Suchen

VDI Wissensforum

Optimierte Extrusionstechnik sichert Lebensmittelqualität

| Autor: Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Die Einstellung der Barriereeigenschaften, Biokunststoffe und die maßgeschneiderte Auslegung der Verpackung spielen in der Extrusionstechnik zunehmend eine wichtige Rolle. Doch auch rechtliche Vorschriften gehören dazu.

Firmen zum Thema

„Insbesondere biobasierte Kunststoffe können einen Beitrag zur effizienten Nutzung und Schonung von fossilen Ressourcen leisten, da ihre Hauptbestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen“, sagt Carmen Michels, Geschäftsführerin FKuR Kunststoff GmbH aus Willich.
„Insbesondere biobasierte Kunststoffe können einen Beitrag zur effizienten Nutzung und Schonung von fossilen Ressourcen leisten, da ihre Hauptbestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen“, sagt Carmen Michels, Geschäftsführerin FKuR Kunststoff GmbH aus Willich.
(Bild: FKuR Kunststoff GmbH)

Wenn sich Experten aus Wissenschaft und Industrie am 21. und 22. Juni in Köln zur VDI-Jahrestagung Extrusionstechnik treffen, dann stehen die Trends in der Materialeinsparung, biologisch abbaubare Kunststoffe und Kunststoff-Recyclate genauso im Mittelpunkt der Veranstaltung, wie die aktuellen Highlights aus der Forschung. Der Fokus auf den Bereich Lebensmittel spielt dabei eine große Rolle.

„Die Einstellung der richtigen Barriereeigenschaften von Verpackungen trägt zum Qualitätserhalt der verpackten Lebensmittel bei und vermeidet Produktverderb. Die richtigen Verpackungsparameter stellen somit einen wichtigen Beitrag dar, um Lebensmittelverluste zu vermeiden“, erklärt Dr. Cornelia Stramm, Abteilungsleiterin Materialentwicklung am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) in Freising. Eine große Anwendungsrelevanz sieht sie im Bereich von Convenience-Produkten (teilfertige und verzehrfertige Lebensmittel). Hier könnten herkömmliche Verpackungskonzepte nur bedingt die Qualität erhalten. Aber auch bei oxidationsempfindlichen Produkten wie zum Beispiel Fleischerzeugnissen müssten die Barriereeigenschaften entsprechend angepasst werden, um die Lagerfähigkeit zu garantieren.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 8 Bildern

„Durch die Anpassung der Verpackungseigenschaften wird ein Optimum an Material eingesetzt, nicht überdimensioniert und nicht zu wenig, was zu Produktverderb führen würde. Das richtige Verpackungskonzept trägt dazu bei, Produktverluste zu vermeiden. Durch mathematische Simulationen kann die Verpackungsgestaltung unterstützt werden, um zielgerechter die Barriereeigenschaften anzupassen“, erklärt Stramm mit Blick auf die passgenaue Verpackung.

Mit Simulation die optimale Verpackung gestalten

Flexible und formstabile Verpackungen, die durch sogenannte Siegelprozesse hergestellt werden, kommen in zahlreichen Verpackungsprozessen vor, beispielsweise bei der Herstellung eines Beutels, eines Bechers, einer Schale oder eines Blisters. Sie haben einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität und Haltbarkeit verpackter Lebensmittel. Das Thermoformen gilt dabei als ein effizientes Herstellverfahren von Verpackungen aus vorher extrudierten Flachfolien.

Doch fest steht: Folienverarbeitungsprozess, insbesondere in Verpackungsprozessen, sind sehr komplex und durch eine Vielzahl von Wechselwirkungen zwischen dem Material (Kunststofffolie), den Maschinenkomponenten und den Prozessparametern gekennzeichnet. „Mit Hilfe von Simulationsmodellen lassen sich diese Wechselwirkungen prinzipiell systematisch untersuchen, da verschiedene Einflussgrößen losgelöst voneinander betrachtet werden können“, sagt Dr. Sascha Bach, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Verarbeitungsmaschinen und Mobile Arbeitsmaschinen an der TU Dresden. „Gemeinsam haben beide Prozesse, dass dabei Kunststoffe bis in den Erweichungs- beziehungsweise Schmelzbereich erwärmt werden und dann stark deformiert, was aus Sicht der Simulation eine Herausforderung insbesondere in Bezug auf die Materialmodellierung darstellt“, so Bach weiter.

Simulationen können den Einsatz neuartiger Technologien zur Verbesserung der Prozesse signifikant unterstützen. Am Standort Dresden wurde durch Zusammenarbeit der TU Dresden und der Fraunhofer Gesellschaft ein neuartiges Heizverfahren mit dem Namen cera2heat entwickelt, welches nun durch das Technologie Start-Up watttron GmbH weiterentwickelt und kommerzialisiert wird. Mit der Technologie ist es erstmals möglich, beim Thermoformen im Kontakt die Folien mit einem definierten Temperaturfeld zu erwärmen. Dies hat den Vorteil, dass das Ausformverhalten besser gesteuert werden und die Wanddickenverteilung der Formteile verbessert werden kann. Damit wird eine deutliche Reduktion der Ausgangsmaterialstärke möglich.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 44094972)

Über den Autor

Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Dipl.-Ing. Annedore Bose-Munde

Fachredakteurin für Wirtschaft und Technik