Projektbeschreibung

Hintergrund

Der Verpackungssektor steht vor der Herausforderung, nachhaltige Alternativen zu fossilen Kunststoffen zu entwickeln, insbesondere für Einweg-Lebensmittelverpackungen. Zwar existieren biobasierte Kunststoffe wie PLA oder PHA, diese gelten jedoch weiterhin als „Plastik“ und sind häufig nur unter industriellen Bedingungen abbaubar. Gleichzeitig bieten papierbasierte Lösungen zwar gute Recyclingfähigkeit, weisen jedoch Defizite bei zentralen funktionalen Eigenschaften wie Sauerstoffbarriere oder Siegelbarkeit auf. Natürliche Polymere wie Proteine und Polysaccharide stellen grundsätzlich vielversprechende Rohstoffe dar, da sie aus nachwachsenden oder Nebenströmen der Lebensmittelproduktion stammen und biologisch abbaubar sind. Ihr industrieller Einsatz ist bislang jedoch limitiert: Sie sind meist nicht thermoplastisch, werden energieintensiv nasschemisch verarbeitet und liefern spröde Filme mit eingeschränkter Flexibilität und fehlender Siegelbarkeit. Zudem existieren derzeit keine kommerziellen, plastikfreien Materialien, die gasdichte Versiegelungen ermöglichen und gleichzeitig in bestehenden Extrusionsanlagen verarbeitet werden können. Daraus ergibt sich eine deutliche Forschungslücke hinsichtlich funktionaler, thermoplastisch verarbeitbarer und vollständig plastikfreier Verpackungsmaterialien für flexible Anwendungen.

Zielsetzung

Das Verbundprojekt BIOSEALING verfolgt das Ziel, neuartige, vollständig plastikfreie Verpackungsfolien auf Basis natürlicher Polymere zu entwickeln. Hierzu werden Proteine und Polysaccharide aus nachwachsenden Rohstoffen und Nebenströmen der Lebensmittelverarbeitung mit biobasierten Additiven kombiniert, um flexible Materialien mit Sauerstoffbarriere und Siegelbarkeit zu erzeugen, die sich in bestehenden thermoplastischen Verarbeitungsprozessen wie Compoundierung und Folienextrusion einsetzen lassen. Neben der Materialentwicklung umfasst das Projekt die Herstellung praxisnaher Demonstratorverpackungen sowie eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbewertung. Das Sustainable Packaging Institute SPI bringt seine Expertise insbesondere in der Formulierungsentwicklung und Labormaßstabsverarbeitung ein, führt Compoundier- und Charakterisierungsversuche durch und untersucht Siegeleigenschaften der Folien. Darüber hinaus verantwortet das SPI die ökologische und ökonomische Bewertung mittels Lebenszyklusanalysen und unterstützt die Auswahl geeigneter Lebensmittelanwendungen. Ziel ist es, die industrielle Umsetzbarkeit und Nachhaltigkeit der Materialien fundiert zu belegen und damit den Transfer in die Verpackungspraxis zu ermöglichen.

Schlagworte:

Forschungsschwerpunkt:

NESP | Nachhaltige Entwicklung - BIOSEALING