Aromadicht und abbaubar: Eine neuartige Beschichtung macht Folien aus Bio-Plastik auch für Lebensmittel zu einem funktionellen und umweltfreundlichen Material. Bisherige abbaubare Kunsstoffe schützen die Ware nicht ausreichend vor Gerüchen, Sauerstoff und Wasserdampf. Die neu entwickelten Biopolymere lösen dieses Problem, und sind dennoch kompostierbar: Außer Sand bleibt nichts übrig.
In Deutschland werden jährlich fast drei Millionen Tonnen Kunststoffverpackungen entsorgt. Nicht einmal die Hälfte davon wird wiederverwertet. Der Rest wird verbrannt oder landet in der Natur. Bis sich eine normale Plastiktüte zersetzt hat, dauert es rund 400 Jahre. Plastikflaschen brauchen 450 Jahre, Nylonnetze für den Fischfang sogar 600 Jahre. Daher wird fieberhaft nach Alternativen zu erdölbasierten Kunststoffen gesucht, die sich vollständig biologisch abbauen lassen.
Biopolymer darf auf den Kompost
Solche Kunststoffe existieren zwar bereits, sie haben aber noch große Nachteile: Sie sind nicht besonders stabil, oder nicht problemlos kompostierbar. Noch höher sind die Ansprüche bei Verpackungen von Lebensmitteln: Wasser, Sauerstoff und Geruchsstoffe lassen die derzeit verfügbaren Bio-Plastik in zu großer Menge einfach durch, daher verderben darin verpackte Lebensmittel zu schnell oder nehmen den Geschmack anderer Lebensmittel an.
Das Team um Sabine Amberg-Schwab vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg hat eine Lösung für diese Probleme entwickelt: Die Forscher beschichten biologisch abbaubare Folien mit einer zusätzlichen Schicht, wie mit einem Lack. Diese zusätzliche Barriere besteht ebenfalls aus Biopolymeren – sie wird also auch auf natürlichem Weg abgebaut und darf auf den Kompost wandern.
Schutz fürs Kaffee-Aroma
Die mit dem sogenannten bioORMOCER® beschichtete Folie hält Sauerstoff, Wasserdampf, Aromen oder chemische Substanzen vom verpackten Inhalt fern oder lässt sie umgekehrt nicht entweichen. Beide Richtungen sind gleichermaßen wichtig: Bei einem Paket Filterkaffee darf zum Beispiel keine Feuchtigkeit und Luft von außen an das Pulver gelangen, es darf aber auch kein Aroma von innen nach außen entweichen, sonst verliert der Kaffee an Geschmack.
Das Material eignet sich somit auch für die Verpackung von Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika. Es kann sogar mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden und zum Beispiel antibakteriell wirken. „Wir hoffen, mit unserer Beschichtung kompostierbare Folien so veredeln zu können, dass nachhaltige Verpackungen genauso funktional wie herkömmliche sind und ein Erfolg am Markt werden“, sagt Amberg-Schwab.
Naturstoffe in unterschiedlichen Rezepturen
Ein Blick in die Natur half den Forschern, um diese Lösung zu entwickeln: „Wir verwenden in unterschiedlichen Rezepturen Naturstoffe, die biologisch abbaubar sind und von sich aus eine gute Barrierewirkung entfalten“, erklärt Amberg-Schwab. Für die neuartigen Beschichtungen modifizierten die Forscher Biopolymere wie Cellulose und Chitosan chemisch so, dass man sie wie Plastik verarbeiten kann. Ein Gerüst aus Siliciumdioxid bindet diese Stoffe zusammen. Dieses hat ebenfalls gute Barriereeigenschaften. Das Gerüst zerfällt zwar nicht im natürlichen Abbauprozess wie der Rest der verwendeten Naturstoffe, aber beim zurückbleibenden Siliciumdioxid handelt es sich um nichts anderes als harmlosen Sand.
Dass die beschichteten Folien tatsächlich verrotten, zeigte sich bei ersten Versuchen im Testkompost des Würzburger Instituts: Bereits nach sechs Wochen war der Zerfall deutlich zu erkennen. Als nächstes wird der Abbauprozess auch nach internationalen Normen geprüft. Außerdem wollen die Forscher ihre Folien im Pilotmaßstab auch in größeren Mengen produzieren, denn die neuen Bio-Kunststoffe müssen auch Alltagstauglichkeit beweisen: „Das neue Verpackungsmaterial muss genauso gut wie das sein, das dem derzeitigen Stand der Technik entspricht“, betont Amberg-Schwab.
(Fraunhofer-Gesellschaft, 08.01.2015 – AKR)
