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Science

Lebensmittel verpacken mit Karton

Eine Verpackung für Lebensmittel muss ihren Inhalt möglichst lange frisch halten, vor Wasser, Sauerstoff und Bakterien schützen und gewissen Temperaturschwankungen standhalten. Kunststoffverpackungen erfüllen diese Anforderungen weitgehend zuverlässig.

Andere Materialien, wie Karton, eignen sich bisher nur zur Verpackung von Lebensmitteln, wenn sie speziell beschichtet sind - dann sind sie allerdings schwierig zu recyceln. In einem neuen Forschungsprojekt der FH Campus Wien soll nun eine Methode gefunden werden, um Karton sowohl geeignet für Lebensmittel als auch recyclingfähig zu machen.

Neuer Materialmix

Für das von der FFG geförderte Projekt "Green Cartons" haben sich das Unternehmen Cardbox Packaging aus Wolfsberg und die Fachhochschule zusammengetan, um einen neuen Materialmix zu finden. "Unbeschichtete Kartons kann man nur bis zu einem gewissen Grad für Lebensmittel verwenden, da sie nicht die notwendige Barriere vor Wasserdampf oder Sauerstoff bieten", erklärt Simon Krauter vom Fachbereich Verpackungs- und Ressourcenmanagement der FH Campus Wien. "Bei Lebensmitteln, die leicht oxidieren, hat man etwa das Problem, dass Sauerstoff nicht ausreichend zurückgehalten wird."

Wenn man Karton zur Verpackung von empfindlichen Lebensmitteln verwenden will, z.B. für Milchprodukte, werden die Kartons daher mit Zusatzschichten ausgestattet. Diese "Multilayer-Verbundwerkstoffe" haben einen hohen Kunststoffanteil, etwa um als Barriere gegen Wasserdampf und Fett zu wirken. Um Sauerstoff vom verpackten Gut fernzuhalten, wird oft Aluminium verwendet. Green Cartons begegnet dieser Problematik mit einer speziell entwickelten Beschichtung, die einen wesentlichen Vorteil mit sich bringt: Die Menge des aufgetragenen Materials reduziert sich gegenüber einem Karton mit üblicher Beschichtung. "Dadurch hat man einen deutlichen Gewinn beim CO2-Fußabdruck", sagt Krauter.

Gleichgewicht halten

Durch die neue Beschichtung soll Karton damit als Verpackungsmaterial neue Anwendungsgebiete eröffnen und für Lebensmittel verwendbar werden, die bisher nur mit Kunststoff umhüllt wurden. "Wir wollen damit z.B. PET-Schalen ersetzen, wie man sie von Fleischprodukten aus dem Supermarkt kennt."

Bei der Entwicklung einer solchen Verpackung muss ein heikles Gleichgewicht gehalten werden, meint der Forscher. Einerseits soll es eine möglichst hohe Materialeinsparung geben. "Andererseits läuft man Gefahr, dass die Funktion nicht mehr gegeben ist, wenn man zuviel Material einspart." Gerade bei Lebensmitteln, die mit hohem Energieaufwand hergestellt wurden, soll nichts riskiert werden. Es gilt immer, den gesamten Lebenszyklus eines Produkts zu betrachten. "Wenn etwa Fleisch zu früh verdirbt, wäre der Schaden an der Umwelt größer als bei einer höheren Abfallmenge durch die Verpackung."

Messungen und Tests

Um den richtigen Materialmix für den beschichteten Karton zu finden, führen die Projektpartner eine Vielzahl an Versuchen durch. Barrieremessungen geben Aufschluss darüber, dass das Lebensmittel ausreichend geschützt ist, etwa vor Sauerstoffeinfluss, und zielen auf Haltbarkeit ab. Migrationstests bestätigen die Eignung als Lebensmittelkontaktmaterial, wobei gewährleistet wird, dass alle sicherheitsrelevanten Grenzwerte unterschritten werden.

Auch die Rezyklierbarkeit steht im Fokus: Bei der Entsorgung ist das Ziel, die "Green Cartons" nach Gebrauch einfach ins Altpapier werfen zu können. "Das hängt aber auch vom Füllgut ab", merkt Krauter an. Je nachdem, was mit dem Karton verpackt wurde, und wie stark der Karton dadurch kontaminiert ist, kann man ihn im Altpapier oder im Restmüll entsorgen.

Preissensibilität

Eine Herausforderung bei der Entwicklung ist es, die Kosten gering zu halten. "In erster Linie ist das Ziel, eine Lösung zu entwickeln, die funktioniert, und diese zunächst bei Produkten anzuwenden, wo der Nachhaltigkeitsgedanke eine wichtige Rolle spielt." Wenn die Verpackung dann positiv wahrgenommen wird, soll die Verpackung weitere Produktklassen erreichen. "Wir wollen beim Kostenaufwand in den Bereich herkömmlicher Verpackungssysteme kommen oder zumindest nur leicht darüber liegen." Die Preissensibilität bei Lebensmittelverpackungen sei hoch, der Spielraum beim Preis daher gering.

Das Projekt Green Cartons wurde im Dezember 2020 begonnen und baut auf vorangegangenen Projekten auf. Nach dreijähriger Laufzeit, also im Dezember 2023, soll ein Produkt vorliegen, das bereit für die Markteinführung ist. Simon Krauter ist aber überzeugt, dass es bereits davor zu kleineren Markteintritten kommen wird: "Es gibt 'Low hanging Fruits' und Produkte, bei denen die Anforderungen höher sind. Man muss sich da schrittweise herantasten. Unsere langfristige Vision ist es jedenfalls, den Anteil an erdölbasierten Kunststoffen in der Verpackung zu reduzieren."

 

Dieser Artikel ist im Rahmen einer Kooperation zwischen futurezone und FH Campus Wien entstanden.

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David Kotrba

Ich beschäftige mit großteils mit den Themen Mobilität, Klimawandel, Energie, Raumfahrt und Astronomie. Hie und da geht es aber auch in eine ganz andere Richtung.

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