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Neue Entwicklungen im Bereich der Verpackungen

Biopolymere: Verpackungsfolie aus Molkeproteinen

Kürzlich veröffentlichte das Unternehmen „Cereplast“ eine Studie aus dem Forschungsfeld „Kompostierbare Biopolymere“. Ramani Narayan, Professor der Michigan State University, wies nach, dass Biopolymere mit um 42 Prozent geringere CO 2-Emissionen die Umwelt belaste, als herkömmliche Verpackungsmaterialien.

Polymere sind langkettige Verbindungen, die plastisch veränderbar sind: Sie können durch petrochemische Prozesse hergestellt werden – das Ergebnis ist Kunststoff oder Plastik. Doch die Natur bringt ebensolche Verbindungen hervor, Cellulose ist beispielsweise ein natürliches Polymer. Das Fraunhofer-Institut entwickelte 2011 eine Verpackungsfolie mit einer Barriereschicht aus Molkeprotein. Neben geringeren CO 2 Emissionen punktet die Mehrschichtfolie aus dem Abfallprodukt der Käseherstellung auch mit einer Material sparenden Produktion und einfacher Recyclingmöglichkeit. Aus Süß- und Sauermolke wurden Molkeproteine durch chemische Prozesse optimiert: Die neugewonnenen Molkeproteinformulierungen zeichnen sich durch eine hohe Barrierewirkung und einer Stabilität gegenüber mechanischen Beanspruchungen aus. Synthetische Barrierepolymere und Polymerschichten in Verpackungsfolien können durch das neue Biomaterial aus Molkeprotein ersetzt werden. Laut den Landwirtschafts- und Genossenschaftsverbänden der EU (Copa und Coega) wächst der Markt für Biokunststoffe im Jahr 2012 auf etwa 2 Millionen Tonnen im Jahr an. Diese Entwicklung lässt sich auch darauf zurückführen, dass immer mehr Konsumenten beim Einkauf Wert auf Nachhaltigkeit legen.

Graphen: Chlorfreie Barrierefolien für die Pharmaindustrie, Aroma-Konservierung für Lebensmittelverpackungen

Derzeit wird auch an neuen Verpackungsmitteln für den Pharmabereich geforscht: Ziel ist die Entwicklung einer Chlor-freien Verpackung bzw. aktive Barrierefolie für Medikamente, die dieselben Barriere-Eigenschaften aufweist wie die bereits existenten Verpackungen. Grund für die erhöhte Forschungstätigkeit ist zum einen, dass die chlorhaltigen Polymere karzinogene Restmonomere enthalten. Dadurch können für den Menschen schädliche Substanzen wie Dioxin oder Chlorwasserstoff freigesetzt werden. Die hohen Barrier-Eigenschaften bzw. die hohe Schutzfunktion, die für den Pharmabereich von höchster Wichtigkeit ist, kann möglicherweise durch ein neues Verfahren – ganz ohne Chlor – erzielt werden: Graphenpartikel werden in hybride funktionelle Lacksysteme eingearbeitet. Die physikalischen Eigenschaften des Basispolymers können dadurch deutlich verbessert werden. Mechanische Festigkeit und Dichtigkeit  der Graphen hält Wasserdampf und Gase ab. Die Kohlenstoffatome der Graphen sind so eng aneinander gepackt, dass selbst das kleinste Gas-Atom Helium nicht durchkommt: Deshalb könnten Graphen auch in Zukunft eine wichtige Rolle bei Lebensmittelverpackungen spielen. Das Aroma des Verpackten würde sich nämlich sehr lange komplett erhalten.