Projekte in den Förderprogrammen des BMLEH, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Ersatz von Kunststoff durch Papier bei Lebensmittelverpackungen mit Austauschatmosphäre (Stretchpaper) |
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| Titel (englisch): | Substitution of plastic materials with paper in modified atmosphere packagings (Stretchpaper) |
| Akronym: | Stretchpaper |
| Beschreibung (dt.): | Das Vorhaben 'Stretchpaper' dient dazu, Kunststoff in Lebensmittelverpackungen mit Austauschatmosphäre (MAP = Modified Atmosphere Packaging) zum Großteil durch Papier zu ersetzen. MAP-Verpackungen sind bei der Verpackung aller Arten von Lebensmitteln im Einsatz und bestehen zu 100 % aus mehrlagigem Kunststoff, deren Verwertung ausschließlich thermisch möglich ist. Kernziel des Vorhabens ist die Ermöglichung der Substitution eines hohen Anteils der Kunststoffe (ca. 80 – 85 %) durch Papier, welches von der weiterhin nötigen Barriereschicht aus dünner Kunststofffolie in direktem Lebensmittelkontakt abziehbar ist für ein sortenreines Recycling. Die Nutzbarkeit von Papier für Verpackungen bedingt die Tiefziehfähigkeit und somit ein erhöhtes Dehnungsvermögen von Papier. Mechanische Verfahren zur Schrumpfeinbringung können Papier mit den erforderlichen hohen Dehnfähigkeiten von 20 % in Längs- und Querrichtung erzeugen. Forschungen zu dieser grundlegenden Technologie sollen im FuE-Vorhaben in einen halbtechnischen Demonstrator überführt werden. Mithilfe weiterer Forschung und Entwicklung sollen mehrere Ziele für eine Anlage zur Herstellung eines neuartigen dehnfähigen Papiers erreicht werden. Diese betragen eine symmetrische Gleichmaßdehnung von 20 % in Quer- und Längsrichtung bei Papierflächenmassen von 200 g/m^2, Papierbreiten von 800 mm und Prozessgeschwindigkeiten von 800 m/min. Damit soll Papier als nachwachsendem Rohstoff die nötigen Eigenschaften beigebracht werden, um Kunststoffe in Lebensmittelverpackungen auf ein Minimum zu reduzieren und einen elementaren Beitrag zur Ressourcenschonung zu leisten. Der bisherige Mangel an einer Alternative für Lebensmittelverpackungen kann durch die innovative Idee des Vorhabens behoben werden. Die durch Papiernutzung weitreichende Kunststoffsubstitution wird erstmalig die Wiederverwendung von Ressourcen im Sinne einer Kreislaufwirtschaft entlang der Lebensmittelkette ermöglichen. |
| Beschreibung (engl.): | The 'Stretchpaper' project is designed to replace most of the plastic in modified atmosphere packaging (MAP) with paper. MAP packaging is used in the packaging of all types of food and consists of 100% multilayer plastic, which can only be recycled thermally. The core objective of the project is to enable the substitution of a high proportion of the plastics (approx. 80 - 85 %) by paper, which can be peeled off the barrier layer of thin plastic film still required in direct contact with foodstuffs for recycling by type. The usability of paper for packaging requires the deep-drawing ability and thus an increased stretching capacity of paper. Mechanical processes for shrink insertion can produce paper with the required high elongation capabilities of 20% in the longitudinal and transverse directions. Research on this fundamental technology is to be transferred into a semi-technical demonstrator in the R&D project. With the help of further research and development, several goals are to be achieved for a system for producing a new type of stretchable paper. These are a symmetrical uniform elongation of 20% in the transverse and longitudinal directions at paper basis weights of 200 g/m^2, paper widths of 800 mm and process speeds of 800 m/min. The aim is to give paper, as a renewable raw material, the necessary properties to reduce plastics in food packaging to a minimum and make a fundamental contribution to conserving resources. The current lack of an alternative for food packaging can be remedied by the innovative idea of the project. The far-reaching substitution of plastics through the use of paper will for the first time enable the reuse of resources in the sense of a circular economy along the food chain. |
| Ergebnis (dt.): | "Ziel des Projekts war es, Kunststoff in Lebensmittelverpackungen mit Austauschatmosphäre (MAP = Modified Atmosphere Packaging) zum Großteil durch Papier zu ersetzen. MAP-Verpackungen werden zum Verpacken aller Arten von Lebensmitteln verwendet, bestehen aber zu 100 % aus Kunststoff. Davon soll ein möglichst hoher Anteil (80 – 85 %) durch Papier ersetzt werden. Die Nutzbarkeit von Papier für Verpackungen bedingt die Tiefziehfähigkeit und somit ein erhöhtes Dehnungsvermögen von Papier. Es wurde ein nachhaltiger Lufttrockner als Alternative zu bisher gasbetriebenen Lufttrocknern entwickelt. Die Dehnfähigkeit von Papieren mit Barriereeigenschaften auf MFC-(Mikrofibrillierte Zellulose)Basis konnte bei einem Durchgang durch die CD-Staucheinheit etwa verdoppelt werden. Es wurden ausführliche Analysen zur Herstellung einer neuartigen Walze durchgeführt, die aufgrund auftretender Risse im Material zu ungeplanten weiteren Forschungsschritten geführt haben. Diese Arbeiten haben den Aufbau des Prüfstands stark verzögert, weshalb der zeitliche Rahmen nicht eingehalten und das Projekt nicht wie geplant beendet werden konnte " |
| Ergebnis (engl.): | "The aim of the project was to replace plastic in food packaging with modified atmosphere packaging (MAP) with paper to a large extent. MAP packaging is used for packaging all types of food, but consists of 100% plastic. The aim is to replace as much of this as possible (80-85%) with paper. The usability of paper for packaging requires the deep-drawing ability and thus an increased stretching capacity of paper. A sustainable air dryer has been developed as an alternative to the gas-powered air dryers used to date. The elasticity of papers with barrier properties based on MFC (microfibrillated cellulose) could be approximately doubled when passing through the CD compression unit. Extensive analyses were carried out to produce a new type of roller, which led to unplanned further research steps due to cracks that occurred in the material. This work has severely delayed the construction of the test stand, which is why the time frame could not be met and the project could not be completed as planned. " |
| Laufzeit: | Beginn: 15.07.2022 / Ende: 14.04.2024 |
| Ausf. Einrichtung: | J.M. Voith SE & Co. KG, Heidenheim an der Brenz |
| Themenfelder: | Verfahrenstechnik, process engineering |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Lebensmitteltechnologie, food technology, food engineering, Verpackung, packaging |
| Förderkennzeichen: | 281A701X20 |
| Dokument zum Download: | 281A701X20_Abschlussbericht_Stretchpaper_Voith.pdf (323,2 KB) |
Kontakt: |
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