungen zu verbessern. Schwerpunkt waren dabei drei verschiedene Rohstoffe, welche als besonders geeignet für die BIO-BOARD-Lösung galten. Dabei handelte es sich um Molke, Kartoffelsaft und Kartoffelpulpe. Es sind neuartige Lebensmittelverpackungsanwendungen entwickelt worden. Dabei kamen Molke und Kartoffelproteine sowie Zellstofffasern in Kompositformulierungen zum Einsatz. Die Projektpartner bewerteten verschiedene Strategien, bevor Verfahren zur Gewinnung von Proteinen aus Kartoffelsaft und Pulpe entwickelt wurden. Sie laminierten extrudierte proteinbasierte Schichten auf Materialien wie Papier, Pappe, Aluminiumfolie und/oder Kunststofffolien unter Einsatz von Klebstoffen, um mehrschichtige Verpackungsstrukturen zu erhalten. Die verschiedenen Laminate dienten unter anderem der Durchführung von Materialcharakterisierungen und Recyclingtests. Das BIO-BOARD-Team wandte im Folgenden die Resultate bei der Auswahl der am besten geeigneten Laminatstrukturen für Verpackungsversuche mit verschiedenen festen und flüssigen Lebensmitteln an. Im Zuge dieser Versuche wurden Lagerungstests mit Kakao, Instantsuppe, Orangensaft und Milch durchgeführt. Die Teammitglieder führten Aufzeichnungen über Veränderungen von deren mikrobiologischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften. Die Tests zeigen, dass sich die BIO-BOARD-Materialien zur Verpackung der meisten der verwendeten Nahrungsmittel eignen. Zu guter Letzt wurden Recyclingversuche und eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt, die von den entwickelten Materialien ausgehende Umweltbelastung zu ermitteln. BIO-BOARD gelang die erfolgreiche Demonstration nachhaltiger und umweltfreundlicher Beschichtungsmaterialien für Papier- und Pappverpackungen für feste und flüssige Lebensmittel. Jedoch sind noch mehrere Hürden zu überwinden, um zu einem realisierbaren großtechnischen Produktionsprozess zu gelangen.
Schlüsselbegriffe
Beschichtungssystem, Lebensmittel- und Getränkeverpackungen, Polyethylen, BIO-BOARD