Kunststofffolien haben einen großen Anteil am Verpackungsmüll, auch im Lebensmittelbereich. Nachhaltige Alternativen stehen vor der Herausforderung, zahlreichen Anforderungen an ein Verpackungsmaterial gerecht werden zu müssen. Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) in Halle (Saale) forscht deshalb gemeinsam mit dem Folienspezialisten Polifilm Extrusion aus Weißandt-Gölzau an biobasierten Mehrschichtfolien für Lebensmittel.

Vielfältige Anforderungen

Verpackungsfolien haben nicht nur die Aufgabe, reißfest zu sein, um das Lebensmittel vor Schmutz zu schützen und dem Kunden aufgedruckte oder aufgeklebte Informationen zu präsentieren. Sie müssen mittels sogenannter Migrationsbarrieren zum einen Aroma- und Geschmacksstoffe drinnen halten, zum anderen Mikroorganismen am Eindringen hindern. So gewährleisten sie Frische und Haltbarkeit. Diese vielseitigen Anforderungen erfüllen Folien oft, indem sie als mehrlagige Systeme konstruiert sind, die aus den Kunststoffen Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) und Polyvinylchlorid (PVC) bestehen.

Sowohl die Verpackungsmüllproblematik als auch die Klimakrise stellen seit einiger Zeit weitere Anforderungen an Lebensmittelfolien: Sie sollen nachhaltig hergestellt werden und biologisch abbaubar oder einfach wiederverwertbar sein. Das 2019 in Kraft getretene Verpackungsgesetz sieht vor, die Recyclingquote von Kunststoffverpackungen von derzeit 36% auf künftig 63% zu verbessern.

Barrierewirkung und mechanische Stabilität

Die beiden Forschungspartner haben sich zum Ziel gesetzt, bis August 2021 nachhaltige Lebensmittelfolien zu entwickeln: „Wir wollen eine Mehrlagenfolie aus Biopolymeren entwickeln, die eine effiziente Barrierewirkung und trotzdem eine hohe mechanische Stabilität, hinreichende Transparenz und weitere für den späteren Einsatz relevante Eigenschaften aufweist“, erläutert Sandra Richter, Projektleiterin am Fraunhofer IMWS. Die Grundlage dafür sollen clevere Kombinationen aus Biopolymeren und Füllstoffen legen. Zentral ist dabei das Biopolymer Chitosan, das aus Schalen von Krustentieren gewonnen wird. „Das Chitosan besitzt neben einer antibakteriellen Wirkung eine sehr gute Biokompatibilität, es ist bioabbaubar, nicht toxisch und hat eine natürliche Barrierewirkung“, begründet Richter.

Industrieprozess mit Qualitätskontrolle

Im dem Forschungsprojekt geht es aber nicht nur darum, entsprechende Mehrschichtfolien zu entwickeln. Am Ende soll auch ein industrielles Verfahren stehen, mit dem die Lebensmittelfolien im Großmaßstab produziert werden können. Nicht zuletzt erforschen die Projektpartner eine Methode der zerstörungsfreien Qualitätssicherung. Sie soll eventuelle Verbundfehler, Einschlüsse und ähnliches im Herstellungsprozess erkennen und dafür sorgen, dass die Folien alle Anforderungen an ein Industrieprodukt erfüllen.

bl