Verpackung Überlegenheit der Biokunststoffe

Forscher der Uni Hohenheim untersuchen Verpackungsmaterial aus nachwachsenden Rohstoffen. Dieses hat häufig keine schlechteren Eigenschaften als erdölbasiertes PET. Im Gegenteil.

Freitag, 27. November 2020 in Verpackung
Silke Wartenberg
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In den 27 europäischen Ländern werden nicht nur jedes Jahr 89 Millionen Tonnen Lebensmittel weggeworfen – auch Verpackungsabfälle fallen tonnenweise an. Diesem Trend tritt nun das europäische Forschungsvorhaben MyPack entgegen, an dem auch Wissenschaftler der Uni Hohenheim beteiligt sind. Ziel ist, die Markteinführung innovativer Verpackungen zu unterstützen, um Lebensmittel und Verpackungsabfälle sowie deren negativen Einfluss auf die Umwelt zu reduzieren. Die Forscher haben dabei verschiedene Anwendungsbereiche im Auge. Diese reichen von der Verpackung für gebrauchsfertig geschnittenen Salat bis hin zur Herstellung von Schalen für Babynahrung. Untersucht wird außerdem die Akzeptanz der neuen Materialien durch die Verbraucher.

Aus nachwachsenden Rohstoffen: PEF statt PET
In Getränkeflaschen und anderen Lebensmittelverpackungen wird häufig der Kunststoff Polyethylenterephthalat, kurz PET, verwendet. PET wird aus Rohöl hergestellt. Der neue Ansatz: das T in PET möglichst weitgehend durch ein F, wie Furandicarbonsäure, ersetzen. „Eine Vorstufe davon, das Hydroxymethylfurfural (HMF) lässt sich beispielsweise aus Chicorée-Wurzelrüben gewinnen, die sonst ungenutzt als Abfall auf dem Kompost oder in der Biogasanlage landen“, erklärt Markus Götz, Doktorand im Fachgebiet Konversionstechnologien nachwachsender Rohstoffe an der Uni Hohenheim. Aber auch andere kohlenhydrathaltige Abfälle der Forst- und Landwirtschaft ließen sich verwenden. So entstehe auch keine Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion.

PEF weist keine schlechteren Eigenschaften als das erdölbasierte PET auf. Im Gegenteil: Das biobasierte PEF hat eine höhere Gasbarriere als PET, das heißt, es verhindert das Eindringen von Sauerstoff in das Lebensmittel besser, wodurch beispielsweise die Haltbarkeit von Fleisch erhöht wird. Umgekehrt bleibt bei kohlensäurehaltigen Getränken das Gas länger in einer PEF- als in einer PET-Flasche.

Ein weiterer Vorteil von Biokunststoffen wie PEF liegt in einer Reduzierung des Materialeinsatzes. Wie Götz erklärt, ermöglicht die höhere mechanische Stabilität die Verwendung dünnerer Folien. So könnten Flaschen, die aus PEF hergestellt werden, eine deutlich dünnere Wandstärke als PET-Flaschen haben. Und das reduziere nicht nur die Material-, sondern auch die Transportkosten. Bei aller Begeisterung für die nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen gibt es jedoch aktuell noch zu wenig Material für einen industriellen Einsatz. Vielversprechend hingegen ist das Thema Recyclingfähigkeit. PEF ist PET chemisch gesehen so ähnlich, dass beide Materialien gemeinsam recycelt werden können.

PLA und PEF: Stark im Verbund
Was für PEF noch weitgehend Zukunftsmusik ist, ist für Polylactic Acid, kurz PLA, bereits Realität. Bei dem Basisrohstoff für PLA handelt es sich um Maisstärke, die chemisch oder biologisch zu Milchsäure umgewandelt wird. Die hohe Wasserdampfdurchlässigkeit des PLAs begrenzt allerdings die Einsatzmöglichkeiten im Lebensmittelbereich. „In MyPAck ist es gelungen, die Verbundfolie aus PLA und PEF herzustellen“, erklärt Götz. „Diese verbindet die Barriere-Eigenschaften des PEFs mit dem vergleichsweise geringen Preis des etablierten PLA. Dies kann die Markteinführung des PEFs beschleunigen, da die hohen Kosten im Moment eine der größten Markteintrittsbarrieren sind.“