Vielseitig anwendbare Barriereschicht für innovative Verpackungslösungen im Nahrungs- und Lebensmittel-Bereich

Biobasierte und biologisch abbaubares Beschichtungssystem zur hitzebeständigen, wasser- und gasundurchlässigen Beschichtung von Verpackungen für Nahrungs- und Lebensmittel.

• universell einsetzbar bei gängigen Verpackungsmaterialien auf Pflanzenfaser-Basis
• Kompostierbar nach DIN EN 13432
• hitzebeständig bis zu 110 °C
• Barriere gegen Wasserdampf
• Barriere gegen O₂
• Lebensmittelecht und verzehrbar
• direkte Applikation auf Trägermaterial durch übliche Verfahren wie Glasieren, Laminieren und Aufsprühen
• Verarbeitung zu Folien oder Granulat möglich

Die beschriebenen Barriereschichten sind vielfältig für Lebensmittel-Verpackungen einsetzbar, bei denen der Austausch von Wasserdampf und Sauerstoff zwischen Verpackungsinhalt und Verpackung bzw. der Umgebung verhindert werden soll. Besonders geeignet ist die Methode bei biobasierten, kompostierbaren Verpackungen, die mit zusätzliche Barrierefunktionen ausgestattet werden sollen (z.B. zur Verpackung von Frischfleisch). Weiterhin besteht großes Potential im Convenience und Catering Bereich als hitzestabiles Einweggeschirr.

Beispiel Schale aus Papier, Bagasse, Bambus und ähnlichen naturfaserbasierten Materialien:

Durch das Auftragen der Oleogel-Schicht kann eine zusätzliche Dichtigkeit gegenüber dem Eintritt oder Austritt von Wasserdampf und/oder Sauerstoff erreicht werden. Auf diese Weise wird das Aufweichen der Verpackung durch Produkte mit hohem Wassergehalt bzw. hoher Wasseraktivität verhindert. Zusätzlich kann in die Verpackung ein Schutzgas eingebracht werden, welches nicht entweicht bzw. das Eindringen von Sauerstoff in die Verpackung verhindert, wodurch die Haltbarkeit des Lebensmittels verlängert wird. Zudem kann die Verpackung, da hitzestabil in feuchter und trockener Umgebung, direkt als Servierhilfe/Teller/Tablett verwendet werden.

Weitere Anwendungsideen:

• Convenience Food Verpackungen, bei denen der Verpackungsinhalt in feuchter Umgebung erhitzt und unmittelbar danach aus der Verpackung verzehrt werden soll, wie z.B. Fertiggerichte und Fertigsuppen, Eintöpfe, etc. 
• Nachhaltige, kompostierbare Einweg-Verpackungen für Festivals, Street Food Märkte, etc., zur Ausgabe von frisch zubereitete, feuchten Nahrungsmittel (wie Saucen, Eintöpfe, Gulasch). Zusätzlich kann die Verpackung selbst komplett verzehrbar gestaltet und somit als Teil des Produkts vermarktet werden.
• Strohhalme aus Papier, Pappe u. ä., welche durch eine Innenbeschichtung vor dem Durchweichen geschützt werden.
• Eisbecher

Die Lebensmittelverpackungsindustrie ist seit geraumer Zeit auf der Suche nach einem Verpackungssystem, dass die vier Hauptaufgaben (Schutzfunktion vor Licht, Feuchtigkeit, Luftsauerstoff und mechanische Einwirkung; Lagerfunktion; Transportfunktion; Werbe-/Verkaufsfunktion) erfüllt und gleichzeitig den gestiegenen Anforderungen an Nachhaltigkeit entspricht. Nachhaltige Verpackungslösungen bestehen in der Regel aus pflanzlichen (Abfall- oder Rest-) Stoffen, deren fasrige Komponenten aufgearbeitet und in die entsprechende Form gepresst werden. Vor allem die Reste aus der Holz-, Zuckerrohr-, Bambus-, Hanf-, Kakao-Verarbeitung werden genutzt um Verpackungen, Behälter, Besteck und ähnliches herzustellen.

Biobasierte und biologisch abbaubare Verpackung können in der Regel nicht im ausreichenden Maße den Übertritt von Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf und Sauerstoff verhindern. Entsprechend ist die Anwendbarkeit von nachhaltigen Verpackungslösungen begrenzter als im Vergleich zu herkömmlichen, aber wenig nachhaltigen Plastik-Verpackungen. Entsprechend gibt es verschiedene Lösungen, um diese Nachteile auszugleichen, wie beispielsweise Papierverpackungen mit Kunststoffbeschichtungen, die dann aber wiederum nicht recyclebar sind.

An der Universität Hohenheim wurde eine neue innovative und universell einsetzbare Barriereschicht für die Anwendung im Verpackungsbereich entwickelt. Das neu entwickelte, lebensmittelechte Beschichtungssystem verspricht eine Behandlung von biobasierten Trägermaterialien zum Erhalt einer wasser- und gassperrenden Verpackung.  Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch Oleogele. Hierbei handelt es sich um Fette, die durch bestimmte Geliermittel strukturiert werden. Oleogele sind leicht mit Standard-Geräten herstellbar (Ofen mit Rührwerk oder Kratzwärmetauscher) und können durch Erweichen bei ca. 160 °C mit einem Trägermaterial verbunden werden. Dies kann zum Beispiel durch übliche Verfahren wie Glasieren, Laminieren und Aufsprühen erfolgen. Die Beschichtung kann einerseits direkt nach der Herstellung aufgebracht werden, oder als Folie oder Granulat zur Weiterverarbeitung vorbereitet werden. Eine nachträgliche Siegelung der Verpackung ist durch punktuelles Erhitzen und Aufschmelzen der Schicht mit konventionellem Siegelwerkzeug und geeigneten Materialkombinationen ebenfalls möglich. Die Schutzfunktion geht hierbei nicht verloren, da die Schicht, selbst nach erweichen, in Form eines Gels vorliegt und nicht verflüssigt, wodurch Fehlstellen durch Ablaufen entstehen könnten. Darüber hinaus überstehen die Oleogel-Schichten auch große Hitze und mechanische Belastungen. Durch Veränderung der Zusammensetzung oder Hinzufügen von Zusatzstoffen kann die Oleogelschicht optimal an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Die Zusammensetzung des Oleogels ist durch die Verwendung von (raffinierten) Pflanzenölen (wie Raps-, Sonnenblumen- oder Olivenöl) und Ethylcellulose rein pflanzlich, weswegen sich diese Barriereschichten ideal für nachhaltige Verpackungslösungen geeignet sind, die vollumfänglich nach DIN EN 13432 kompostierbar sind.