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Grüner Schutz Biokunststoff schützt Lebensmittel unter Schutzgas

Quelle: FNR 2 min Lesedauer

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Den Prototyp einer fast komplett biobasierten, thermoformbaren Mehrschichtfolie für die Verpackung von Lebensmitteln unter Schutzgas, haben Forscher jetzt entwickelt.

Solche Kunststoffschalen kennt man etwa als Verpackung von Hackfleisch. Nun hat ein Team von Forschern es geschafft, brauchbare davon aus biobasiertem PLA zu entwickeln. Pfiffige Ideen machen das Material auch noch barrierestark gegen Sauerstoff und Wasserdampf.(Bild: Deckelfuchs)
Solche Kunststoffschalen kennt man etwa als Verpackung von Hackfleisch. Nun hat ein Team von Forschern es geschafft, brauchbare davon aus biobasiertem PLA zu entwickeln. Pfiffige Ideen machen das Material auch noch barrierestark gegen Sauerstoff und Wasserdampf.
(Bild: Deckelfuchs)

Das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) und die Hochschule Albstadt-Sigmaringen haben im Rahmen des Vorhabens „PLA4MAP“ eine auf PLA (Polylactide), Sojaprotein und Sonnenblumenwachs basierte Kunststofffolie entwickelt. Das Besondere sind ihre guten Barriereeigenschaften, wie man betont. Denn sensible Lebensmittel wie Frischfleisch oder aufgeschnittene Wurst- und Käseprodukte werden häufig unter Schutzgasatmosphäre verpackt, um eine Keimvermehrung zu hemmen und die Haltbarkeit zu verlängern. Um die modifizierte Atmosphäre ausreichend lange zu erhalten, müssen die Verpackungsmaterialien bestimmte Gasbarrieren aufweisen. Über diese verfügen viele auf dem Markt erhältliche, biobasierte Kunststoffe bisher nicht. Hier setzte der Verbund PLA4MAP an.

Der Aufbau der Folie sieht folgendermaßen aus

Die Forscher entwickelten dazu eine Schale aus einem 4-schichtigen Materialverbund. Zwischen zwei Deckschichten aus PLA wurden eine dünne Proteinschicht aus Sojaproteinkonzentrat als Sauerstoffbarriere und eine dünne Wachs-Hotmelt-Schicht als Wasserdampfbarriere platziert, wie es genauer heißt. Für die Wachsschicht fiel die Wahl auf Sonnenblumensamenwachs, weil es ein Nebenprodukt der Speiseölherstellung ist. Auch die Siegelfolie basierte auf PLA, ist aber durch eine Metallisierung veredelt. Auch transparente Barrieren mit Silizium- oder Aluminiumoxidschichten seien denkbar.

So sieht der Aufbau der 4-lagigen Schutzfolie auf PLA-Basis aus.(Bild: HS Albstadt-Sigmaringen)
So sieht der Aufbau der 4-lagigen Schutzfolie auf PLA-Basis aus.
(Bild: HS Albstadt-Sigmaringen)

Mit geeigneten Methoden kann recycelt werden

Der Materialverbund erfülle demnach alle geforderten Barriereeigenschaften, ließe sich sehr gut durch Thermoformen verarbeiten und habe einen sehr hohen biobasierten Anteil. Denn lediglich die anorganische Schicht der Deckelfolie und Anteile der Wachs-Hotmelt-Schicht sind nicht pflanzlichen Ursprungs. Der PLA-Anteil im Mehrschichtverbund liegt bei knapp 82 Prozent. Werden geeignete Sortier- und Recyclingströme für PLA etabliert, ließe sich dieser Anteil recyceln. Versuche im Projekt ergaben, dass aus dem Rezyklat neue, funktionstüchtige Verpackungen herstellbar sind. Aktuell wird PLA bei einem Gesamtmarktanteil an den Kunststofflebensmittelverpackungen in Deutschland von geschätzt unter einem Prozent nur energetisch verwertet.

Noch gibt es Hürden bei der PLA-Herstellung

Der hohe Energieverbrauch bei der PLA-Herstellung und der bisher nur im Pilotmaßstab existierende Verarbeitungsprozess führten aber dazu, dass die Nachhaltigkeit des neuen, biobasierten Materialverbunds noch nicht an vergleichbare fossile Verpackungsmaterialien heranreiche. Allerdings sieht man bei beiden Punkten noch deutliches Optimierungspotenzial. Laut Aussage der Experten lassen sich auch die aktuell noch hohen Herstellungskosten mit einer Ausweitung der weltweiten PLA-Produktion und vor allem einer Gewichtsreduzierung der Verpackung verringern.

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