+
Der richtige Mix: An der Flachfolienextrusionsanlage forscht Dr. Cornelia Stramm an den Materialkomponenten für Verpackungen.

FT-Serie

Forschung am Fraunhofer:„Verpackung ist kein Abfall, sondern ein Wert“

  • schließen

Verpackung ist ein entscheidender Schlüssel für Nachhaltigkeit und Naturschutz, betonen Forscher des Fraunhofer IVV: Sie tüfteln an Folien, die die Umwelt schonen und Lebensmittel trotzdem schützen.

Freising – Eine fiese Fangfrage ist das: „Über welche Verpackung ärgern Sie sich?“ Der Gegenüber denkt kurz nach – und tappt in die Falle. Grundsätzlich sei sein Bewusstsein in den vergangenen zwei Jahren deutlich gestiegen, Verpackungen zu vermeiden und stattdessen mit eigenen Taschen und Rucksäcken zum Einkaufen zu gehen, antwortet also der Befragte. „Mein Ärger über Verpackung ist massiv gestiegen, weil ich viele als unnötig empfinde, etwa Verpackungen innerhalb einer Verpackung.“

Der Antwortgeber – das war in diesem Fall der Journalist. Die Frage kam von Cornelia Stramm, promovierte Chemikerin, die am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) in Freising die Abteilung Materialentwicklung leitet. Und die 50-Jährige lässt die Falle zuschnappen. „Verpackung ist kein Abfall, sondern ein Wert. Sie muss raus aus dem schlechten Image!“

Verpackung: „Sicherheit des Lebensmittels steht über allem“

Stramms Hauptaugenmerk liegt nicht auf Transportverpackung, sondern auf Primärverpackung – auf jener Verpackung also, in der sich das Lebensmittel direkt befindet. „Die wichtigste Funktion der Verpackung ist der Schutz des Produkts“, betont die Wissenschaftlerin. „Die Sicherheit des Lebensmittels zu gewährleisten, steht über allem.“ Schließlich sei es eine immense Herausforderung, die explosionsartig wachsende Weltbevölkerung zu ernähren. „Lebensmittel haben einen enormen Wert – auch weil bei der Erzeugung von der Saat über die Ernte bis zum Transport und Verkauf viel Energie und Aufwand drin steckt.“

Seit 2001 tüftelt Cornelia Stramm im Technikum des Fraunhofer IVV an der perfekten Verpackung und nutzt dabei das Know-how im Haus. Dabei kann sie sich auf das Wissen von Material- und Lebensmittel-Experten stützen. „Das wir in beiden Bereiche Kompetenzen besitzen, ist die große Stärke des Hauses. Denn der Schnittpunkt ist ganz wichtig, um etwas Sinnvolles zu entwickeln.“

Verpackung schützt – und benötigt Schutz: An der Lackieranlage im Technikum des Fraunhofer IVV in Freising erhalten die Folien eine zusätzliche Schicht, um weitere Schutzfunktionen zu integrieren.

Die Aufgabe ist komplex. Denn jedes Lebensmittel hat eigene Verpackungsanforderungen. Diese sind beispielsweise bei Salat und Obst ganz anders als bei Fleisch. „Eine gute Verpackung sorgt dafür, das Lebensmittel so lange wie möglich haltbar zu machen und zu verhindern, dass sich frühzeitig Schimmel bildet oder einfach nur Vitamine verloren gehen“, berichtet Stramm. Ganz wichtig aber auch: „Es dürfen keine Stoffe von der Verpackung ins Lebensmittel übergehen.“

Im Technikum des Fraunhofer IVV stehen ihr rund zehn Maschinen zur Verfügung. An der Flachfolienextrusionsanlage etwa wird an den Materialkomponenten für die Verpackung getüftelt. Vier Kunststoffe sind hier jeweils über thermoplastische Verarbeitung, also über ein Schmelzverfahren, kombinierbar, um aktive Verpackungen, aber auch technische Folien zu entwickeln.

Auch an technischen Folien wird getüftelt - etwa für PV

Während aktive Verpackungen etwa Sauerstoff binden können, um Produkte länger haltbar zu machen und sie vor Vitamin- oder Farbverlust zu schützen, lassen sich die technischen Folien zum Beispiel zur Dämmung von Häusern oder bei Fotovoltaikanlagen einsetzen. „Bei der Verkapselung von Solarmodulen können die Folien Glas ersetzen“, berichtet Stramm. „Und da Folien leichter sind, ist mehr PV auf Flachdächern möglich.“ Auch das sei ein Beitrag zum Klimaschutz.

An der Lackieranlage wiederum werden Schutzlacke auf die Folien angebracht. Schließlich muss auch die Verpackung selbst geschützt werden – etwa vor Witterung oder Abrieb. „Bei all unserer Forschungsarbeit müssen wir aber darauf achten, dass es in der Masse umsetzbar ist“, betont Stramm. „Unsere Verpackungen müssen auf große Anlagen übertragbar sein.“

Professor: „30 Prozent Lebensmittelverlust sind inakzeptabel“

Hier kommt Professor Jens-Peter Majschak ins Spiel: Der 57-jährige Maschinenbauer leitet seit 2004 im Fraunhofer IVV den Institutsteil Verarbeitungstechnik in Dresden sowie den Lehrstuhl für Verarbeitungsmaschinen/Verarbeitungstechnik an der TU Dresden. Er forscht an der Massenprozesstauglichkeit. „Es geht darum, dass die Prozesse sicher sind und so effizient, wie es auf einem globalen Markt mit explosionsartig wachsender Bevölkerung notwendig ist.“ Mit seiner Fokussierung auf maschinelle Prozesse und Systeme der Lebensmittelherstellung und -verpackung habe der Lehrstuhl ein europaweites Alleinstellungsmerkmal. „Selbst weltweit habe ich nirgendwo so eine Konzentration der Thematik im Maschinenbau erlebt.“

Auch Majschak treibt die tiefe Überzeugung, dass die Sicherheit der Lebensmittelversorgung massiv von der Verpackung abhängt. „In Deutschland hat das schlechte Image der Verpackung mit der dramatischen Unterbewertung des Wertes für Lebensmittel zu tun“, sagt er. Das sei ein gesellschaftliches Problem. Angesichts der herrschenden Niedrigpreise sei der Verbraucher auch ein Stück weit fehlkonditioniert worden. „In Bedarfsgebieten, in denen Nahrungsmangel herrscht, sind 30 Prozent Lebensmittelverlust im globalen Schnitt einfach inakzeptabel.“ Diese fatale Quote müsse mit guter Verpackung minimiert werden.

Immerhin: Majschak sieht im Maschinenbau einen Paradigmenwechsel – weg von der reinen Fokussierung auf Effizienz und Standardisierung, hin zu Differenzierung. „Der Markt ändert sich“, erklärt Majschak. „Neben den großen Produzenten drängen immer mehr kleinere auf den Markt mit zum Teil völlig neuen Produkten aus neuen Rohstoffquellen.“ Allein bei den veganen Produkten gebe es inzwischen eine riesige Bandbreite, die sowohl von der Verpackungstechnik bedient werden als auch mit der entsprechenden Maschinentechnik ausgestattet sein müsse. „Das bedeutet für den Maschinenbau eine Potenzierung der Herausforderung“, betont der Professor. „Einerseits muss die Massenproduktion weiterhin im Hocheffizienzbereich laufen, andererseits um ein Vielfaches flexibler werden, um regionale wie globale Marktbedürfnisse zu befriedigen.“

Sein Fokus liegt auf Nachhaltigkeit: Professor Jens-Peter Majschak am Thermoformversuchsstand in Dresden. Hier werden neue Konzepte zur Herstellung von Becherverpackungen erforscht, um Verpackungsmaterial einzusparen und neue, recyclingfähige Materialien zu testen.

Ein Problem, dem die Verpackung den schlechten Ruf verdankt, muss die Forschung dabei freilich beheben: dass Verpackung selbst eine Umweltbelastung darstellt. Um die zu reduzieren, tüftelt das Fraunhofer IVV nicht nur an neuen Recycling-Prozessen oder an Folien, die nur aus einem fossilen Kunststoff bestehen und sich besser recyceln lassen, sondern auch an sogenannten Biopolymeren. Die sollen die fossilbasierten Stoffe mittelfristig ersetzen. „Biopolymere kommen entweder aus nachwachsenden Quellen und/oder sind biologisch abbaubar“, erklärt Stramm. Gewonnen werden sie aus Reststoffen. „Wir gucken, wo in der Lebensmittelindustrie Substanzen anfallen, aus denen sich Stärke, Proteine oder Kohlenhydrate holen lassen, um es in Verpackungsmaterial einzusetzen.“ Klar ist allerdings auch: „Man wird nie mit nachwachsenden Rohstoffen den kompletten Verpackungsmarkt abdecken können – zumindest nicht in den nächsten 50 Jahren.“

Die Crux: Biopolymere, die biologisch abbaubar sind, können nicht all das, was die fossilen Rohstoffe vermögen. Sie haben andere Materialeigenschaften. Als Beispiel zeigt Cornelia Stramm einen Kaffeebecher, der zu hundert Prozent aus Biopolymeren gefertigt wurde. Er ist gelblich. „Es gibt sehr wenige Biopolymere, mit denen ich glasklare Folien herstellen kann“, erklärt sie. Der heutige Konsument schätze aber transparente Verpackungen, müsse sich da also umstellen. Auch die Steifigkeit sei bei Biopolymeren meist höher. „Deswegen sind die Materialien schwieriger zu verarbeiten.“

Freising-Newsletter:

Alles aus Ihrer Region! Unser brandneuer Freising-Newsletter informiert Sie regelmäßig über alle wichtigen Geschichten aus dem Landkreis Freising - inklusive aller Entwicklungen rund um die Kommunalwahlen auf Gemeinde- und Kreisebene. Melden Sie sich hier an.

Kunststoff sofort weg? - „Das löst die Probleme nicht“

Herausforderungen also auch für den Maschinenbau: „Hier geht es darum, an den bestehenden Maschinen einzelne Komponenten zu ertüchtigen“, erklärt Majschak. Die gute Nachricht: Man habe für wichtige Prozesse bereits die richtigen Technologien in der Pipeline und zum Teil schon am Start – „weil die ganze Wertschöpfungskette vom Materialhersteller über den Maschinenbauer bis hin zum Recycler gemeinsam eine brutale Technologieentwicklung vorantreibt“. Der Professor versteht das auch als wichtiges Signal an den Verbraucher: „Wir sind den Problemen, die Kunststoffe verursachen, nicht hilflos ausgeliefert. Wir haben Handlungsoptionen.“

Er sagt allerdings auch: „Der nachvollziehbare Reflex zu sagen ,Schafft uns den Kunststoff weg, weil der ist nie wieder runterzukriegen von dieser Welt’ löst die Probleme nicht.“ Es sei unrealistisch, über Nacht jegliche Art von Kunststoffverpackung abzuschaffen. Denn dann würden viel mehr Lebensmittel verderben, und das wäre katastrophal.“ Majschak plädiert daher für Vielfalt. „Für ein riesiges Problem eine riesige Lösung zu suchen, ist Denken von Gestern.“ Wie in der Energiewirtschaft müsse weltweit ein Mix gefunden werden, der minimalen Ressourceneinsatz garantiere.

Verpackung ist ein Schlüssel für Umweltschutz

Dafür benötigt die Branche Nachwuchs, betont der Professor. „Deshalb muss es uns gelingen, die kritische Wahrnehmung zu verändern und die riesigen Chancen, die unsere Branche bietet, sichtbar zu machen. Nicht dass Eltern zu ihren studierwilligen Kindern sagen: Du gehst mir nicht in die Verpackungsindustrie, weil das die Bösen sind.“ Im Gegenteil: „Die müssen wissen, dass ich im Bereich Verpackung für Nachhaltigkeit und Umweltschutz mehr tun kann als irgendwo anders.“

Gut zu wissen: Dieser Artikel ist der erste Teil einer zwölfteiligen FT-Serie über das Fraunhofer IVV unter dem Titel „Mission Weltrettung“. Denn ob Klimawandel oder Hungersnöte - Das Fraunhofer IVV in Freising forscht zu Themen von globaler Dringlichkeit.

Auch interessant: Neue Leiterin des Fraunhofer-Instituts hilft mit Forschung dort, wo „die Hütte brennt“. Abseits-Verein geschockt: Der Kauf des Kneipen-Areals ist geplatzt. fresch-Sauna ist jetzt offiziell „Premium“: Das sind die Gründe.

Auch interessant

Mehr zum Thema

Meistgelesene Artikel

Coronavirus in Freising: BRK richtet Bitte an Bürger – Praxis-Parkplatz als Teststation
Das Coronavirus breitet sich im Landkreis Freising aus: Seit 29. Februar haben sich 716 Menschen infiziert, 15 sind gestorben. Nun sucht das Landratsamt Helfer.
Coronavirus in Freising: BRK richtet Bitte an Bürger – Praxis-Parkplatz als Teststation
So reagiert die Hallbergmooser Tafel auf Corona: „Lieferservice“ für die Nachbarn
Die Corona-Krise stellt die Tafeln vor große Herausforderungen. Viele mussten schließen. In Hallbergmoos wurde der Betrieb umorganisiert. So können rund 550 Kunden aus …
So reagiert die Hallbergmooser Tafel auf Corona: „Lieferservice“ für die Nachbarn
Für den Bund ist die B 13-Umfahrung „vordringlich“
Es wird zwar noch einige Jahre dauern. Aber für Hohenkammer zeichnet sich in Sachen B 13-Ortsumfahrung zumindest eine mittelfristige Lösung ab.
Für den Bund ist die B 13-Umfahrung „vordringlich“
Corona-Brennpunkte in Oberbayern: Mit extrem hohem Fallaufkommen schlägt ein Hotspot sogar New York
In Rosenheim steht das Starkbierfest unter Verdacht, die Corona-Lage verschlimmert zu haben. Auch Erding und Freising sind stark betroffen.
Corona-Brennpunkte in Oberbayern: Mit extrem hohem Fallaufkommen schlägt ein Hotspot sogar New York

Kommentare