Der Schutz eines Lebensmittels geht weit über die bloße Vermeidung von Verpackungsbeschädigungen hinaus. Inwieweit Geschmack, Textur, Aroma und Lebensmittelsicherheit erhalten bleiben, hängt maßgeblich von den Barriereeigenschaften der Verpackung ab. Hochbarriere-Verpackungen ermöglichen es, den Durchtritt von Sauerstoff, Feuchtigkeit, Licht oder Gasen zu kontrollieren und tragen so dazu bei, die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern und Lebensmittelverschwendung zu reduzieren.
Allerdings gibt es keine universelle Verpackungsstruktur, die für alle Anwendungen geeignet ist. Die Auswahl der richtigen Struktur erfordert eine sorgfältige Analyse des Produkts, des Verpackungsprozesses und der Recyclingziele. Darüber hinaus müssen Aspekte wie die industrielle Effizienz, die Kompatibilität mit den Verpackungsmaschinen und die geltenden gesetzlichen Anforderungen berücksichtigt werden.
Was versteht man unter Hochbarriere bei Verpackungen?
Unter Hochbarriere bei Verpackungen versteht man die Fähigkeit einer Verpackungsstruktur, den Durchtritt von Sauerstoff, Wasserdampf, Aromen, Licht oder anderen äußeren Einflüssen zu begrenzen, die die Haltbarkeit von Lebensmitteln beeinträchtigen können.
Ihre Funktion besteht darin, die Qualität und Sicherheit der Lebensmittel während ihrer gesamten Haltbarkeitsdauer zu gewährleisten, indem Veränderungen wie Oxidation, Aromaverlust oder, sofern für die jeweilige Anwendung relevant, mikrobiologischer Verderb verhindert beziehungsweise reduziert werden.
Die Barrierewirkung von Lebensmittelverpackungen hängt nicht ausschließlich von den verwendeten Rohstoffen ab, sondern vom gesamten Verpackungsdesign. Die Kombination aus Materialien, Materialstärken und Technologien muss auf die Anforderungen des jeweiligen Lebensmittels abgestimmt sein, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Produktschutz, industrieller Effizienz, Recyclingfähigkeit und Einhaltung der europäischen Vorschriften zu erreichen.
Aus diesem Grund erfordert die Entwicklung von Hochbarriere-Verpackungen einen ganzheitlichen Ansatz, der sowohl die Eigenschaften des Lebensmittels als auch die tatsächlichen Bedingungen bei Herstellung, Vertrieb und Verbrauch berücksichtigt.
Welche Barriereeigenschaften muss eine Lebensmittelverpackung aufweisen?
Die Barriereeigenschaften bestimmen, wie gut eine Verpackung das Lebensmittel vor äußeren Einflüssen schützt, die seine Haltbarkeit beeinträchtigen können. Allerdings benötigen nicht alle Produkte das gleiche Schutzniveau. Die Verpackungsstruktur muss entsprechend der Art des Lebensmittels, seiner Haltbarkeit, dem Verpackungsverfahren sowie den Lager- und Vertriebsbedingungen entwickelt werden.
Ziel ist es, nur die tatsächlich erforderliche Barrierewirkung einzusetzen, um die Produktqualität sicherzustellen, Ressourcen zu optimieren und gleichzeitig den Schutz des Lebensmittels zu gewährleisten.
Dieser Ansatz ermöglicht die Entwicklung effizienterer Lösungen und vermeidet den Einsatz von Materialien oder Eigenschaften, die für die jeweilige Anwendung keinen tatsächlichen Mehrwert bieten.
Sauerstoffdurchlässigkeit: Warum ist sie so wichtig?
Die Sauerstoffdurchlässigkeit ist einer der wichtigsten Aspekte bei Lebensmittelverpackungen, da Sauerstoff Oxidationsprozesse beschleunigt und Geschmack, Farbe, Aroma oder Nährwert vieler Lebensmittel verändern kann. Darüber hinaus kann er das Wachstum bestimmter Mikroorganismen begünstigen.
Die Begrenzung des Sauerstoffdurchtritts trägt dazu bei, die Haltbarkeit zu verlängern und die Produktqualität zu erhalten, wobei das erforderliche Barrierenniveau stets von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung abhängt.
Eine höhere Barrierewirkung als notwendig bietet nicht immer Vorteile und kann die Komplexität der Verpackungsstruktur erhöhen oder ihre Recyclingfähigkeit erschweren.
Feuchtigkeitsbarriere und Schutz vor weiteren äußeren Einflüssen
Die Kontrolle des Wasserdampfdurchtritts ist entscheidend, um die Textur und Stabilität zahlreicher Lebensmittel zu erhalten. Während einige Produkte vor dem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt werden müssen, ist es bei anderen wichtig, Feuchtigkeitsverluste zu verhindern.
Darüber hinaus kann die Verpackung als Barriere gegen Gerüche, flüchtige Verbindungen oder äußere Verunreinigungen dienen und so dazu beitragen, die Eigenschaften des Lebensmittels während des gesamten Vertriebsprozesses zu bewahren.
Lichtbarriere
Lebensmittel wie Öle, Milchprodukte oder bestimmte Getränke können sich verschlechtern, wenn sie über längere Zeit Licht ausgesetzt sind.
Ein geeigneter Schutz vor Lichteinwirkung trägt dazu bei, Oxidationsprozesse zu reduzieren, Nährstoffe zu erhalten und die ursprüngliche Farbe sowie den Geschmack des Produkts zu bewahren.
In diesen Fällen hängt das erforderliche Schutzniveau von der Lichtempfindlichkeit des Lebensmittels sowie der vorgesehenen Lager- und Vertriebsdauer ab.
Barriereeigenschaften für Schutzatmosphärenverpackungen
Lebensmittel, die unter Schutzatmosphäre (MAP – Modified Atmosphere Packaging) verpackt werden, benötigen Verpackungsstrukturen, die den Gasaustausch kontrollieren und die Zusammensetzung der Atmosphäre im Verpackungsinneren möglichst stabil halten.
Diese Eigenschaft ist besonders wichtig bei Frischprodukten, Fleischwaren, Käse, Fertiggerichten oder verzehrfertigen Salaten, bei denen die Barriere sowohl auf das Lebensmittel als auch auf den Verpackungsprozess abgestimmt sein muss.
Die richtige Auslegung der Barriere ist entscheidend, um die Gaszusammensetzung während der vorgesehenen Haltbarkeitsdauer möglichst stabil zu halten und die erwartete Leistungsfähigkeit der Verpackung sicherzustellen.
Hochbarriere-Verpackungen: Die am häufigsten verwendeten Materialien
Hochbarriere-Verpackungen können durch die Kombination verschiedener Materialien und Technologien entwickelt werden, abhängig von den Anforderungen des Lebensmittels, der benötigten Haltbarkeit und dem Verpackungsprozess.
Kein einzelnes Material kann sämtliche Anforderungen an den Produktschutz erfüllen. Jede Verpackungsstruktur wird daher so konzipiert, dass ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Produktschutz, industrieller Effizienz, Recyclingfähigkeit und Ressourcenoptimierung entsteht.
EVOH: Das Referenzmaterial für die Sauerstoffbarriere
EVOH zeichnet sich durch eine sehr geringe Sauerstoffdurchlässigkeit aus und wird daher häufig bei Lebensmitteln eingesetzt, die besonders oxidationsempfindlich sind, sowie bei Verpackungen unter Schutzatmosphäre.
In der Regel wird EVOH mit anderen Polymeren kombiniert, die mechanische Festigkeit, Siegelfähigkeit oder Schutz vor Feuchtigkeit bieten. So lässt sich die Verpackungsstruktur an die jeweilige Anwendung anpassen.
PE, PP, PET und PA: Ergänzende Materialien
Diese Polymere bieten spezifische Eigenschaften wie mechanische Festigkeit, Dimensionsstabilität, Siegelfähigkeit oder Schutz vor Feuchtigkeit.
Durch ihre Kombination lässt sich die Leistungsfähigkeit der Verpackung an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anpassen.
Hochbarriere-Folien: Wie werden sie entwickelt?
Eine Hochbarriere-Folie kombiniert verschiedene Schichten, um das Lebensmittel zu schützen und während des Verpackungsprozesses eine gleichbleibende Leistungsfähigkeit sicherzustellen.
Bei ihrer Entwicklung werden Faktoren wie die Produktart, die erforderliche Haltbarkeit, das Verpackungsformat und die logistischen Bedingungen berücksichtigt, um die passende Leistung zu gewährleisten.
Mehrschichtige Hochbarriere-Verpackungen: Wie funktionieren sie?
Mehrschichtige Hochbarriere-Verpackungen funktionieren, indem verschiedene Materialien in einer einzigen Struktur kombiniert werden, wobei jedes Material eine bestimmte Funktion übernimmt.
Durch diese Kombination entsteht eine Schutzwirkung, die ein einzelnes Material allein nicht bieten könnte.
Während einige Schichten für mechanische Festigkeit sorgen oder den Siegelprozess erleichtern, begrenzen andere den Durchtritt von Sauerstoff, Feuchtigkeit, Aromen oder Licht. Dadurch tragen sie dazu bei, Lebensmittel länger haltbar zu machen, ohne ihre Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Diese Kombination ermöglicht die Entwicklung von Verpackungen, die auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung zugeschnitten sind, und schafft ein Gleichgewicht zwischen Produktschutz, industrieller Effizienz und Funktionalität.
Darüber hinaus fördert die Weiterentwicklung flexibler Verpackungen zunehmend optimierte Strukturen im Sinne des Ökodesigns. Ziel ist es, die Recyclingfähigkeit überall dort zu verbessern, wo dies technisch möglich ist, und die Anforderungen der PPWR zu erfüllen.
Die aktuelle Herausforderung besteht darin, Verpackungsstrukturen zu entwickeln, die diese Leistungsmerkmale beibehalten und gleichzeitig die Komplexität der Verpackung reduzieren sowie ihre Recyclingfähigkeit verbessern, sofern die jeweilige Anwendung dies zulässt.
Wie wählt man die richtige Hochbarriere für sein Produkt aus?
Es gibt keine Verpackungsstruktur, die für alle Lebensmittel gleichermaßen geeignet ist. Die richtige Auswahl einer Hochbarriere-Lösung erfordert eine ganzheitliche Betrachtung des Projekts und ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Produktschutz, Funktionalität und Nachhaltigkeit.
Vor der Festlegung der Verpackung sollten folgende Aspekte analysiert werden:
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Empfindlichkeit des Lebensmittels gegenüber Sauerstoff, Feuchtigkeit oder Licht.
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Erforderliche Haltbarkeitsdauer.
-
Verpackungssystem.
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Konservierungsverfahren.
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Logistik- und Vertriebsbedingungen.
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Recyclingziele.
-
Anforderungen der PPWR.
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Kompatibilität mit den vorhandenen Verpackungsmaschinen.
Eine Verpackung ausschließlich mit dem Ziel einer möglichst hohen Barrierewirkung zu entwickeln, kann zu einem unnötigen Ressourcenverbrauch führen.
Die eigentliche Herausforderung besteht darin, nur das Schutzniveau einzusetzen, das das Produkt tatsächlich benötigt, um seine Qualität während seines gesamten Lebenszyklus zu bewahren.
SP Group: Erfahrung mit Hochbarriere-Verpackungen für zukunftsfähige Verpackungslösungen
Bei SP Group entwickeln wir flexible Hochbarriere-Verpackungslösungen, die auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung abgestimmt sind.
Unser Team vereint Fachwissen über Materialien, mehrschichtige Verpackungsstrukturen, Drucktechnologien und Herstellungsverfahren, um Verpackungen zu entwickeln, die den Produktschutz optimieren, ohne dabei auf industrielle Effizienz oder Recyclingziele zu verzichten.
Wir arbeiten bereits in den frühen Projektphasen eng mit Herstellern und Marken zusammen, um die geeignete Verpackungsstruktur entsprechend dem Produkt, dem Verpackungsprozess sowie den technischen und regulatorischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung auszuwählen.
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