10. 03. 2022
Verfasst von: Gerhard Ziegmann, Maximilian Feyrer

Kunststoffverpackungen – biobasiert und recycelbar

Ein Prototyp des Standbodenbeutels — Standbodenbeutel aus biobasierten Kunststofffolien sollen den hohen Anforderungen der Lebensmittelindustrie und der Konsumenten gerecht werden und sich nach Gebrauch gut recyceln lassen.

Lebensmittelverpackungen neu gedacht: Auf Basis nachwachsender Rohstoffe entwickelt ein Forschungsteam aus Clausthal fortschrittliche biobasierte Kunststofffolien. In Kooperation mit Wirtschaftspartnern gestalten die Forschenden einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Produktionsprozess für Standbodenbeutel, die hohen Anforderungen gerecht werden und sich nach Gebrauch gut recyceln lassen.

Vom Foliendesign über die Produktion bis zum Recycling

Kunststoffbeutel für Lebensmittel erfreuen sich seit ihrer Markteinführung 1969 einer wachsenden Beliebtheit. Nach Capri-Sonne als Vorreiter hat sich das Anwendungsspektrum für Standbodenbeutel, auch als Pouches bezeichnet, stark vergrößert: Neben Getränken und Soßen werden heutzutage auch Breie, Gemüse, Trockenfrüchte oder Tiernahrung in den Beuteln angeboten, selbst Anwendungen im Non-Food-Bereich sind heute bereits auf dem Markt. Um die verschiedenen Lebensmittel sicher und gasdicht zu verpacken, werden verschiedene Materialien wie Polymere, Aluminium und Papier in mehreren Lagen flexibel kombiniert. Doch für diesen festen Materialverbund besteht derzeit keine Recyclingmöglichkeit. Das will das Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der Technischen Universität Clausthal mit den Wirtschaftspartnern Profol Kunststoffe GmbH und SN Maschinenbau GmbH in einem Kooperationsprojekt ändern.

Monofolien statt mehrlagige Verbundmaterialien

Im Gegensatz zu den konventionellen Verpackungsfolien aus Multimaterial wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Pouchverpackungen aus nur einem einzigen, überwiegend biobasierten Kunststoff entwickeln. Das ganzheitliche Produktkonzept umfasst ein recyclinggerechtes Design der Folie sowie angepasste Verarbeitungstechniken. Die Projektpartner betrachten dabei die Material- und Maschinenanforderungen über den gesamten Lebenszyklus einer Lebensmittelverpackung: vom Hersteller der Folie über den Verpacker der Lebensmittel bis zum Endverbraucher und dem anschließenden Recycling. Wichtige Kriterien sind zum Beispiel die prozesssichere Weiterverarbeitung der Folie zu einem Beutel, das leichte Befüllen, die Sicherheit und Haltbarkeit der Lebensmittel, die Beständigkeit des Materials (etwa beim Sterilisieren oder Tiefkühlen), die Wiederverschließbarkeit sowie die sortenreine Rückgewinnung.

Das Bild zeigt die Maschinenanlage zur Folienherstellung. — Eine Flachfolienanlage produziert biobasierte Folie, aus der Beutel zur Verpackung von Lebensmitteln gefertigt werden können.

Versuchsanlage für kundenindividuelle Verpackungen

Um diesen verschiedenen Anforderungen im Laufe des Lebenszyklus gerecht zu werden, ist die genaue Zusammensetzung des Kunststoffmaterials anzupassen. Das Institut bietet seinen Kunden eine individuelle und recyclinggerechte Entwicklung und Optimierung des Kunststoffs für verschiedenste Produkte und Anwendungen an. Hierfür steht eine Flachfolienanlage im Technikumsmaßstab sowie umfassende Analysemöglichkeiten verpackungsrelevanter Parameter zur Verfügung. Ziel ist es, den Produktionsprozess für großtechnische Anwendungen weiterzuentwickeln. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft fördert durch den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) das Kooperationsprojekt.