Trendbericht: So werden Verpackungen für Tiefkühlkost nachhaltiger.

In Schweden erhältlich: Tiefkühlverpackung für Zimtschnecken aus Post-Consumer-Recycling-Kunststofffolie.

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Der globale Markt für Tiefkühlkost wird bis 2026 voraussichtlich auf 322 Milliarden Euro anwachsen. Damit einher gehen gesteigerte Anforderung an die Recyclingfähigkeit der Verpackungen.

Verpackungsmaterial

Logistik

Recycling

Umweltmanagement

Standardkunststoffe

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Verpackungstechnik

Folien

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Kreislaufwirtschaft

Frostiges Recycling

Eine kommerzielle Anwendung der hybriden Verpackung HybraPack zeigt die Treofan Germany GmbH & Co. KG, Raunheim. Der Spezialist für biaxial orientierte Polypropylen-Folien (BOPP) hat gemeinsam mit dem Papierhersteller Feldmuehle Uetersen GmbH, Uetersen, einen Standbeutel entwickelt. Das Unternehmen Trinity Schweiz AG, St.Gallen/Schweiz, füllt künftig seine Haarpflegeprodukte darin ab. 

Ultraschallversiegelte Folie mit Papier-touch 

Simulation Verpackung

Polypropylen

Hybridtechnik

Ultraschallschweißen

Hybride Verpackung HybraPack 

2013 hatte Reifenhäuser die Hochleistungs-Extrusionsanlagen für PET-Tiefziehfolien mit den patentierten mechatronischen Glättwerken der  eingeführt. Nun stellt Reifenhäuser die nächste Generation dieses Anlagentyps vor. 

Neue Generation von PET-Tiefziehfolienanlagen 

Industrie 4.0

Polyethylenterephthalat

Extrusionswerkzeuge

Extrusion

Flachfolien- und Plattenextrusion

Reifenhäuser kombiniert verbesserte Komponenten 

Moderne Kunststoffverpackungen bewahren Lebensmittel sowie ihre Aromen und reduzieren so die Verschwendung der wertvollen Güter.

Laminiert mit biologisch abbaubaren Folien oder Papieren eignen sich Barrierepolymer-Schichten zum Verpacken trockener Lebensmittel wie Kaffee, Snacks, Süßigkeiten oder Tierfutter

Barrierematerialien machen Verpackungen nachhaltiger und schützen Lebensmittel

Verpackungsmittel aus Kunststoffen

Kunststoffverarbeitung

Oberflächenveredlung

Co-Injektion (Barriere-/Sandwich-Spritzgießen)

Spritzgießen

Länger frisch, weniger Abfall

Die Marschrichtung scheint klar: Mehrschichtverpackungen müssen künftig besser recycelbar sein – aber was heißt das technisch? Und welche Lösungen braucht und akzeptiert der Markt?

Wie sich Folienverpackungen weiterentwickeln müssen

Klotz, Karlhorst, Dr.

Verpackungsanlagen

Coilhandling

Flachfolienanlagen

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Extrusionsanlagen

Nachhaltigkeit

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Sondermaschinen

Nachholbedarf in Europa

Das steigende Aufkommen an Kunststoffabfällen und die wachsende Verschmutzung der Meere durch solche Abfälle haben den nachhaltigen Umgang mit Kunststoffprodukten zunehmend in den gesellschaftlichen und politischen Fokus gerückt.

Wenn schon Folie, dann wenigstens ein Material mit Recyclinganteilen – so die landläufige Meinung, die davon ausgeht, dass im Kreis geführte Stoffe quasi automatisch nachhaltiger sind. Dass es so einfach nicht ist, zeigt eine detaillierte Lebenszyklusanalyse, die alle relevanten Energie- und Stoffströme auf Basis einer allgemeingültigen Berechnungsmethode berücksichtigt

Warum Folie aus Altkunststoff nicht zwangsläufig nachhaltig ist

Blasfolienextrusion

Folienblasanlagen

3D-Blick auf Nachhaltigkeit

Die IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen sieht in dem veröffentlichten ¿European Plastics Pact¿ puren Aktionismus, der falsche Erwartungen weckt und der Kreislaufwirtschaft damit mehr schadet als nützt.  

Verband warnt vor Folgen des ¿European Plastics Pact" 

Deutschland, Österreich, Schweiz

Verbände

kunststoffe.de

Ambitionierte Europapolitik statt Aktionismus 

Die Strahlenvernetzung von Folien stellt ein bisher unerschlossenes Potenzial für neue Anwendungen bei der Verarbeitung gefüllter Materialien im Thermoformprozess dar.

Fördertechnik zur Bestrahlung von Kunststoffkomponenten am 10-MeV-Elektronenbeschleuniger am Standort Bruchsal

20:7

Neue Anwendungen bei der Verarbeitung gefüllter Materialien im Thermoformprozess

Strahlenvernetzung

Strahlenvernetzung von Folien

Faerch und Erema realisieren geschlossenen Kreislauf für PET-Lebensmittelverpackungen.

Kreislauf für PET-Schalen

Pla.to Technology: Erst industrielle Lösung für Bottle-to-Bottle-Recycling von Kosmetikflaschen aus HDPE.

Pla.to Technology: Erst industrielle Lösung für Bottle-to-Bottle-Recycling von Kosmetikflaschen aus High Density Polyethylene (HDPE).

Kosmetik nachhaltiger verpacken

BASF, Bobst, Evertis und Sulayr wollen neues Recyclingkonzept PET/PE-Mehrschichtfolien entwickeln.

Best-Practice-Beispiel eines geschlossenen Recycling-Kreislaufs für PET-basierte Mehrschichtverpackungen.

Kunststoffe

Photonik

Optik

Technische Kunststoffe

Kreislauf für PET-basierte Mehrschichtverpackungen

Neue Erhebung zeigt, ein Großteil der Kunststoffverpackungen ist heute recycelbar, das gilt auch für Mehrschichtfolien sowie schwarze Verpackungen.

Verpackungen aus Kunststoff, die im Gelben Sack gesammelt werden, sind in Summe zu 74 Prozent recyclingfähig.

Recyclingfähigkeit steigt auf 81 Prozent

Mohinani bringt das PET-Bottle-to-Bottle-Recycling nach Westafrika und kauft dafür zwei Anlagen von Starlinger.

Die recoSTAR PET iV+ Recyclinganlagen produzieren lebensmitteltaugliches rPET, das bis zu 100 % in der PET-Preformproduktion eingesetzt werden kann.

Bottle-to-Bottle-Recycling in Ghana

Kleidungsstücke aus recycelten Kunststoffen sind mehr als ein kurzlebiger Modetrend. Das gilt insbesondere im Outdoor-Bereich, wo nicht nur die Optik entscheidend ist. Vaude und andere Hersteller zeigen: Qualität und Funktionalität bleiben auch mit zunehmendem Rezyklateinsatz hoch.

In Outdoor-Mode verpackt sind gebrauchte PET-Flaschen in der Umwelt gerne gesehen.

Kleidungsstücke aus recycelten Kunststoffen sind mehr als ein kurzlebiger Modetrend. Das gilt insbesondere im Outdoor-Bereich, wo nicht nur die Optik entscheidend ist

Outdoor-Marken setzen auf Recycling

Textil-, Bekleidungs-, Ledergewerbe

Ehrhardt, Melanie

Textilgewerbe

Von der PET-Flasche zur Regenjacke

Doppelt erlaubt: Die Verpackungslösungen von allfo und allvac wurden erstmals als halal und erneut als koscher zertifiziert. 

Die Vakuumbeutel von allfo sind halal und koscher, hier der voll recyclingfähige Vakuumbeutel VAC 95+.

Verpackungslösungen halal und koscher

Initiative R-Cycle sorgt für eine transparente Wertschöpfungskette

Bewertungsgrundlage für die Recyclingfähigkeit von Verpackungen

Liegt die Zukunft in Sachen Kunststoffverpackungen in der Sortierung von Monopolymerfraktionen? In der Sortierung von lebensmittelverträglichen und nicht-lebensmittelverträglichen Fraktionen? Oder in einer Kombination all dieser Möglichkeiten?

Liegt die Zukunft in Sachen Kunststoffverpackungen in der Sortierung von Monopolymerfraktionen? In der Sortierung von lebensmittelverträglichen und nicht-lebensmittelverträglichen Fraktionen? Oder in einer Kombination all dieser Möglichkeiten? Die Initiative R-Cycle lässt diese Frage bewusst offen und bietet stattdessen allen Teilnehmern einen Datenstandard für eigene Berechnungsmodelle.

Verpackungskunststoffe werden heute fast ausschließlich aus fossilen Brennstoffen hergestellt und gelten aufgrund ihrer komplexen Zusammensetzung aus unterschiedlichen Kunststoffen, Additiven und Druckfarben als schwer zu recycelnde Werkstoffe. Dies führt aktuell zu einer weit verbreiteten thermischen Verwertung, wodurch Verpackungskunststoffe auch im Fokus bei der Bewältigung der Klimakrise stehen. Insbesondere Kunststoffe aus Siedlungsabfällen werden nur zu sehr geringen Anteilen stofflich wiederverwertet. Die Gründe für die geringen Recyclingquoten liegen zum einen im oftmals nicht recyclinggerechten Verpackungsdesign und zum anderen in einer nicht klaren Definition von „recyclingfähig“ und „nicht recyclingfähig“ im Sinne des Cradle to Cradle-Ansatzes. „Cradle to Cradle“ bedeutet dabei, dass jedes hergestellte Produkt am Ende des Lebenszyklus zur Geburt eines neuen gleichwertigen Produkts führen soll.

Daten für eine quantitative Bewertung von Recyclingkunststoffen fehlen

Zur Erreichung der Klimaziele und einer Reduzierung des CO2 -Ausstoßes bedarf es zunächst Änderungen in der Gestaltung und der Herstellung von Produkten. Hierbei riskieren einige Akteure allerdings, weniger umweltfreundliche Entscheidungen zu treffen, zum Beispiel über eine fehlgeleitete Betonung eines 100-prozentigen Recyclinganteils oder durch die Verwendung nur vermeintlich nachhaltiger, alternativer Werkstoffe. So kann die Umstellung von Polyolefinen auf recyceltes Polyethylenterephthalat (PET) die Netto-CO2 -Emissionen sogar erhöhen. Solche Entscheidungen liegen häufig darin begründet, dass es bisher keine klaren Leistungskennzahlen (Key Performance Indicator, KPI) zur Messung der ökologischen Sinnhaftigkeit im Bereich des Kunststoffrecyclings gibt und allgemeine Berechnungsgrundlagen sowie Daten für eine quantitative Bewertung fehlen. Doch selbst wenn solche Datensätze einmal erhoben worden sind, kann eine nachhaltige Verbesserung nicht garantiert werden, da diese oftmals durch fehlende Messinstrumente nicht überprüft werden können und sich insbesondere das Recycling von Kunststoffen zeitlich und örtlich dynamisch verhält.

Die Initiative „R-Cycle“ versucht einen Teil dieser Lücke zu schließen, indem notwendige Daten hinsichtlich der Produkthistorie von Verpackungen gespeichert und zwischen unterschiedlichen Akteuren ausgetauscht werden. Alle Teilnehmer der Wertschöpfungskette verwenden dabei ein abgestimmtes Datenmodell und dieselben global verfügbaren GS1-Standards. Allen Objekten, die die Stationen des Lebenszyklus durchlaufen, werden global eindeutige Idente zugewiesen. Mittels des eingesetzten EPCIS-Standards werden die notwendigen Daten der jeweiligen Prozesse an diesen Stationen erfasst und an ein Repository übermittelt.

Die Zuordnung der Daten zu den jeweiligen Objekten erfolgt mittels unterschiedlicher Markierungstechnologien. Aus dem Repository heraus können die Daten in Form eines digitalen Produktpasses anderen Nutzern bereitgestellt werden. Die Daten können beispielsweise zur Bemessung der Recyclingfähigkeit eines Produktes über die enthaltenden Inhaltsstoffe dynamisch in Abhängigkeit des Zielmarktes in das jeweilige Berechnungsmodell einfließen. Aktuell orientiert sich die Recyclingfähigkeit neben regional vorhandenen Recycling-Stoffströmen daran, welche Erfassungs- und Verwertungsstrukturen im industriellen Maßstab vorausgesetzt werden können. Demnach könnte die aktuell eher logistische Bewertung der Recyclingfähigkeit in eine mehr technische Bewertung transformiert werden. Ein weiterer Anwendungsfall wäre die Identifizierung recycelbarer Verpackungen im Rahmen der Abfallsortierung für ein effizienteres Recycling. Effizienz bedeutet hier, dass aus gleichen Edukten höherwertige Produkte hergestellt werden können. Hierbei könnte anhand spezifischer Kriterien bewertet werden, welche Aufbereitungstechnologien für welche Stoffströme unter welchen Rahmenbedingungen am besten geeignet sind, zum Beispiel in Abhängigkeit des Kontaminationsgrades, der Wirtschaftlichkeit oder der ökobilanziellen Bewertung. Das übergeordnete Ziel von R-Cycle ist eine Steigerung der Rezyklatqualitäten sowie eine Steigerung der für den Markt verfügbaren anwendungsbezogenen Rezyklatmengen. In welcher Form und an welcher Stelle der Lieferkette diese Daten genutzt werden, spielt dabei zunächst eine untergeordnete Rolle. Das Konzept R-Cycle wird passend zu den Bedarfen industrieller Anwender entwickelt (in der sog. R-Cycle Community mit aktuell ca. 20 Mitgliedern), aber auch wissenschaftlich begleitet, unter anderem durch das IKV. Das IKV widmet sich seit den 1980er-Jahren Forschungsfragen rund um das Thema Kunststoffrecycling und verfolgt den Ansatz, die Digitalisierung als Werkzeug zur Transformation von einer linearen Wirtschaft hin zu einer Kreislaufwirtschaft zu nutzen. Eine zentrale wissenschaftliche Frage dabei ist, wo der Einsatz von Rezyklaten in Abhängigkeit der Zusammensetzung für Verarbeitungsprozesse wie zum Beispiel die Blasfolienextrusion sinnvoll ist. Aus diesem Grund hat sich das IKV der R-Cycle-Initiative angeschlossen, in der unter anderem daran gearbeitet wird, die notwendigen Informationen in entsprechender Tiefe für einen zweiten Produktlebenszyklus für jedes Glied der Wertschöpfungskette, beispielsweise eines Standbodenbeutels, zu definieren.

Bild 1 zeigt einen Standbodenbeutel aus Polyethylen (PE), welcher als Leichtverpackungsabfall im Rahmen der dualen Systeme aktuell gesammelt und verwertet wird. Die dargestellte Verpackung besteht aus einer bedruckten Folie und einem versiegelten Zipper, die als Ganzes einer Abfallsortieranlage zugeführt wird. Das von R-Cycle erfasste digitale Abbild wird daher für die gesamte Verpackung geschrieben und setzt sich über der Zeit aus unterschiedlichen sogenannten EPCIS-Events zusammen. Das bedeutet, es werden an unterschiedlichen Stellen in der Wertschöpfungskette Attribute spezifiziert abgespeichert.

Der vereinfachte Prozessfluss ist für den Standbodenbeutel im Titelbild zu sehen. Die Darstellung zeigt EPCIS-Events, die reale Ereignisse in der Wertschöpfungskette repräsentieren und zwischen Handelspartnern ausgetauscht werden können. Den Objekten, in der Gestalt von Vor-, Zwischen oder Endprodukten, die die Events durchlaufen sind eindeutige Identifikatoren zugeordnet, in diesem Fall die sogenannte Lot Global Trade Item Number (LGTIN). Hierbei handelt es sich um eine 13-stellige Artikelnummer, erweitert um eine Los- beziehungsweise Chargennummer, mittels derer jedes Produkt weltweit identifiziert werden kann. Diese dient als Zugriffsschlüssel auf in Datenbanken hinterlegte Produktinformationen.

R-Cycle erweitert die vorhandene Struktur der ECPIS-Events um Informationen über relevante Inhaltsstoffe und Verarbeitungsbedingungen eines jeden Prozessschrittes. Die akkumulierten notwendigen Daten eines zugehörigen digitalen Produktpasses sind beispielhaft in Tabelle 1 zu sehen. Hierbei wird differenziert zwischen den enthaltenen Kunststofftypen, Gruppierungen der eingesetzten Druckfarben und Klebstoffe sowie zwischen Lebensmittelverpackung und Nicht-Lebensmittelverpackung. Es kann auch der Anteil von recyceltem und biobasiertem Material mit angegeben werden. Dabei gilt es zu betonen, dass im digitalen Produktpass keine Rezepturen offengelegt, sondern Hauptbestandteile und Grenzwerte für bestimmte Inhaltsstoffe angegeben werden (zum Beispiel. < 5 % Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) als Barriere in Polyolefinen). Darüber hinaus ist es den Teilnehmern freigestellt, weitere Informationen den vor- oder nachgelagerten Akteuren in der Wertschöpfungskette mitzugeben. Somit wären in Zukunft auch weitere Use-Cases mit R-Cycle denkbar, wie zum Beispiel eine Erweiterung um die Energie- und Stoffdaten eines Produktes für die Erstellung von Ökobilanzen.

R-Cycle bietet einen Datenstandard als Bewertungsgrundlage für die Kreislauffähigkeit von Verpackungen ohne eine konkrete Anwendung zur quantitativen Bewertung von Verpackungen vorzugeben. Dies ist auf die Vielzahl an Lösungsansätzen zur Schließung des Kunststoffkreislaufs zurückzuführen. Es ist beispielsweise unklar, ob zukünftig eine Sortierung von Kunststoffen in Monopolymerfraktionen oder eine Sortierung von lebensmittelverträglichen Fraktionen von nicht-lebensmittelverträglichen Fraktionen von hoher Bedeutung sein wird. Vielleicht ist es auch die Fähigkeit, Kunststoffe in ein lebensmittelverträgliches Material umzuwandeln, welches Neumaterialien ersetzen kann? Oder ist es möglicherweise eine Kombination all dieser Möglichkeiten? R-Cycle lässt diese Fragen bewusst offen und bietet stattdessen für alle Teilnehmer der R-Cycle Community das kontinuierliche Speichern recyclingrelevanter Daten während der Verpackungsherstellung an. In vielen Szenarien im Recyclingprozess wird zukünftig eine Nachhaltigkeitsbewertung nötig sein. Mittels der R-Cycle Datengrundlage können Berechnungsmodelle genutzt und Korrelationen zwischen Rezyklat- und Produktqualitäten ermittelt werden.

Ausgabenartikel KU09-22

 Kreislaufwirtschaft: EPCIS-Prozessflussdiagramm für einen Beutel mit Zipper.

Tabelle 1. Exemplarischer digitaler Produktpass (DPP) aus R-Cycle.

Bild 1. Beutel mit Zipper als beispielhaftes Verpackungsprodukt.

Name - Hauptartikel

Initiative R-Cycle sorgt für eine transparente Bewertungsgrundlage

Recyclingfähigkeit von Kunststoff-Verpackungen

R-Cycle ist eine im Jahr 2020 gegründete unternehmensübergreifende Initiative zur Erfassung und Dokumentation der Eigenschaften von Kunststoffverpackungen. Hintergrund des Projekts ist es, mit einem datengetriebenen Ansatz eine Grundlage für die Kreislauffähigkeit von Verpackungen bereitzustellen. Der Ansatz entspricht dabei Forderungen, wie sie seitens der Europäischen Union im Rahmen des  EU Circular Economy Action Plans als auch in Deutschland im Rahmen des Verpackungsgesetzes formuliert wurden.

<a href="https://www.r-cycle.org" target="_blank">www.r-cycle.org</a>

Elena Berg, M. Sc., ist Gruppenleiterin Verfahrenstechnik Extrusion am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen; <a href="mailto:elena.berg@ikv.rwth-aachen.de">elena.berg@ikv.rwth-aachen.de</a>

Prof. Dr. rer. nat. Rainer Dahlmann ist außerplanmäßiger Professor am Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung und wissenschaftlicher Direktor Kreislaufwirtschaft am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen

Malte Schön, M. Sc., ist Leiter der Abteilung Extrusion und Kautschuktechnologie am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen; <a href="mailto:malte.schoen@ikv.rwth-aachen.de">malte.schoen@ikv.rwth-aachen.de</a>

R-Cycle ist eine im Jahr 2020 gegründete unternehmensübergreifende Initiative zur Erfassung und Dokumentation der Eigenschaften von Kunststoffverpackungen. Hintergrund des Projekts ist es, mit einem datengetriebenen Ansatz eine Grundlage für die Kreislauffähigkeit von Verpackungen bereitzustellen. Der Ansatz entspricht dabei Forderungen, wie sie seitens der Europäischen Union im Rahmen des EU Circular Economy Action Plans als auch in Deutschland im Rahmen des Verpackungsgesetzes formuliert wurden.