Lebensmittel reagieren unterschiedlich auf ihre Umgebung. Sauerstoff kann Fette oxidieren, Feuchtigkeit verändert trockene Erzeugnisse und Licht kann empfindliche Inhaltsstoffe beeinträchtigen. Eine Verpackung muss solche Einflüsse begrenzen und zugleich zu Abfüllung, Lagerung und Transport passen. Bei Folienverpackungen entsteht die benötigte Funktion nicht allein durch die Wahl eines Kunststoffs. Schichtaufbau, Materialstärke, Verschluss und Verarbeitung bestimmen gemeinsam, wie sich eine Verpackung im späteren Einsatz verhält.
Kurzfassung
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Das Füllgut bestimmt die Anforderungen an die Folie
Trockene Nudeln, Käse, Tiefkühlkost und fetthaltige Snacks stellen unterschiedliche Anforderungen an ihre Verpackung. Bei trockenen Produkten steht beispielsweise der Schutz vor Feuchtigkeit im Vordergrund. Fetthaltige Lebensmittel können empfindlicher auf Sauerstoff reagieren. Tiefgekühlte Ware benötigt Folien, die auch bei niedrigen Temperaturen ihre vorgesehenen mechanischen Eigenschaften behalten.
Vor der Materialauswahl werden deshalb die Eigenschaften des Lebensmittels und die Bedingungen entlang der Lieferkette betrachtet. Dazu zählen Lagertemperatur, vorgesehene Haltbarkeit, Transportbelastungen und das eingesetzte Abfüllverfahren. Auch scharfe Kanten oder harte Bestandteile des Füllguts sind relevant, weil sie eine Folie von innen mechanisch beanspruchen können.
Mehrere Schichten erfüllen getrennte Aufgaben
Eine Verpackungsfolie muss nicht aus einem einzigen Material bestehen. Mehrschichtige Aufbauten kombinieren Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften. Eine äußere Lage kann beispielsweise mechanische Beanspruchungen aufnehmen oder als bedruckbare Oberfläche dienen. Andere Schichten begrenzen den Durchtritt bestimmter Gase oder von Wasserdampf. Auf der Innenseite befindet sich vielfach eine siegelfähige Schicht.
Hersteller von Lebensmittelverpackungen müssen diese Materialeigenschaften auf das jeweilige Produkt und den vorgesehenen Verpackungsprozess abstimmen. Eine höhere Zahl an Schichten bedeutet allerdings nicht automatisch einen besseren Produktschutz. Maßgeblich ist, welche Funktion jede Materiallage übernimmt und ob sie für die konkrete Anwendung benötigt wird.
Barriereeigenschaften beeinflussen die Haltbarkeit
Gase und Wasserdampf können Kunststoffe in unterschiedlichem Umfang durchdringen. Dieser Vorgang wird als Permeation bezeichnet. Welche Folgen diese Durchlässigkeit hat, richtet sich nach den Eigenschaften des verpackten Lebensmittels. Knusprige Produkte können durch aufgenommene Feuchtigkeit ihre Beschaffenheit verändern, während Sauerstoff bei anderen Erzeugnissen chemische Reaktionen auslösen kann.
Zur Beurteilung einer Folie werden deshalb unter anderem Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit betrachtet. Die erforderliche Barriere lässt sich nicht allein aus der jeweiligen Produktgruppe ableiten. Lagerdauer, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Zusammensetzung des Lebensmittels verändern die Anforderungen. Eine unnötig starke Barriere kann wiederum einen komplexeren Materialaufbau erfordern, obwohl das Füllgut diesen Schutzumfang nicht benötigt.
Siegelnähte schließen den Verpackungsraum
Bei Beuteln und vergleichbaren Folienverpackungen entsteht der Verschluss vielfach durch Wärmesiegelung. Zwei Folienflächen werden unter festgelegten Bedingungen miteinander verbunden. Temperatur, Druck und Kontaktzeit beeinflussen das Ergebnis. Auch die Beschaffenheit der Siegelschicht wirkt sich auf den Verschluss aus.
Verunreinigungen im Nahtbereich können die Verbindung beeinträchtigen. Krümel, Fett oder Feuchtigkeit zwischen den Folienflächen sind daher bereits bei der Auslegung des Verpackungsvorgangs zu berücksichtigen. Eine verschlossene Packung muss anschließend den Belastungen standhalten, die bei Befüllung, Transport und Lagerung auftreten. Prüfverfahren können beispielsweise untersuchen, bei welcher Beanspruchung eine Siegelnaht nachgibt oder ob Undichtigkeiten vorhanden sind.
Verpackungsmaschinen stellen eigene technische Anforderungen
Folien werden in industriellen Anlagen mit festgelegten Geschwindigkeiten transportiert, geformt, befüllt und verschlossen. Ihre Eigenschaften müssen deshalb nicht nur zum Lebensmittel, sondern auch zur Maschine passen. Reibungsverhalten, Steifigkeit, Dicke und thermische Eigenschaften beeinflussen den Verarbeitungsablauf.
Ungeeignete Materialeigenschaften können einen unruhigen Folienlauf verursachen oder dazu führen, dass Siegelnähte nicht an der vorgesehenen Position entstehen. Bedruckte Verpackungen stellen weitere Anforderungen, da Druckbild, Schnittposition und Verpackungsformat aufeinander abgestimmt sein müssen. Vor der Serienverarbeitung müssen Folieneigenschaften und Maschinenparameter aufeinander abgestimmt sein.
Materialeinsatz und Recyclingfähigkeit hängen zusammen
Bei Lebensmittelverpackungen besteht ein Zielkonflikt zwischen geringem Materialeinsatz, Produktschutz und Verwertbarkeit nach dem Gebrauch. Dünnere Folien benötigen weniger Kunststoff pro Verpackung, dürfen jedoch ihre erforderlichen Eigenschaften nicht verlieren. Reißfestigkeit, Durchstoßfestigkeit und Barrierewirkung setzen einer Verringerung der Materialstärke technische Grenzen.
Auch die Materialkombination beeinflusst die spätere Sortierung und Verwertung. Verpackungen aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffen können andere Anforderungen an Recyclingprozesse stellen als Aufbauten, die überwiegend aus einer Kunststoffart bestehen. Die Materialwahl muss zugleich die Anforderungen des Lebensmittels erfüllen. Eine Betrachtung allein nach Foliengewicht greift daher zu kurz, wenn dadurch mehr Lebensmittel vorzeitig verderben oder Verpackungen ihre Schutzfunktion verlieren.
Prüfungen bilden reale Beanspruchungen nach
Vor dem Einsatz einer Folie können verschiedene Eigenschaften messtechnisch untersucht werden. Zug- und Reißprüfungen liefern Informationen zum mechanischen Verhalten. Messungen der Gas- oder Wasserdampfdurchlässigkeit erfassen Barriereeigenschaften. Bei fertigen Packungen lassen sich Siegelnähte, Dichtheit und Verhalten unter Druck prüfen.
Für die Beurteilung sind außerdem Bedingungen relevant, die während der vorgesehenen Lagerzeit auftreten. Kühlung, Tiefkühlung oder erhöhte Luftfeuchtigkeit verändern das Verhalten mancher Materialien. Praxisnahe Prüfungen beziehen solche Einflüsse ein, damit die Ergebnisse nicht ausschließlich unter gleichbleibenden Laborbedingungen betrachtet werden.
Fazit
Lebensmittelverpackungen verbinden Anforderungen aus Produktschutz, Materialtechnik und maschineller Verarbeitung. Welche Folie geeignet ist, richtet sich nach dem Lebensmittel, der vorgesehenen Lagerdauer, den Umgebungsbedingungen und dem Verpackungsverfahren. Barriereeigenschaften, Siegelverhalten und mechanische Belastbarkeit muss deshalb gemeinsam betrachtet werden. Auch der Materialaufbau beeinflusst sowohl die Funktion der Verpackung als auch ihre spätere Verwertung. Eine technisch nachvollziehbare Auslegung beginnt daher bei den Eigenschaften des Füllguts und endet erst bei der Prüfung der fertigen Verpackung unter den vorgesehenen Einsatzbedingungen.