Nieuwe organische plastic verpakkingen ontwikkeld

Composteerbare bio-plastics ook geschikt als verpakkingsmateriaal voor voedsel

2015/09/01

Kunststofverpakkingen vormen tegenwoordig een belangrijk deel van het verzamelde afval. „In Duitsland wordt jaarlijks bijna drie miljoen ton plastic verpakkingen afgevoerd“, meldt het Fraunhofer-instituut. Van die wil „Zelfs niet voor de helft gerecycleerd“ en de „Rust verbrand of land in de natuur.“ Een alternatief kan een composteerbare biokunststofverpakking zijn.

Tot nu toe was Bio-Plastik, volgens de aankondiging van het Fraunhofer-instituut, slechts beperkt geschikt als verpakkingsmateriaal, omdat het „de goederen zijn niet genoeg van geuren, zuurstof en waterdamp“ heeft beschermd. Fraunhofer-onderzoekers hebben er nu echter één in een EU-project „Composteerbaar, biologisch afbreekbaar functioneel materiaal“ ontwikkeld die kan worden toegepast als een coating op andere biologisch afbreekbare verpakkingsmaterialen. Als gevolg hiervan kan de milieuvriendelijke verpakking in de toekomst op veel meer gebieden worden gebruikt, hopen de onderzoekers.

Kunststofafval is een belangrijk milieuprobleem
Het grootste probleem met de tonnen ophopend plastic afval tot nu toe is de ernstige ontbinding. „Het duurt ongeveer 400 jaar voordat een normale plastic zak is ontbonden. Plastic flessen hebben 450 jaar nodig, nylon netten om zelfs 600 jaar te vissen“, meldt het Fraunhofer-instituut. Aangezien slechts een klein deel van het wereldwijde plastic afval wordt gerecycled, hoopt het zich steeds meer op in het milieu. Vooral de oceanen zijn extreem gestrest. Zo is het „de hoeveelheid afval in de oceanen wordt momenteel geschat op meer dan 100 miljoen ton“; waaruit „ongeveer driekwart van de kunststoffen“ bestaan, meldt het Federaal Milieuagentschap (UBA). Volgens de UBA wordt elk jaar maximaal 6,4 miljoen ton toegevoegd, en tegenwoordig rijden gemiddeld 13.000 plastic afvaldeeltjes per vierkante kilometer over de oppervlakte van de zee. Alleen al in de Noordzee is 600.000 kubieke meter afval te vinden.

Op zoek naar alternatieven voor conventionele kunststoffen
Gezien het toenemende afvalprobleem „Koortsig op zoek naar alternatieven voor op aardolie gebaseerde kunststoffen, die volledig biologisch afbreekbaar kunnen zijn“, meldt het Fraunhofer-instituut. Eerdere bio-plastics hadden niet de vereiste eigenschappen. „Ze breken snel en zijn niet gemakkelijk composteerbaar“, dus de boodschap van het instituut. Zoals voedselverpakking zij ook nauwelijks geschikt gezien de onvoldoende barrière-eigenschappen tegen waterdamp, zuurstof en geuren omdat de inhoud snel bederven of neem de smaak van andere levensmiddelen. In het Europese project „DibbioPack“ Daarom zijn onderzoekers op zoek geweest naar manieren om de bekende problemen met bio-plastics aan te pakken.

Biologisch afbreekbare coating ontwikkeld
Het betrokken team rond Dr. Sabine Amberg-Schwab, hoofd van de afdeling Functional barrièrelagen op Würzburg Fraunhofer Instituut voor Silicaat Research ISC is een hybride kunststofbekleding op basis van biopolymeren kader van het EU-project, die natuurlijk kunnen worden afgebroken en verwijderd als compost afval ontwikkeld. De bioafbreekbare functionele laag bioORMOCER®e kan worden toegepast op biologisch afbreekbare films en vormen aldus een functionele barrière voor zuurstof, waterdamp, aroma's of chemische stoffen, meldt het Fraunhofer Institute. „Het nieuwe biologisch afbreekbare coatingmateriaal is geschikt voor containers en verpakkingen, zoals films“, dus de boodschap van het instituut. De onderzoekers melden ook dat de materialen zelfs zijn uitgerust met extra functies en bijvoorbeeld een antibacterieel effect kunnen hebben. In de toekomst zou het mogelijk zijn om bioORMOCER®e te gebruiken bij de verpakking van levensmiddelen, cosmetica en farmaceutische producten. „We hopen composteerbare films te kunnen verfijnen met onze coating op een manier dat duurzame verpakkingen net zo functioneel zijn als conventioneel en een succes op de markt zullen zijn.“, zei Dr. Sabine Amberg-Schwab.

De natuur als een model
Bij de ontwikkeling van het materiaal hielp de onderzoekers volgens hun eigen informatie „een blik in de natuur“. Ze gebruikten „in verschillende formuleringen natuurlijke stoffen die biologisch afbreekbaar zijn en zelf een goed barrière-effect ontwikkelen“, legt Amberg-Schwab uit. Voor de nieuwe bioORMOCER®e zijn biopolymeren zoals cellulose en chitosan chemisch zodanig gemodificeerd dat ze kunnen worden verwerkt, meldt het Fraunhofer-instituut. De materialen werden vervolgens gebonden door een anorganisch raamwerk gemaakt van siliciumdioxide, dat zelf goede barrière-eigenschappen heeft. „Hoewel dit kader niet uiteenvalt in het natuurlijke afbraakproces, zoals alle andere gebruikte natuurlijke stoffen, resteren er tijdens het afbraakproces slechts kleine resten van siliciumdioxide, dat wil zeggen zand.“, dus de boodschap van het instituut.

Composteerbaarheid bevestigd in eerste tests
In de eerste test bevestigde de testcompost van het Fraunhofer-instituut dat films bedekt met bioORMOCER® eigenlijk rotten, rapporteren de onderzoekers. Al na zes weken was het verval duidelijk zichtbaar. In de volgende stap zou dat moeten „nu is het ontmantelingsproces in het kader van het project, dat loopt tot maart 2016, getest volgens internationale normen“ zal de boodschap zijn van het Fraunhofer-instituut. Daarna kunnen uitgebreidere praktijktesten worden uitgevoerd, waarbij de innovatieve bio-plastics hun dagelijkse geschiktheid in meerdere verpakkingstesten moeten aantonen. omdat „het nieuwe verpakkingsmateriaal moet zo goed zijn als de huidige stand van de techniek“, dus de conclusie van Dr. Sabine Amberg-Schwab. (Fp)