La quantità di rifiuti di plastica aumenta ogni anno. Alcuni di questi rifiuti sono dovuti agli imballaggi in plastica utilizzati per proteggere gli alimenti. Nell'ambito del progetto BioActiveMaterials, i ricercatori della Fraunhofer-Gesellschaft hanno sviluppato un rivestimento ecologico per gli imballaggi di carta. Con questo, non solo si risparmia plastica, ma il rivestimento di proteine ​​e cere vegetali allunga anche la durata di conservazione del cibo. Dopo l'uso, l'imballo può essere riposto nel cestino per il riciclaggio della carta straccia per lo smaltimento.

Oggi, coloro che acquistano cibo nei discount compreranno quasi sempre anche imballaggi in plastica. La stragrande maggioranza della salsiccia, formaggio, carne e pesce sono preconfezionati. Frutta fresca, insalata e verdure troppo spesso sono confezionate in imballaggi di plastica. Questo metodo è igienico e protegge il cibo durante il viaggio verso casa. Però, le plastiche a base di olio minerale stanno contribuendo alla crescente montagna di rifiuti. In Germania, solo nel 2017 sono stati generati un totale di 38,5 chilogrammi di rifiuti di imballaggio in plastica pro capite. Questi rifiuti di plastica galleggiano negli oceani o vengono esportati in paesi asiatici o africani per essere smaltiti. Esposto a fattori ambientali, questi grandi oggetti di plastica si scompongono in microplastiche, che alla fine si fanno strada nella catena alimentare. Ridurre gli imballaggi in plastica anche nel settore alimentare, poi, è una questione di necessità.

L'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria di processo e l'imballaggio IVV e l'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria interfacciale e la biotecnologia IGB hanno presentato una soluzione innovativa e sostenibile per l'imballaggio alimentare. Proprio come con l'imballaggio convenzionale, mantiene il cibo più fresco più a lungo. La nuova confezione, anche se, non comporta alcun tipo di plastica. Dopo l'uso, può essere riciclato senza problemi.

proteine, cere e antiossidanti prolungano la durata di conservazione del cibo

Nel progetto BioActiveMaterials, i ricercatori utilizzano la carta come materiale di base per la produzione di materiali di imballaggio tipici e funzionali:sacchetti richiudibili o carta da imballaggio. La carta è dotata di un rivestimento speciale che utilizza processi standard. I ricercatori realizzano questo rivestimento da proteine ​​e cere con additivi a base biologica. La speciale formulazione di questo rivestimento, che offre stabilità a lungo termine, svolge più funzioni contemporaneamente. "Primo, le proteine ​​fungono da strato barriera all'ossigeno mentre le cere formano una barriera al vapore acqueo, prevenire la frutta, Per esempio, dall'essiccarsi velocemente. Secondo, gli additivi biobased hanno un effetto antiossidante e antimicrobico. Ciò impedisce a carne e pesce di deteriorarsi rapidamente. Globale, il cibo ha una durata di conservazione molto più lunga, " spiega la dott.ssa Michaela Müller, Responsabile del settore delle superfici funzionali e dell'innovazione dei materiali presso Fraunhofer IGB. Anche le proteine ​​del rivestimento svolgono ruoli specifici. Impediscono la permeazione dell'olio minerale dalla carta al cibo. La carta recuperata, in particolare, contiene residui di inchiostro di stampa contenente olio minerale.

Le carte patinate sviluppate nell'ambito del progetto BioActiveMaterials sono un'alternativa al packaging attualmente utilizzato per tutti i tipi di alimenti, non importa se frutta e verdura, carne e pesce, formaggio o anche pasticceria. I consumatori possono conservare e maneggiare gli alimenti confezionati in carta esattamente allo stesso modo degli alimenti confezionati in plastica oggi. "I nostri imballaggi a base di carta sono adatti anche per le merci che devono essere refrigerate, carne per esempio. La funzione antiossidante rimane, " aggiunge Müller. Questa confezione può essere utilizzata anche per alimenti surgelati. "Dopo l'uso, l'imballaggio viene posto nel cestino per il riciclaggio della carta straccia, il rivestimento è biodegradabile e non ostacola il processo di riciclaggio, "dice la dottoressa Cornelia Stramm, Capo del dipartimento presso l'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria di processo e l'imballaggio IVV.

Gli Istituti Fraunhofer hanno portato avanti il ​​progetto in team affiatati. Mentre gli scienziati del Fraunhofer IGB si sono occupati della complessa formulazione e produzione del rivestimento, i ricercatori del Fraunhofer IVV stavano testando come funziona il rivestimento nella pratica. "Abbiamo testato, Per esempio, quanto efficacemente il rivestimento protegge il cibo da influenze esterne come vapore acqueo, ossigeno e olio minerale, " spiega Stramm. Il team di Fraunhofer IVV si è anche assicurato che il rivestimento potesse essere applicato alla carta utilizzando la tecnologia roll-to-roll. Ciò viene fatto utilizzando una macchina su cui la carta viene guidata su rulli. Il rivestimento viene applicato come una dispersione acquosa.

Proteine ​​da materiali di scarto, cere dal Brasile e dal Messico settentrionale

Nella scelta delle materie prime per il progetto BioActiveMaterials, il team ha scelto sostanze naturali approvate per l'uso nell'industria alimentare. Per l'elemento proteico, Per esempio, hanno sperimentato la colza, lupini, siero di latte o girasoli. In pratica, le operazioni agricole potrebbero fornire materiali di scarto inutilizzati dalla produzione all'industria dell'imballaggio. Passando alle cere, i ricercatori hanno optato per la cera d'api e la cera prodotta dal cespuglio di candelilla originario del Messico settentrionale e dalla palma carnauba brasiliana. "Abbiamo scelto queste cere perché sono biodegradabili, approvato per il contatto alimentare e facilmente reperibile sul mercato, " spiega Muller.

Tecniche di laboratorio convenzionali, come schiacciare, il riscaldamento, agitando e mescolando, sono impiegati nella produzione. "L'abilità sta nel rapporto di miscelazione e nella sequenza in cui vengono aggiunte le singole sostanze. La flessibilità con il rapporto durante la miscelazione delle diverse sostanze ci consente anche di ottimizzare il rivestimento per applicazioni specifiche, " dice Müller. Imballaggi per carne, Per esempio, contenente più antiossidanti, potrebbe avere un effetto antimicrobico e antiossidante particolarmente forte, mentre un rivestimento in cera protegge l'insalata confezionata in un sacchetto particolarmente bene contro l'essiccazione.

Vantaggi per i produttori, rivenditori e consumatori

I ricercatori hanno pensato anche agli aspetti molto pratici. Il rivestimento bioattivo può essere utilizzato sia per il cartone che per la carta. E anche la stampa sulla confezione non è un problema. Un produttore potrebbe stampare sul proprio logo o sulle informazioni nutrizionali richieste dalla legislazione alimentare. Anche i discount e i rivenditori di generi alimentari beneficeranno dell'imballaggio Fraunhofer. Poiché i consumatori seguono la tendenza all'uso efficiente delle risorse, imballaggi biodegradabili e plastic free.

I partner del progetto Fraunhofer IVV e Fraunhofer IGB stanno già sperimentando concetti per applicare il rivestimento direttamente ad alimenti come frutta o verdura, prolungando così la loro durata di conservazione. I rivestimenti commestibili sono innocui per la salute per loro stessa natura.