Verpackungen aus geformten Fasern, ausgezeichnet als Beste Erfindung

Im November würdigte das TIME-Magazin eine Reihe biologisch abbaubarer Lebensmittelverpackungen, die von Zume und Solenis entwickelt wurden, als eine der besten 200 Erfindungen für 2022. Die in der Kategorie Nachhaltigkeit nominierte Verpackung wurde von den TIME-Redakteuren unter anderem in Bezug auf„Originalität, Wirksamkeit, Ziel und Wirkung“ evaluiert.

Für Solenis und Zume sind die letzten beiden Faktoren – Ehrgeiz und Wirkung – die wirklich bestimmenden Merkmale des Projekts. Ehrgeiz, weil es für die beiden Unternehmen ein mutiger Schritt war, aktiv eine Zusammenarbeit zu verfolgen, mit der die Einführung nachhaltiger Verpackungen in der globalen Lebensmittelindustrie beschleunigt werden sollte. Wirkung, weil die neue Verpackung aus Pflanzenfasern zu 100 Prozent PFAS-frei ist, ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen.

PFAS steht für Per- und Polyfluoralkylsubstanzen. PFAS werden in einer Reihe von Branchen – Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Bauwesen und Elektronik – eingesetzt, um verschiedenen Endprodukten bestimmte funktionale Vorteile zu verleihen. PFAS können beispielsweise verwendet werden, um zu verhindern, dass Lebensmittel an Kochgeschirr haften bleiben, um Kleidung und Teppiche widerstandsfähig gegen Flecken zu machen und um effektiveren Brandbekämpfungsschaum zu erzeugen.

In der globalen Lebensmittelindustrie setzen Papier- und Verpackungshersteller PFAS seit Jahrzehnten als fettabweisende Mittel in Fast-Food-Verpackungen, Popcornbeuteln für die Mikrowelle, Kartonbehältern zum Herausnehmen und Tiernahrungsbeuteln ein, um zu verhindern, dass Öl und Fett aus Lebensmitteln durch die Verpackung austreten. Sie werden auch häufig in Verpackungen aus geformten Fasern wie Muschelschalen, Eierflachschalen und -toppern sowie in Lebensmittelschalen verwendet. Obwohl sie sich in Foodservice-Anwendungen als äußerst funktionstüchtig bewähren, werden sie wegen ihrer Gesundheits- und Umweltrisiken genauestens unter die Lupe genommen.

Laut dem National Institute of Environmental Health Science¹ wurden mehrere gesundheitliche Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Kontakt mit PFAS identifiziert und durch verschiedene wissenschaftliche Studien belegt. Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen von PFAS auf die öffentliche Gesundheit haben sich aus folgenden Gründen ergeben:

• Weit verbreitetes Auftreten. Studien finden PFAS im Blut und Urin von Menschen, und Wissenschaftler möchten wissen, ob sie Gesundheitsprobleme verursachen.
• Vielfältige Kontakte. PFAS werden in Hunderten von Produkten weltweit eingesetzt, mit vielfältigen Möglichkeiten für den Kontakt mit dem Menschen.
• Wachsende Zahlen. Mehr als 9.000 PFAS wurden identifiziert.
• Beständigkeit. PFAS sind für eine unbekannte Zeit in der Umwelt beständig, weshalb Wissenschaftler sie als „ewige Chemikalien“ bezeichnen.
• Bioakkumulation. Menschen können mit den verschiedenen PFAS-Chemikalien auf unterschiedliche Weise in Kontakt kommen. Im Laufe der Zeit können Menschen mehr Chemikalien aufnehmen, als sie ausscheiden, ein Prozess, der zur Bioakkumulation im Körper führt.

Formulierung einer Antwort

Um den weit verbreiteten Einsatz von PFAS einzudämmen, ist eine koordinierte Reaktion erforderlich. In den Vereinigten Staaten veröffentlichte die Umweltschutzbehörde (EPA) im Oktober 2021 den strategischen PFAS-Fahrplan, um die Schäden und Risiken dieser Chemikalien für Mensch und Umwelt zu reduzieren. Im Rahmen dieser Initiative hat die EPA vier Hinweise zur Trinkwassergesundheit für PFAS herausgegeben. Die Behörde kündigte auch an, dass sie Staaten und Gebiete auffordert, im Rahmen des Zweiparteien-Infrastrukturgesetzes Mittel zu beantragen, um PFAS und andere neue Schadstoffe im Trinkwasser zu bekämpfen.

Ziel der staatlichen Regulierung ist es, privatwirtschaftliche Unternehmen zu ermutigen, eigene Maßnahmen zu ergreifen. Um sich dieser Herausforderung zu stellen, haben sich die Teams von Zume und Solenis auf die Entwicklung einer Lösung für Verpackungen aus geformten Fasern verständigt, die eine geeignete Funktionalität bietet und die Verwendung von PFAS überflüssig macht. Beide Firmen haben sich einer gemeinsamen Vision verschrieben – der Entwicklung von hochleistungsfähigen, wettbewerbsfähigen Produkten aus geformten Fasern, die PFAS-frei und vollständig recycelbar, auflösbar und kompostierbar sind.

Jedes Unternehmen brachte seine Stärken ein. Solenis ist der führende Anbieter von Spezialchemikalien für die Papierindustrie und bringt jahrzehntelange Anwendungskompetenz für einzigartige Verpackungsaufgaben ein. Zume bringt Ingenieurs-, Ausrüstungs- und Prozesskompetenz bei der Herstellung von Produkten ein, die wie Kunststoff funktionieren, aber aus verschiedenen Biomasserohstoffen hergestellt werden. Diese Stärken ermöglichten perfekt Synergien, und die kooperierenden Projektteams entwickelten in enger Zusammenarbeit die PFAS-freie Lösung. Die Führung beider Unternehmen war ebenfalls von entscheidender Bedeutung, da sie ein unterstützendes Umfeld schaffte, das gemeinsame Inputs und Ergebnisse sowie eine schnelle Iteration ermöglichte.

Während der Zusammenarbeit identifizierte und optimierte das Team mehrere kritische Parameter, darunter:

• Fasertyp und Veredelung
• Chemiesequenz und -dosierung
• Weißwasserfüllung und -rückhaltung
• Tiefziehdruck
• Teilebildung und Teilegestaltung

Nachhaltige Lösung aus erfolgreicher Zusammenarbeit

Das Ergebnis der Zusammenarbeit war ein umfassendes Sortiment an PFAS-freien Verpackungen aus wiederverwendeten Naturmaterialien, die für eine Vielzahl von Foodservice-Anwendungen wie Salatschüsseln und Schalen geeignet sind. Wichtig ist, dass all diese Produkte folgende Bedingungen erfüllen:

• Nachweisliche Leistung mit einer Vielzahl von Holz- und Nichtholzrohstoffen, einschließlich landwirtschaftlicher Abfälle
• Hervorragender Wasserdurchdringungsschutz
• Heißölsperre – 60 Minuten bei 60 °C
• Kostenwettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu PFAS-Anwendungen
• Einhaltung der regulatorischen Standards für Lebensmittelkontakt (FDA, BfR) und Kompostierbarkeit (BPI) sowie der Auflösbarkeitsstandards

Ermutigt durch diesen Erfolg setzen Zume und Solenis ihre Zusammenarbeit fort, um Lösungen für langlebige Lebensmittelverpackungen zu entwickeln, die ohne Kunststoff und Schaum auskommen. Viele dieser angestrebten Anwendungen haben seitens der Endverwendung Anforderungen, die eine Herausforderung für nicht kunststoffbasierte Verpackungen darstellen, aber die Entwicklungsteams machen jeden Tag Fortschritte.

Solenis engagiert sich sehr für die Entwicklung und Bereitstellung nachhaltiger Barrierelösungen für die Papierindustrie, aber kein Unternehmen kann dies allein tun. Wir sind überzeugt, dass Innovationen beschleunigt werden, indem die richtigen Anwendungen für das jeweilige Ziel ausgewählt, die richtigen Kooperationspartner gefunden und ein Umfeld mit hohem Vertrauen für die Arbeitsgruppen geschaffen wird. Wenn diese Faktoren zusammenkommen, ist es möglich, eine bahnbrechende Erfindung zu entwickeln, die, wie das TIME Magazine sagt, „die Art und Weise verändert, wie wir leben, arbeiten, spielen und darüber nachdenken, was möglich ist“.

Zitate

1. Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) (nih.gov).