Packmittel

Allzu bunte Küche

Verhüllung ist Verheißung, so der Verpackungskünstler Christo. Manchmal jedoch auch eine Gefahrenquelle für das darunter, ergänzt die Wissenschaft: Bereits im Jahr 1997 untersuchte das Kantonale Labor Zürich erstmals die Migration von Mineralöl-
bestandteilen aus Kartonverpackungen in Lebensmittel, unter anderem mit dem Fokus auf sogenannte MOSH (mineral oil saturated hydrocarbons, gesättigte Kohlenwasserstoffe) sowie MOAH (mineral oil aromatic hydrocarbons, aromatische Kohlenwasserstoffe). Ergebnis: In acht Monate altem Reis, der direkt im Recyclingkarton verpackt war, fanden die Forscher um Dr. Koni Grob cirka 80 Prozent der MOSH und MOAH mit Kettenlängen kleiner C24, wie sie auch im Verpackungsmaterial enthalten waren. Ein extremes Beispiel, sicher, denn durch seine hohe spezifische Oberfläche ist das Nahrungsmittel besonders empfänglich für die petrochemischen Moleküle, doch verdeutlicht es die Problematik. Diese erkannten auch hierzulande die offiziellen Stellen und erstellten weitere Studien zum Thema. Im Zuge eines vom Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (BMELV) initiierten Projektes mit dem Titel ‚Ausmaß der Migration von Druckfarbenbestandteilen aus Verpackungs-
materialien in Lebensmitteln‘, das im Mai 2011 auslief, untersuchte das CVUA Stuttgart in Arbeitsgemeinschaft mit der Landesuntersuchungsanstalt Sachsen, der Technischen Universität Dresden sowie dem schon bekannten Kantonalen Labor Zürich das Ausmaß der Migration von Verpackungsmaterialien aus Altpapier. Auch bei dieser Untersuchung stellten die Wissenschaftler, bei direktem Kontakt zwischen Lebensmittel und Verpackung, MOSH-Übergänge von 72 Prozent fest.

Petro statt bio
Generell gibt es zwei verschiedene Arten der Lebensmittel-Kontamination durch Verpackungen: Zum einen stammen die unerwünschten Bestandteile aus dem Werkstoff selbst, da diese zu großen Teilen aus recyceltem Altpapier stammen. Das klingt im ersten Moment nachhaltig und ‚bio‘, verfolgt man jedoch die Herstellungskette rückwärts, ist das Problem schnell klar: Die Ausgangsstoffe, beispielsweise Tageszeitungen, kommen stark bedruckt zur Wiederaufbereitung. Und zwar mit Farben, die nie für den Lebensmittelkontakt entwickelt wurden. Gibt es auch im Laufe des Recyclingvorgangs Reinigungsverfahren (Druckfarbenflotation), so sind diese in ihrer jetzigen Form nicht geeignet, Lebensmittel-Sicherheit zu ermöglichen. So eliminiert das Deinking von Zeitungspapier nur Mineralöl auf Pigmentartikeln, da Wasser alleine keine Mineralöle auswäscht. Das Problem zu umgehen, indem für Lebensmittelverpackungen nur Frischfasern statt Altpapier zum Einsatz kommen, erscheint hier zwar als die simpelste Lösung, erweist sich aber bei näherer Betrachtung als nicht umsetzbar: Laut VDP (Verband Deutscher Papierfabriken) erzeugt die europäische Papierindustrie jährlich 40 Mio. Tonnen Papier, Karton und Pappe zu Verpackungszwecken, zum großen Teil für Lebensmittel. Würde also die gesamte Produktion auf Frischfaser umgestellt, wäre das Resultat eine enorme Ressourcenbelastung. Neben den Anbauflächen für Nutzbäume spielt hier auch der Herstellungsprozess eine entscheidende Rolle, da das Verarbeiten von Frischfasern mehr Rohstoffe, Wasser sowie Energie benötigt.

Grenzen ziehen
Sinnvoller und nachhaltiger ist es, zwischen Lebensmittel und Verpackung eine Barriere zu erzeugen. Zwei Möglichkeiten gibt es hier: Die sogenannte Bag-in-box-Lösung, also eine Zwischenverpackung des Nahrungsmittels in Tütenform, die dann wiederum in der abschließenden Verpackung aus Karton Platz findet. Hier gibt es Varianten aus Papier, PE, PP, PET sowie Aluminium, wobei letztere Variante die sicherste, leider aber auch die teuerste darstellt. Zwischenverpackungen aus Kunststoff hingegen stellen laut CVUA Stuttgart keine ausreichende Barriere dar. Die zweite Option ist das Anbringen einer Barriere-schicht auf der dem Lebensmittel zugewandten Seite des Kartons, wie sie beispielsweise Mayr-Melnhof Karton entwickelte. Foodboard ermöglicht laut Hersteller einen funktionellen Schutz vor petrochemischen Bestandteilen sowie Benzophenonen, Phthalaten und DIPN (Diisopropylnaphthalenen) und ermöglicht einen Schutz vor Querkontaminationen während Transport und Lagerung.

Das Übel an der Wurzel packen
Eine weitere Lösung schlug Dr. Erich Frank, Flint Group, im Zuge seines Vortrages ‚Mineralöle in Lebensmittelverpackungen - Lösungsansätze aus der Druckindustrie‘ vor, den er im September 2011 im BfR (Bundesinstitut für Risikobewertung) hielt: Mineralölfreie Zeitungsfarben. Diese seien machbar, beispielsweise durch Substitution von Pflanzenölen und/oder Fettsäure-Alkylestern, doch mangele es hier zurzeit an einer Nachfrage auf dem Markt. Frank führt dies auf den damit verbundenen Entwicklungsaufwand, die höheren Rohstoffkosten sowie das noch nicht geklärte Verhalten der alternativen Druckfarben (Quell-/Schrumpfverhalten der Druckmaschinen-Gummiwalzen, Deinking) zurück. Des Weiteren stellt sich bei den Rohstoffen auf Nutzpflanzenbasis die Problematik, dass hier wirtschaftliche Interessen mit dem Bedarf an Nahrungsmitteln konkurrieren.

Außen bunt, innen schwer verdaulich
Die zweite Emissions-Quelle für lebensmittel-ungeeignete Bestandteile sind ebenfalls Farbstoffe. In diesem Fall sind diese - zumindest anfangs - nicht in, dafür aber auf der Lebensmittelverpackung: Kartonaufdrucke lassen gesuchte Produkte im Supermarktregal schnell identifizieren und informieren Konsumenten über Inhalt und gegebenenfalls Hinweise zur Zubereitung. Doch wie auch Farbstoffreste aus Altpapier, emittieren diese ebenfalls nicht für den Verzehr geeignete Fremdstoffe, so sie nicht entsprechend formuliert oder verarbeitet wurden. Hier reagierte die Industrie bereits und produziert spezielle Druckfarben, in denen der Anteil migrierfähiger Substanzen auf ein Minimum reduziert ist. Zeller+Gmelin entwickelte beispielsweise mit Uvalux U41 eine Druckfarbe, die sich die Tatsache zu Nutze macht, dass MOSH-Moleküle für gewöhnlich nur bis zu einer Kettenlänge von C24 zur Migration neigen. Darum setzt der Hersteller hier auf möglichst langkettige Moleküle, die zu keiner Reaktion mit dem Packgut neigen.

Licht oder Laser?
Damit eine bedruckte Lebensmittelverpackung ihren Inhalt nicht kontaminiert, aber auch um sie zeitnah weiterverarbeiten zu können, muss die Druckfarbe möglichst schnell trocknen. Drei Verfahren stehen dem Anwender hier zu Verfügung: Thermische Trocknung durch IR-Strahlung oder Heißluft, die UV-Trocknung und die Technologie des EB-curings (electron beam curing, Elektronenstrahlhärtung). Die auf Hitze basierenden Verfahren eignen sich in der Nahrungsmittelindustrie weniger, da die zugeführte Wärme nicht nur Verpackung, sondern auch den Inhalt beeinflussen kann. Daher setzen Anwender für gewöhnlich auf eines der beiden Alternativsysteme, wobei das UV-Verfahren die in der Lebensmittelverpackungs-Industrie am weitesten verbreitete Trocknungsmethode darstellt. Es ermöglicht ein Trocknen von Farben und Lacken binnen Sekundenbruchteilen, indem UV-Strahlen einer Wellenlänge zwischen 200 und 480 nm sogenannte Photoinitiatoren anregen. Diese wandeln das Licht in chemische Energie um und lösen eine Polymerisationsreaktion innerhalb der Druckfarbe aus. Da dieses Verfahren recht energieintensiv ist, arbeiten die einschlägigen Maschinen-Hersteller an der Effizienz ihrer Systeme. So verfügen Geräte des Typs ELC von IST-Metz über eine Elektronik, die dem Anwender das manuelle oder auch automatische Regeln über den gesamten Dimmbereich der UV-Lampe und somit einen flexiblen Anlagenbetrieb ermöglicht. Das Unternehmen präsentierte weiterhin auf der diesjährigen Drupa in Düsseldorf den mehrstufigen Antrieb FSP (Flexible Shutter-position), der es dem Anwender ermöglicht, die Shutter-Öffnung beim Bearbeiten temperaturintensiver Substrate auf eine Zwischenstufe und damit den Temperatureintrag zu reduzieren. Dies ist gerade im Bereich der Lebensmittelverpackungen relevant, da ein zu hoher Energieeintrag das Substrat schädigen und eine Sekundärmigration auslösen kann. Als Alternative hierzu, wenn auch zumindest innerhalb Deutschlands bisher wenig verbreitet, bieten Hersteller wie ESI (Energy Sciences Inc.) das EB-Verfahren an. Die Technologie ist in der Anschaffung etwas teurer als eine UV-Anlage, amortisiert sich aber für Offsetanwender laut Urs Läuppi, Verkaufsleiter Europa bei ESI, binnen eines Jahres. Grund hierfür ist nicht nur die Energieeffizienz des Systems sondern auch die Tatsache, dass hier keine Photoinitiatoren nötig sind. Dies verringert den Preis der verwendeten Druckfarben, die hierdurch auch keine Geruchsentwicklung verursachen. Die ‚kalte Trocknung‘ erhöht die Temperatur des Produktes nur um wenige Grad Celsius und ist daher schonend für empfindliche Nahrungsmittel. Weiterer Vorteil ist die Tatsache, dass das EB-Verfahren, anders als UV-Licht, unabhängig von der bestrahlten Farbe gleichbleibende Trocknungsergebnisse liefert und über eine von der Betriebsdauer unabhängige Leistung verfügt.

Problem erkannt, Gefahr gebannt?
Erstmalig schon um die Jahrtausendwende erkannt, hatte die Industrie ausreichend Zeit, sich Gedanken über die Problematik der Migration aus Lebensmittelverpackungen zu machen. Und sie hat die Zeit genutzt. Angefangen beim Zellstoff, über trennende Zwischenbarrieren bis hin zu energieeffizienten und verfahrenssicheren Trocknungssystemen können Anwender zwischen verschiedenen Methoden wählen, wie sie ihr Packgut kontaminationsfrei bis zum Endabnehmer transportieren wollen. Spannend bleibt dabei die Frage, ob sich eine der beschriebenen Methoden, oder eine bestimmte Kombination aus Trocknungsverfahren und Barriere, zukünftig als marktbeherrschendes Standardverfahren durchsetzen kann. Wahrscheinlicher ist wohl aber, dass die Verarbeiter auch weiterhin von Fall zu Fall die jeweils beste Methode für den jeweiligen Anwendungsfall auswählen und die zurzeit angebotene Diversität erhalten bleibt, vielleicht auch künftig um die eine oder andere Technologie Ergänzung erfährt.

Das sollten Sie wissen
Da das Problem der Farbmigration zwar bekannt, nicht aber endgültig gelöst ist, muss sich der Anwender über seine rechtlichen Verpflichtungen als Inumlaufbringer im Klaren sein. Wichtigster Orientierungspunkt ist hier sicherlich die ‚Verordnung über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen‘ 1935/2004/EG. Ihr Geltungsbereich (Art. 1 Abs.2) bezieht sich unter anderem auf Materialien und Gegenstände, die als Fertigerzeugnis dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen. Dazu gehören auch Verpackungsmaterialien. Artikel 3 der Verordnung beschreibt die allgemeinen Anforderungen:

„(1) Materialien und Gegenstände, einschließlich aktiver und intelligenter Materialien und Gegenstände, sind nach guter Herstellungspraxis so herzustellen, dass sie unter den normalen oder vorhersehbaren Verwendungsbedingungen keine Bestandteile auf Lebensmittel in Mengen abgeben, die geeignet sind a) die menschliche Gesundheit zu gefährden oder b) eine unvertretbare Veränderung der Zusammensetzung der Lebensmittel herbeizuführen oder c) eine Beeinträchtigung der organoleptischen Eigenschaften der Lebensmittel herbeizuführen."

Ihre Regelungsinstrumente bestehen aus Positivlisten zugelassener Stoffe, Verfahrensregeln für die Zulassung, Konformitätserklärungen sowie spezifische und Gesamtmigrationswerte. Ein informatives PDF des Bundesinstituts für Risikobewertung finden Sie über:
http://tinyurl.com/cvtl7f6
In der Schweiz hat das Eidgenössische Departement des Innern den Einsatz von Recyclingpapier als Umhüllungs- oder Packmaterial für Lebensmittel mit der Verordnung 817.023.21 generell verboten, wenn es mit diesen in direkten Kontakt kommt (Art. 21, Abs. 2). Nicht als Altpapier gelten fabrikneue Produktionsabfälle oder -ausschüsse; Ausnahmen des Verbotes nach Abs. 2 sind durch das Bundesamt für Gesundheit möglich.

 

Über die Firma
FFI Fachverband Faltschachtel-Industrie e. V.
Frankfurt am Main
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