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Um die Haltbarkeit frischer Lebensmittel zu verlängern dreht sich das im Mai gestartete Projekt „Actipoly“. Dabei sollen faserbasierte, tiefziehbare Verpackungsmaterialien mit Barrierefunktion und antimikrobieller Beschichtung entwickelt werden. Koordiniert wird das Projekt von der Papiertechnischen Stiftung (PTS).

Actipoly-Kick-off Meeting in München. (Foto: Papierteschnische Stiftung)

Actipoly-Kick-off Meeting in München. (Foto: Papierteschnische Stiftung)

Das Projekt Actipoly des Forschungsnetzwerks Cornet, an dem sich Ministerien und Projektträger aus Europa beteiligen, ist für zwei Jahre angesetzt. Das Kernstück des Projekts bildet die Modifizierung faserbasierter Materialien, mit dem Ziel thermoplastische Eigenschaften in diesen Materialien zu erzeugen. Hieraus sollen Papiere hergestellt und zu Verpackungsschalen tiefgezogen werden.

Eine derartige Entwicklung würde laut PTS Papier und anderen faserbasierten Werkstoffen völlig neue Einsatzmöglichkeiten eröffnen, für die es bisher noch keine umweltfreundlichen Lösungen gab. 

Die beteiligten Forscher wollen eine tiefziehbare Beschichtung mit einer Barrierwirkung gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf sowie eine antimikrobielle Beschichtungen entwickeln, um die Haltbarkeit und Genießbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Zum Verschließen der Verpackungsschalen soll eine biobasierte antimikrobielle und siegelfähige Folie entwickelt werden. Die gesamte Verpackungslösung soll recyclingfähig und kompostierbar sein.

Thermisch formbares Rohpapier

Hauptteil des Projekts ist laut PTS die chemische Modifizierung der funktionellen Gruppen von Zellulose zur Erzeugung faserbasierter Materialien mit thermoplastischen Eigenschaften. Dazu wird die hydrophile Zellulose teilweise hydrophobiert, um sie plastisch verformbar zu machen. Der richtige Substitutionsgrad sei hier entscheidend, um ein ausgewogenes Verhältnis von hydrophilen und hydrophoben Gruppen zu erhalten, um aus diesen Fasern einerseits Papiere herstellen zu können (hydrophile Komponente) und andererseits thermisch verformbare Materialien (hydrophobe Komponente) zu erhalten.

Tiefziehbarer Barrierestrich

Der tiefziehbare Barrierestrich mit Sperrwirkung gegen Sauerstoff und Wasserdampf soll experimentell durch eine mehrlagige Beschichtung auf dem Papier erzeugt werden. Als mögliche Feuchtigkeitsbarriere untersuchen die Forscher hydrophobe Polymere wie zum Beispiel Wachse. Die zweite Schicht dient als Sauerstoffbarriere. Die Zugfestigkeit der mehrlagigen Beschichtung soll, falls notwendig, durch anorganische Füllstoffe modifiziert werden.

Entwicklung neuer biobasierter antimikrobieller Beschichtungen

Zur Erzeugung antimikrobieller Beschichtungen verfolgt die Arbeitsgruppe den Einsatz biobasierter antimikrobieller Wirkstoffe (Einbringen durch Sprühauftragsverfahren und Schmelzverfahren) sowie die Entwicklung superhydrophober Striche.

Anschließend sollen die Verpackungseigenschaften bewertet und Shelf-Life-Tests mit Lebensmitteln durchgeführt werden. Dazu gehört auch der Vergleich mit kommerziell erhältlichen Verpackungslösungen. Die Umweltverträglichkeit des Verpackungsmaterials soll mithilfe von Ökobilanzen und Lebensdaueranalysen bewertet werden. Zum Schluss will die Arbeitsgruppe Abpackversuche bei verschiedenen Lebensmittelherstellern durchführen, um die Eignung dieser Materialien für die herkömmlichen industriellen Verpackungsanlagen zu überprüfen.

Neben der PTS sind an dem Projekt beteiligt: Celabor, The Association West Pomerian Cluster „Green Chemistry“, Materianova, Pack4Food VZW, Sirris, The West Pomeranian University of Technology Szczecin sowie das Leibniz-Institut für Agrartechnik in Potsdam

(mns)

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