Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Folienbeschichtung aus Molke

03.01.2012
Fertigprodukte erfreuen sich einer wachsenden Beliebtheit. Geschützt werden die Lebensmittel meist durch Folien, die auf fossilen Rohstoffen basieren. Forscher haben jetzt nicht nur ein Biomaterial aus Molkeprotein entwickelt, sondern auch ein wirtschaftliches Verfahren, mit dem sich Multifunktionsfolien industriell herstellen lassen.

Ob abgepackter Camembert oder eingeschweißter Leberkäse: Ohne die richtige Verpackung geht heute nichts mehr. Die Lebensmittel müssen geschützt werden – vor Sauerstoff, Wasserdampf und chemischen sowie biologischen Einflüssen. Und natürlich sollen sie möglichst lange frisch bleiben. Oft schützen transparente Mehrschichtfolien Nahrung vor externen Einflüssen. Damit möglichst wenig Sauerstoff an das Nahrungsmittel gelangt, werden häufig petrochemisch basierte und teure Polymere wie Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) als Barrierematerial verwendet.

Die Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung schätzt, dass im Jahr 2014 in Deutschland mehr als 640 Quadratkilometer an Verbundmaterialien mit EVOH als Sauerstoffbarriere-Schicht produziert und verbraucht werden – das entspricht in etwa der Fläche des Bodensees. Da liegt es auf der Hand, ein nachhaltiges Verpackungsmaterial zu entwickeln, das Ökonomie mit Ökologie verbindet. In dem EU-Projekt »Wheylayer« nutzen Forscher Molkeprotein statt petrochemisch basierter Kunststoffe. Die in der Molke natürlich vorkommenden Inhaltsstoffe verlängern die Haltbarkeit von Lebensmitteln, und die Molkeproteinschicht lässt sich biologisch abbauen. Die Forschungsergebnisse sind vielversprechend. »Es ist uns gelungen, eine Formulierung aus Molkeprotein als Basis für die Folienbeschichtung zu gewinnen. Und wir haben einen Prozess entwickelt, mit dem sich die Multifunktionsfolien im industriellen Maßstab wirtschaftlich herstellen lassen«, resümiert Markus Schmid vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising.

Aber lässt sich aus Molke überhaupt eine Barriereschicht fertigen? Zunächst haben die IVV-Wissenschaftler Süß- und Sauer-Molke aufgereinigt und hochreine Molkeprotein-Isolate hergestellt. Um geeignete Proteine mit herausragenden filmbildenden Eigenschaften zu erhalten, haben sie unterschiedliche Modifikationswege geprüft. Damit die gewonnenen Proteine den gewünschten mechanischen Beanspruchungen standhalten, wurden sie mit verschiedenen, ebenfalls biobasierten Weichmachern und anderen Zusätzen in unterschiedlichen Konzentrationen formuliert. »Diese Zusätze sind allesamt zugelassene Substanzen«, sagt Schmid. Die Suche nach der optimalen Formulierung gestaltete sich für die Freisinger Forscher aufwändig: Verwendet man beispielsweise zu viele Weichmacher, sinkt die Barriereeigenschaft gegenüber Wasserdampf und Sauerstoff – das Lebensmittel wäre nicht ausreichend geschützt. Am Ende haben die Freisinger aber nicht nur die optimale Formulierung entwickelt, sondern auch das entsprechende Verfahren, um im industriellen Maßstab wirtschaftlich Molkeproteinfilme auf Kunststofffolien aufzubringen und diese durch andere Technologien mit anderen Folien zu verbinden.

So entstehen Mehrschichtstrukturen mit Barrierefunktionen, die in flexiblen, transparenten Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden. »Am IVV haben wir erstmals einen solchen Mehrschichtaufbau im Rolle-zu-Rolle-Verfahren realisiert – eine Weltneuheit«, erklärt Schmid. Unternehmen, die künftig auf Molkeproteine umsteigen wollen, müssen ihre Anlagen nur geringfügig umrüsten. Das entsprechende Patent ist eingereicht.

Die IVV-Forscher sind von der Zukunft der Molkeproteine als alternatives Verpackungsmaterial so überzeugt, dass sie ein eigenes Projekt initiiert haben, das einen Schritt weiter geht: Denn laut einer Umfrage der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung (GVM) steigt nicht nur die Nachfrage nach Folienverbunden, sondern auch der Bedarf an Verbunden, die sich durch Wärme verformen lassen. Deren Volumen wird sich in Deutschland aufgrund der steigenden Nachfrage an Fertigprodukten in Schalen von 76 497 Tonnen im Jahr 2009 auf 93 158 Tonnen im Jahr 2014 erhöhen. Die Wissenschaftler arbeiten mit Hochdruck daran, in thermogeformten Verbunden die EVOH-Schicht durch eine auf Molkeprotein basierende Barriereschicht zu ersetzen. Auch diese alternative Anwendung schont die Ressourcen und verringert den Eintrag von Kohlendioxid in die Atmosphäre.

Dr. Klaus Noller | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/januar/folienbeschichtung.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten