Bevor biobasierte Kunststoffe verstärkt auch als Verpackungsmaterial eingesetzt werden können, müssen aber noch eine Reihe von offenen Fragen geklärt werden, wie z.B.:

• Wie müssen biobasierte Kunststoffe modifiziert werden, damit sie, gerade für die Lebensmittelverpackung, ausreichende Barriereeigenschaften erfüllen?
• Lassen sich biobasierte Kunststoff-Verpackungen nach ihrer Nutzung recyceln?
• Wie verhalten sich biobasierte Kunststoffe, wenn sie unsachgemäß in die Umwelt geraten?

Hier setzt die Forschungsförderung des BMEL über das Programm Nachwachsende Rohstoffe an.

Förderaufruf

Aus dem im September 2018 veröffentlichten Förderaufruf „Biobasierte Kunststoffverpackungen für Lebensmittel“ sind fünf Forschungsverbünde hervorgegangen, die aktuell gefördert werden:

• Biobasierte Schrumpffolie für Gefrieranwendungen im Lebensmittelbereich Entwicklung einer neuartigen, nachhaltigen Alternative zu Polyethylen-Schrumpffolien für den Lebensmittelbereich. Die Folie soll zu mind. 50 % aus nachwachsenden Rohstoff bestehen, mit der Option den Anteil durch den Zusatz weiterer Biopolymeren auf 100 % zu steigern. Teilvorhaben (TV) 1, TV 2
• Neuartige biologisch abbaubare Flaschen aus Biokunststoffen mit hohem biobasierten Anteil und hoher Barriere (Bio2Bottle) Entwicklung eines biobasierten, rezyklierbaren Werkstoffes zur Herstellung von Flaschen (Endanwendungen: z. B. Fensterreinigungsmittel, Flüssigprodukte für den biologischen Landbau) TV 1, TV 2, TV 3, TV 4
• Technologieentwicklung für Biobasierte Pouch-Verpackungen Entwicklung von Pouch-Verpackungen (Standbodenbeutel) aus biobasierten Kunststoffen, entlang der gesamten Herstellungskette. TV 1, TV 2, TV 3
• PLA-Schalen mit verbesserten Barriereeigenschaften für den Einsatz in MAP-Verpackungskonzepten für sensible Lebensmittel (PLA4MAP) Entwicklung eines biobasierten und recyclinggerechten Verpackungskonzepts für sensible Lebensmittel aus tiefgezogenen Polymilchsäure(PLA)-Verbund-Schalen und einer PLA-Siegelfolie, die für den Einsatz als Schutzgasatmosphäre-Verpackung (MAP) entsprechende Barrierewerte hinsichtlich Sauerstoff und Wasserdampf aufweisen müssen. TV 1, TV 2
• Wasserdampfbarrieren auf Basis von Kolophoniumharzen, Fettsäureestern und ungesättigten vegetabilen Ölen für biobasierte Kunststoffe Verschiedenen, biobasierten Rohstoffe sollen so ausgelegt, weiterentwickelt sowie untereinander formuliert werden, dass sie eine hohe Wasserdampfbarriere ergeben. TV 1, TV 2, TV 3

Ebenfalls als Ergebnis des Förderaufrufs wurden sieben Projekte zur Konzeptentwicklung gefördert. Diese sind größtenteils abgeschlossen und werden ausgewertet.

• Neuartige Verpackungsfolien aus Biokunststoffen mit hohem biobasierten Anteil, hoher Flexibilität, sehr guten Barriereeigenschaften und guter Rezyklierbarkeit
• Entwicklung einer biobasierten Verpackungslösung mit haltbarkeitsverlängernder Wirkung aus PLA und ätherischen Ölen
• Erhöhung der Wasserdampfbarriere von biobasierten Lebensmittelverpackungen
• Qualifizierung von Technologien zur Funktionalisierung von biobasierten Kunststofffolien für Lebensmittelverpackungen
• Nanoskalige plasmagenerierte Kohlenstoffschichten zur Reduzierung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Biopolymeren
• Technische Konzeptentwicklung zum Thema Additive Funktionalisierung von Biokunststofffolien für sensorische Thermoformverpackung - FunSenso
• Recyclingfähigkeit von PLA und PLA-Folien durch Stärkekontamination unter besonderer Berücksichtigung der Barriereeigenschaften

Förderung innerhalb des Förderprogramms „Nachwachsende Rohstoffe“

Nicht nur über Förderaufrufe, sondern auch über den Schwerpunkt „Verarbeitung biogener Rohstoffe zu Zwischen- und insbesondere Endprodukten“ des Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe werden Forschungsprojekte zum Thema Verpackung finanziell unterstützt. Hier einige Beispiele:

• Entwicklung neuartiger biobasierter Folien mit besonderen Barriereeigenschaften für Anwendungen im Lebensmittel- und Verpackungsbereich (Teilvorhaben (TV) 1, TV 2, TV 3, TV 4, TV 5): Mit Hilfe einer biobasierten, hybridpolymeren Beschichtung (bioOROMOCER®) soll eine biobasierte Folie für den Verpackungsbereich entwickelt werden, die über definierte Barriere-Eigenschaften verfügt und dennoch recycelbar ist.
• Selbstheilende Barriereschichten in Lebensmittelverpackungen basierend auf dem Prinzip der Mikroverkapselung (SmartBarrieres): Papier- und Kartonverpackungen zählen zu den nachhaltigen Verpackungslösungen im Lebensmittelbereich. Um die notwendigen Anforderungen zu erreichen, werden die Materialien beschichtet. Im Vorhaben sollen selbstheilende Barriereschichten unter Verwendung von Mikrokapseln auf Basis von Stärke/Cellulose für Kartonverpackungen entwickelt werden. Wird während der Verarbeitung die Barriereschicht beschädigt, brechen die Mikrokapseln auf und geben so die mobile Heilungskomponente zum Verschließen der Risse frei. Eine nachlassende Barrierewirkung durch Beschädigungen in mechanischen Umformprozessen der Verpackungen soll auf der Grundlage dieses Selbstheilungsmechanismus verhindert werden.
• Verarbeitung von biobasiertem Verpackungsmaterial aus nachwachsendem Rohstoff für FFS-Verpackungsmaschinen im Thermoform Prinzip: Form-, Fill- und Seal-Verpackungsmaschinen (FFS), die auf Basis des Thermoformprinzips Portionsverpackungen für die Systemgastronomie produzieren, sollen an den Einsatz von biobasierten, nicht strukturgleichen biobasierten Kunststoffen, wie z. B. PLA, angepasst werden.
• PackMit – Fortbildungskonzept für den Packmittelinformationstransfer in der Lebensmittelindustrie (TV 1, TV 2) Die wesentlichen Hindernisse für den Einsatz von biobasierten Kunststoffen im Lebensmittelsektor sind die fehlenden Kenntnisse der Packmittelanwender zu Verarbeitungseigenschaften und Funktionalität. Daher sollen im Verbundvorhaben eine qualifizierte Informationsgrundlage für die Umstellung auf biobasierte Kunststoffe und eine zertifizierte Fortbildung für einen Packmittelinformationstransfer erarbeitet werden.