Ziel

• Entwicklung biobasierter Kunststoffverpackungen für Lebensmittelanwendungen unter Berücksichtigung eines ökologischen Designs und optimalen Produktschutzes.
• Maßgeschneiderte Gasbarriereeigenschaften der Verpackungen einstellen zu können, um die individuellen Anforderungen der Lebensmittel sicherzustellen.
• Erhöhung des Volumens von PLA (Polymilchsäure) und PLA-Mischungen im Verpackungssektor, um das Recycling kostengünstiger zu gestalten.

Aufgaben

• Entwicklung von PLA-Blends, PLA-Faser-Blends und PLA-Stärke-Blends.
• Herstellung von Produktmustern und Folien aus den neuen Materialien, Anpassung der Prozesstechnik und Upscaling des Herstellungsprozesses.
• Bewertung der entwickelten und industriell hergestellten Verpackungen hinsichtlich ihrer Funktionalität im Rahmen von Abpack- und Lagerversuchen.
• Einsatz von Sortier- und Trenntechnik sowie Prüfung geeigneter werkstofflicher Recyclingoptionen.
• Ökologische Bewertung des Technologiekonzepts und Bestimmung des zukünftigen Substitutionspotenzials.

Status Quo

PLA ist der am meisten eingesetzte biobasierte Kunststoff. Im Jahr 2023 lag die Produktionskapazität bei knapp 500.000 t. Aktuelle Schätzung gehen davon aus, dass dieser Wert bis 2028 auf 1,3 Mio. t steigen wird. Die ökologische Vorzüglichkeit von PLA lässt sich weiter verbessern, wenn PLA stofflich recycelt wird. Aber, obwohl PLA recyclingfähig ist, werden PLA-Produkte aktuell aus wirtschaftlichen Gründen nicht recycelt, da die im umlaufbefindliche PLA-Menge zu gering ist. Die hervorragenden mechanischen Eigenschaften ermöglichen es, PLA vielfältig zu verarbeiten, allerdings haben PLA-basierte Packmittel meist geringe Gasbarriereeigenschaften, begründet durch den hydrophoben Charakter. Durch Mischung mit zusätzlichen Komponenten (andere Biopolymere, Naturfasern, Additive) können die Eigenschaften gezielt verändert und optimiert werden. Somit sollen Verpackungen für weitere Lebensmittelgruppen erschlossen werden und der PLA-Strom gesteigert werden, mit dem Ziel die Recyclingfähigkeit attraktiv zu machen.

Vorteile

• Erschließung neuer Einsatzbereiche für PLA, bei Erfolg mögliche Übertragung auf weitere Anwendungsbereiche im Verpackungsbereich mit potenziell großem Absatzvolumen.
• Einsparung bzw. Ersatz fossil-basierter Werkstoffe, dadurch potentielle Klimavorteile durch CO₂-Speicherung und CO₂-neutrale Entsorgung. Weitere Verbesserung der Ökobilanz von PLA bei werkstofflichem Recycling.
• Weitere Schritt in Richtung geschlossener Stoffkreisläufe und Stärkung des Regelkreises zum „Design for Recycling“ für Verpackungen.
• Erweiterung der Informationsbasis an Material- und Verarbeitungseigenschaften von innovativen biobasierten Werkstoffen für die Verpackungsindustrie.

Projektdaten und -partner

Verbundvorhaben: Entwicklung von kreislauffähigen PLA-Blend-basierten Lebensmittelverpackungen – PLA2Scale

(Förderkennzeichen mit Link zu weiteren Informationen in Klammern):

• Teilvorhaben 1 (2221NR033A): Rezepturentwicklung, Compoundierung und Verarbeitung - Hochschule Hannover - Fakultät II - Maschinenbau und Bioverfahrenstechnik - Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB)
• Teilvorhaben 2 (2221NR033B): Materialentwicklung von Blendpartnern und Up-Scaling für Flachfolien - Hochschule Albstadt-Sigmaringen - Fakultät Life Sciences - Sustainable Packaging Institute SPI

Projekt-Laufzeit:

November 2022 – Oktober 2025