Bio-Ökonomie Forschungsprojekt will Bio-Kunststoffe für Verpackungen marktreif machen

Verpackungen sind notwendig, aber verursachen tonnenweise Müll und belasten die Umwelt. Abhilfe schaffen Verpackungen aus Bio-Kunststoffen – deren Markteinführung treibt das EU-Forschungsprojekt „My Pack“ voran.

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SSI SCHÄFER / Fritz Schäfer GmbH

Universität Hohenheim

Verpackungen spielen eine wichtige Rolle in vielen Branchen – verursachen jedoch auch tonnenweise Abfälle. Nachhaltige Verpackungen auf Basis erneuerbarer Rohstoffe können dem entgegenwirken. Daran forscht derzeit die Universität Hohenheim, unterstützt durch das EU-Forschungsprojekt „My Pack“. Ziel des Projektes ist die erfolgreiche Markteinführung und Kundenakzeptanz neuer Verpackungen – aber auch, Verpackungsabfälle gänzlich zu vermeiden, etwa durch Verpackungen, die für länger haltbare Lebensmittel sorgen.

Biobasierter Kunststoff PEF statt PET

Biobasierte Kunststoffe machen bisher einen noch unbedeutenden Teil der weltweiten Kunststoffproduktion aus. Die meisten der am Markt befindlichen Kunststoffe werden nach wie vor aus Erdöl hergestellt. Dabei gibt es mittlerweile Alternativen, die nicht nur nachhaltig sind, sondern auch bessere Eigenschaften haben – etwa der Kunststoff PEF.

PEF lässt sich zu hundert Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen und ist in etwa gleichzusetzen mit dem bekannten Kunststoff PET – Polyethylenterephthalat, der vor allem für den Einsatz bei Getränkeflaschen und anderen Lebensmittelverpackungen verwendet wird. PET wird aus Rohöl hergestellt. „Das Ziel besteht darin, das ‚T‘ in PET möglichst weitgehend durch ein ‚F‘ zu ersetzen, wobei das ‚F‘ für ‚Furandicarbonsäure‘ steht“, erklärt Markus Götz von der Uni Hohenheim.

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. Aber auch andere kohlehydrathaltige Abfälle aus der Forst- und Landwirtschaft lassen sich für die Herstellung verwenden. So entsteht auch keine Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion.

Außerdem weist PEF bessere Eigenschaften als PET auf:

• Das biobasierte Material hat eine höhere Gasbarriere als PET, d. h. es verhindert das Eindringen von Sauerstoff in das Lebensmittel viel besser, wodurch beispielsweise die Haltbarkeit von Fleisch deutlich erhöht wird.

• Umgekehrt bleibt bei kohlensäurehaltigen Getränken das Gas länger in der Flasche, wenn sie aus PEF hergestellt wurde.

• Die höhere mechanische Stabilität von PEF macht es möglich, dünnerer Folien und Verpackungen zu verwenden. Das wiederum reduziert die Material- und Transportkosten.

• PEF ist zusammen mit PET recycelbar und muss nicht aufwändig getrennt werden.

Weit verbreitet ist PEF bisher noch nicht, das scheitert bisher an der mangelnden Verfügbarkeit des Materials. Die Kosten für das Material liegen noch sehr hoch.

Neue Verbundfolie aus nachhaltigen Rohstoffen

Bereits häufiger im Einsatz ist das Material PLA (Polylactic Acid): Polymilchsäuren, die auf Basis von Maisstärke hergestellt werden und somit komplett aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt werden. Die hohe Wasserdampfdurchlässigkeit des PLAs begrenzt allerdings die Einsatzmöglichkeiten im Lebensmittelbereich.

Im Rahmen des Forschungsprojektes My Pack ist es gelungen, eine Verbundfolie aus PLA und PEF herzustellen. Der Vorteil dabei: Die Barriere-Eigenschaften des PEFs verbindet sich mit dem vergleichsweise geringen Preis des etablierten PLA. Hier werden die positiven Eigenschaften beider Polymere kombiniert. Auch die Verbundfolie ist vergleichbaren Kunststoffen überlegen: Bei gleichen Barriere-Eigenschaften kann sie 30 Prozent dünner und damit leichter sein. Die Hoffnung der Wissenschaftler ist, dass die Markteinführung des PEFs beschleunigt wird, da die hohen Kosten eine der größten Markteintrittsbarrieren sind.

Zudem untersucht die Uni Hohenheim derzeit, was Barrieren für die Markteinführung von Bio-Kunststoffen sind und unter welchen Voraussetzungen Verbraucherinnen und Verbraucher die Verpackungen akzeptieren.