Jun 122017
 
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Eine Möglichkeit, Lebensmittel haltbarer zu machen, ist das Entkeimen unter bestimmten Temperatur-/Zeit-Kombinationen
(siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Sterilisation). Dazu gehören Pasteurisations- und Sterilisationsprozesse, die zwar eine Verlängerung des Mindesthaltbarkeitsdatums bewirken, jedoch auch gleichzeitig eine enorme Belastung für das Verpackungsmaterial durch die Temperatur- und Feuchtebehandlung bedeuten. Die Hauptfunktion der Verpackung besteht darin, das Produkt zu schützen. Daher muss sichergestellt sein, dass das Material für diese Prozesse auch geeignet ist.

In der industriellen Fertigung werden Autoklaven eingesetzt, um die Lebensmittel zu sterilisieren. Es handelt sich dabei um einen Behälter, der gasdicht verschlossen werden kann, um Stoffe, z. B. Lebensmittel, im Überdruckbereich thermisch zu behandeln (siehe auch Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Autoklav).

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Abbildung 1: Industrie-Autoklaven

Da Erprobungstests in den groß-industriellen Anlagen aufwendig und somit kostenintensiv sind, können grundsätzlich die Materialeigenschaften zunächst auch im Labormaßstab untersucht werden. Der Innoform Testservice nutzt dafür einen Autoklaven, der analog zu den groß-industriellen Anlagen mit Heißwasser- bzw. Kühlwasserberieselung arbeitet, und bei dem der Gegendruck gesteuert werden kann, damit eventuelle Gaspolster in der zu sterilisierenden Packung nicht zum Platzen führen.

Die Temperaturprogramme können frei definiert werden, so dass alle in der Praxis gängigen Programme der Pasteurisation und Sterilisation auch im Labor durchgeführt werden können.

Abbildung 2: vertikaler Labor-Autoklav

Abbildung 2: vertikaler Labor-Autoklav

 

Abbildung 3: Musterbeutel in Labor-Autklaven

Abbildung 3: Musterbeutel in Labor-Autoklaven

 

 

 

 

 

 

 

Folgende Materialeigenschaften werden häufig im Vergleich zu den Ausgangseigenschaften vor Sterilisation untersucht, da sie als kritisch für die Praxis zu bewerten sind:

  • Dimensionsstabilität/Optik
  • Verbundhaftung zwischen den einzelnen Materialschichten
  • Siegelnahtfestigkeit
  • Sauerstoffbarriere: Beim Einsatz von feuchtigkeitsabhängigen Werkstoffen,
    wie z. B. EVOH und PA, sinkt die Gas-Barrierewirkung des Materials durch den Sterilisationsprozess häufig. Wie stark der Einfluss ist bzw. wie lange es dauert, bis das Material sich davon „erholt“, kann durch eine Abklingkurve gemessen werden, indem die Permeationsmessung unmittelbar nach der Sterilisation gestartet wird.
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Abbildung 4: Abklingkurve der Sauerstoffdurchlässigkeit nach Sterilisation

 

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Abbildung 5: Sauerstoffbarriere-Material mit coextrudierten Schichten aus EVOH und PA

Untersuchung des Einflusses auf die lebensmittelrechtliche Eignung durch Autoklavierung

Der Übergang von Substanzen aus Verpackungsmaterialien auf ein Lebensmittel ist von vielen Parametern abhängig. Neben z. B. der Löslichkeit der Substanzen, dem pH-Wert und den Diffusionseigenschaften der verwendeten Materialien spielt die Temperatur eine entscheidende Rolle. Eine Temperaturerhöhung führt zur Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit. Als Faustregel geht man bei einer Temperaturerhöhung um 10° C (exakter10 K) von 10 K einer Verdopplung der Reaktionsgeschwindigkeit aus (Arrhenius-Regel). Daher kann es für Sterilisationsanwendungen sehr wichtig sein, die Migration bei erhöhten Temperaturen zu messen.

Für die Herstellung von Kaschierklebern auf Polyurethan-Basis werden Isocyanate als Ausgangssubstanzen verwendet. Beim Erwärmen der daraus hergestellten Verbundfolien kann der Kleber durch Hydrolyse zurückspalten, und es können sich primäre aromatische Amine bilden, obwohl der Kleber zuvor ausgehärtet war und mit Standardtests (z. B. 2 h/70° C) Aminfreiheit bestätigt werden konnte.  Einige Vertreter der Substanzgruppe der primären aromatischen Amine (paA) sind bekanntlich krebserzeugend; daher ist die Auswahl der richtigen Klebstoffe für Sterilisationsanwendungen essentiell, wie auch die Überprüfung der Klebstoffe unter realistischen Temperaturbedingungen.

Für Sterilisationsverfahren wurde beobachtet, dass die Ersatzbedingungen von 4 h bei Rückflusstemperatur geringere Amin-Migrationswerte als eine Sterilisation von 30 min bei 121° C ergeben können. Die Eignung eines Kaschierklebers kann nur durch eine Prüfung auf paA-Migration nach Sterilisation im Autoklaven und Einhaltung der Grenzwerte unter diesen Praxisbedingungen sichergestellt werden.
Damit Sie Ihre Produkte nicht in großen Industrieanlagen prüfen müssen, betreiben wir seit einiger Zeit einen modernen Laborautoklaven mit aktueller Steuerungs- und Kühltechnik, so dass wir industrielle Sterilisationsprozesse schnell und kostengünstig simulieren können.

Bei Interesse sprechen Sie uns gern an:

Innoform Testservice GmbH
Matthias Bösel
Industriehof 3
26133 Oldenburg
Tel.: +49 441 94986-0
Fax: +49 441 94986-29
www.innoform-testservice.de
E-Mail: matthias.boesel@innoform.de

Apr 102017
 
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Heike Schwertke wurde an den Staatl. Schulen des Landkreises Waldeck-Frankenberg zur Staatlich geprüften Umweltschutztechnikerin mit Schwerpunkt Labortechnik ausgebildet. Sie startete ihren beruflichen Werdegang 1987 bei der Firma BRANOpac. Nach Tätigkeiten im Umweltbereich, in der Qualitätskontrolle, Forschung + Entwicklung und im Produktmanagement übernahm sie 2003 die Leitung des Betriebslabors. Im Rahmen dieser Tätigkeit betreute sie u. a. die Produktgruppe BRANOfol (Korrosionsschutzfolien), war für die Auswahl und Qualifizierung von Extrudeuren (international) sowie für die Vereinbarung und Umsetzung von Kundenspezifikationen verantwortlich.

Seit 2007 unterstützt sie den Testservice von Innoform. Zu ihren Hauptaufgaben zählen die Kundenbetreuung im Zusammenhang mit Fragestellungen zur Konformität von Materialien und Gegenständen, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen, sowie die Bewertung dieser Materialien.

Welche Vorgaben halten Sie für besonders wertvoll und warum?

Die EU-Kommission hat einige Leitfäden veröffentlicht, in denen die Auslegungen der rechtlichen Vorgaben konkretisiert werden. Derzeit nutze ich z. B. den „Leitfaden der Union zur Verordnung (EU) Nr. 10/2011 über Materialien und Gegenstände aus Kunststoff, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen, in Bezug auf Informationen in der Lieferkette“ regelmäßig, um Kunden zu erklären, welche Informationen eine Konformitätserklärung enthalten sollte.

Welcher Bereich sollte dringend vom Gesetzgeber aus Ihrer Sicht geregelt werden?

Für die Konformitätsbewertung von Verpackungen gibt es eine Vielzahl an Regelungen, die meiner Meinung nach einerseits zu wenig bekannt sind und andererseits manchmal nur sehr rudimentär umgesetzt werden. Weitere Regelungen führen nicht unbedingt  zu einer Verbesserung der Umsetzung, da gerade kleine Firmen mit der Vielzahl an Anforderungen überfordert sind. Daher wäre eine engmaschigere Aufklärung, z. B. durch die Überwachungsbehörden, sehr hilfreich.

Natürlich gibt es viele Themen, zu denen ich mir persönlich Einzelmaßnahmen auf EU-Ebene wünschen würde, um zu vermeiden, dass immer mehr einzelstaatliche Regelungen verabschiedet werden. Das wären zum einen z. B. eine Druckfarbenverordnung oder klarere Regelungen für die Verantwortlichkeit für die Bewertung von Verunreinigungen und Abbauprodukten (NIAS – non intentionally added substances). Gerade am Anfang der Lieferkette fehlen oft Informationen zu Abbauprodukten, die erst im Verarbeitungsprozess entstehen. Allerdings macht die Bewertung an dieser Stelle am meisten Sinn, um Überschneidungen zu vermeiden und die Kosten so gering wie möglich zu halten. Daher wäre eine Koordinierung von Risikobewertungen an zentraler Stelle, wie  z. B. bei der EFSA, aus meiner Sicht wünschenswert. Die Kosten dieser Studien könnten auf alle Unternehmen, die mit diesen Stoffen Geld verdienen, umgelegt werden.

Wo sehen Sie momentan für Packmittelhersteller besonderen Handlungsbedarf?

In einer Konformitätserklärung für Kunststoffverpackungen muss unter anderem bestätigt werden, dass Reaktionszwischenprodukte, Abbau- oder Reaktionsprodukte den einschlägigen Anforderungen der Rahmenverordnung genügen und dass gemäß Artikel 19 der Kunststoff-Verordnung eine Risikobewertung durchgeführt worden ist.

Dieser Punkt ist einigen Firmen noch nicht bewusst, so dass ich eine Analyse der Produkte auf Verunreinigungen und Abbauprodukte (NIAS – non intentionally added substances) sowie deren Bewertung als notwendig ansehe.

Wie schätzen Sie grundsätzlich die Bedeutung von Grenzwerten, z. B.  für spezifische Migrationslimits (SML), ein?

Grenzwerte sind aus meiner Sicht wichtig für Substanzen, von denen ein Risiko für den Verbraucher ausgeht. Mit Sicherheit gibt es in der Verordnung auch einige Grenzwerte, die man überdenken kann. Dies wären z. B. Beschränkungen für sehr flüchtige Monomere, die sich, sofern noch Spuren vorhanden sind, in der Regel bei der Extrusion verflüchtigen. Da wäre es vielleicht hilfreicher, anstatt Grenzwerte für die Substanzen Verarbeitungsbedingungen zu definieren, bei denen die Stoffe in der Regel nicht mehr nachweisbar sind, um Kosten für Untersuchungen zu minimieren.

Sie referieren über „Umsetzung von Anforderungen des Handels auf Grund von Forderungen und Bewertungen von Verbraucherorganisationen“. Was bewegt Sie besonders in diesem Zusammenhang?

Unsere Welt wird immer schnelllebiger. Durch die gute Vernetzung unserer Medien verbreiten sich Informationen rasant und können Verbraucher verunsichern, wenn sie selbst nicht in der Lage sind, die Angaben zu bewerten. Der Handel reagiert daher sehr zeitnah auf negative Bewertungen in Veröffentlichungen, wie z. B. über migrierfähige Stoffe aus Verpackungsmaterialien. Das führt dazu, dass Stellungnahmen zur „Substanz des Monats“ in kürzester Zeit erforderlich sind, egal ob diese Sinn machen oder nicht.

Besonders bewegt mich an dieser Thematik die manchmal mangelnde Kommunikation zwischen allen Beteiligten. Eine umfangreiche Recherche über das Vorkommen der Stoffe in der gesamte Prozesskette, deren toxikologische Bewertungen sowie die Gefahr der Migration auf ein Lebensmittel würden helfen, das Risiko besser einzuschätzen und die Verbraucher umfassend zu informieren.

Wofür begeistern Sie sich neben Ihrem beruflichen Aufgaben?

Im Sommer genieße ich Bewegung im Freien, wie z. B. beim Inline-Skaten oder Radfahren. Eine weitere große Leidenschaft sind Fernreisen, durch die ich einige andere Kulturkreise kennenlernen durfte, beeindruckende Kulturschätze besichtigt und überwältigende Landschaften erwandert habe. Durch die eigene Organisation vor Ort bin ich oftmals in Kontakt mit der ortsansässigen Bevölkerung gekommen. Diese Begegnungen führen immer wieder dazu, die eigene Lebensweise erneut zu bewerten.

Mai 042016
 
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Das Joint Research Centre (JRC) hat auf seiner Website einen Leitfaden zur Materialanalyse von Verpackungsfolien veröffentlicht: Der Schwerpunkt liegt auf der Trennung mehrschichtiger Folien und der Identifikation unterschiedlicher Polymere. Zusätzlich beschreibt der Leitfaden, welche Polymere bei Lebensmittelverpackungen gewöhnlich Anwendung finden, welche Eigenschaften sie haben und für welche Zwecke sie bei Lebensmittelverpackungen geeignet sind.

Hier gibt es den kostenlosen Download.

Foliengrobanalyse_MikrotomschnittbildMaterialanalysen von mehrschichtigen Folien, Kunststoffverpackungsmaterialien und Verbundfolien sind neben einer Vielzahl an Prüfmethoden eine Kernkompetenz des Innoform Testservice Labors in Oldenburg. Anhand von Mikrotomquerschnitten, thermoanalytischen Messungen (z. B. DSC) und IR-spektroskopischen Analysen erhalten die Kunden ein komplettes Bild über ein unbekanntes Folienmaterial.

Ermittelt werden können z. B. die Anzahl der Schichten und Schichtdickenverteilungen von mehrschichtigen Gebilden sowie die Werkstoffart und, wenn erforderlich, durch ergänzende Analysen Füllstoffe bzw. Additive. Die Untersuchungstiefe (1. Stufe z. B. PE, 2. Stufe PE-LLD Typ Buten) und damit der Kostenaufwand kann dabei entsprechend der Erfordernisse angepasst werden.

Aufträge können online angekündigt werden. Sie sind sich nicht sicher, welche Prüfung die richtige ist? Hier sind die Kontaktdaten des Testservice-Labors:

Innoform Testservice GmbH
Industriehof 3
26133 Oldenburg
Telefon: +49 441 94986-11
Fax:      +49 441 94986-29
E-Mail:   matthias.boesel@innform.de
www.innoform-testservice.de

 


Mai 142014
 

Grenzen überwinden – das ist das Motto des österreichischen Verpackungskongresses  IMPACKT – Packend verpacken am 5./6. Juni 2014.

Metall, Papier, Kunststoff, Glas, Holz – sind die Grenzen heute noch so klar gezogen? Gibt es noch die berühmt berüchtigten Materialschlachten oder stoßen Verpackungshersteller heute an ganz andere Grenzen?

Vorab haben sich Victoria Heinrich, OFI, Thomas Rieder, Österreichisches Verpackungsinstitut, Torsten Paul, Tetra Pak, Ralf Grün, Metsä Board, Julius Lüthi, Pirlo sowie Ing. Harald Bleier, ecoplus und auch Karsten Schröder in einem Interview mit der Fachzeitschrift ap austropack  zu diesem Thema geäußert.

Hier sind die Antworten von Karsten Schröder:

Kann man heute noch von „Grenzen“ sprechen – oder überwinden Sie immer öfter gemeinsam Grenzen?

Karsten Schröder Natürlich gibt es immer Grenzen, und meiner Ansicht nach sind die auch ganz wichtig. Wir erleben ja alle unsere Furcht und Unsicherheit beim Thema Globalisierung. Hier helfen uns immer wieder Grenzen, die wir uns selber setzen oder auch von sogenannten Gegebenheiten gesetzt werden. Bezogen auf die Verpackung: Natürlich gibt es immer noch starke Abgrenzungen zwischen Lobbygruppen, Materialgruppen und natürlich zwischen Wettbewerbern und Lieferanten wie auch Kunden untereinander. Das ist sicher auch gut so, dennoch: Bezogen auf die Verpackungsentwicklung ändern sich Grenzen ständig, und Materialien werden doch häufiger kombiniert.

Welche „Grenzen“ haben Sie überwunden?

Schröder: Wir als Dienstleister bearbeiten ständig in unserem Testservice die Grenze Verpackung zu Lebensmittel. Hier bearbeiten wir die Wechselwirkungen – gewünschte ebenso wie ungewünschte. Das ist ein tolles Gebiet, da sich die Grenzen zu verwischen scheinen und aus Lebensmittelbestandteilen Kunststoff-Additive (Dual Use Additives) werden – das begeistert uns.

Was sind die nächsten „Grenzen“, die Sie überwinden wollen?

Schröder: Nun – wir suchen im Moment Partner, die uns im Bereich Papier unterstützen, um Analytik für Kunststoff und Papier anzubieten. Hier fehlen viele Regelungen aus Brüssel, und es ist viel gesunder Menschenverstand gefragt. Das ist für uns eine dringend zu überwindende Grenze.

Wenn Sie die Verpackungsbranche betrachten, denken Sie, es gibt eine „Grenze“, eine heilige Kuh, die nie geschlachtet werden wird?

Schröder: Nein – so denken wir bei Innoform nicht. Für uns sind heilige Kühe Motivation, diese zu schlachten – sozial verträglich und schmerzfrei am besten. Doch scheint die Grenze zwischen Marketing und dem GMV – Gesundem Menschverstand – eine echte Herausforderung zu sein. Im Marketing wird immer noch auf Absatzsteigerung gezielt und diese weltweit gelehrt und nicht angezweifelt. Wir in der Verpackung reden heute aber schon mehr über Nachhaltigkeit ob das eine solche heilige Kuh ist – ich denke, ja und deshalb arbeite ich auch mit meinem Vortrag daran.

Was ist für Sie das Verpackungs-Material oder die Materialkombination der Zukunft?

Schröder: Bio-basierte Rohstoffe in Kombination von Papier bergen nach meiner Einschätzung ein großes Potenzial für neue, wirklich innovative Packmittel. Doch das ist im Moment alles noch viel zu teuer und in den Kinderschuhen. Und da das Marketing sich schon bei einigen Marken die Nase blutig gestoßen hat, wird dieses Gebiet erst einmal wieder an Schwung verlieren, bis es dann durchstarten kann.

Was dürfen wir bei Ihrem Vortrag erwarten?

Schröder: Ein wesentlicher Beitrag zur Nachhaltigkeit und somit zur Wirtschaftlichkeit ist seit jeher die Standardisierung, die aber in Marketingkreisen eher verpönt ist, da man sich dann ja nicht mehr vom Wettbewerb abgrenzen kann. Dieses geschieht ja häufig hauptsächlich nur noch durch die Marke und die Verpackung – das Gesicht des Produktes. Wie kann man da noch standardisieren wollen? Dazu liefere ich gerne Anregungen und Ideen.

Das komplette Interview finden Sie in Ausgabe 4/2014 der Fachzeitschrift ap-austropack und hier.