Die Hochdruckbehandlung ermöglicht es, mit Drücken bis zu 8000 bar, Lebensmittel länger haltbar zu machen. Bei diesen Druckbedingungen werden Mikroorganismen abgetötet, während Vitamine, Farbstoffe und wertgebende Inhaltstoffe erhalten bleiben. Diese Behandlungsmethode eignet sich deshalb besonders für temperaturempfindliche Frischeprodukte wie Smoothies, Wurstwaren oder Salate. Die Verpackungen für diese Produkte müssen während und nach der Hochdruckbehandlung Anforderungen in den Bereichen Permeation, Migration und Stabilität erfüllen. Häufig werden dafür Vakuumpackungen eingesetzt, die Nachfrage nach "Modified Atmosphere Packagings" steigt jedoch stetig. Doch besonders die gasgefüllten Traypackungen stellen eine gewisse Herausforderung für den Hochdruckprozess dar.
In diesem Vortrag soll zunächst der Effekt von hohem Druck auf Lebensmittelinhaltsstoffe und Mikroorganismen erläutert werden, um ein grundlegendes Verständnis der Hochdruckbehandlung zu erhalten. Im weiteren Verlauf werden Forschungsergebnisse zur Auswirkung auf polymere Packstoffe präsentiert. Besonderer Fokus wird dabei auf MAP-Verpackungen gelegt.

Eine von zahlreichen Möglichkeiten, die Nachhaltigkeit von Verpackungskonzepten zu verbessern, stellt die Materialsubstitution dar. Hierbei werden unter anderem petrochemisch basierte und nicht biologisch abbaubare Materialien durch sogenannte „Biopolymere“ ersetzt. Zwar können Biopolymere im Bezug auf die mechanischen Eigenschaften bereits einen großen Bereich der konventionellen Folienwerkstoffe abdecken, so sind jedoch deren Barriereeigenschaften noch stark eingeschränkt. Insbesondere für die Anwendung als Verpackungsmaterial bei sensiblen Lebensmitteln reichen die Barriereeigenschaften meist nicht aus, um die Produkte ausreichend zu schützen. Aus diesem Grund wird in Forschungsprojekten daran gearbeitet, die Barriereeigenschaften von Biopolymeren für die Anwendung in Lebensmittelverpackungen zu verbessern.
Biopolymere, wie z.B. Proteine, Polysaccharide und Lipide, können aus einer Vielzahl von pflanzlichen und tierischen Quellen gewonnen werden. Auch Restströme der Lebensmittelproduktion können hierfür mögliche Quellen darstellen, um so diese Rest- oder Abfallströme in eine höhere Wertschöpfung – wie z. B. Packstoffe – zu bringen. Verschiedene Proteine, wie z. B. Molke, Casein, Gelatine, Weizengluten, Sojaprotein oder Zein, werden bereits als Rohstoff jenseits der Lebens- und Futtermittelindustrie, wie beispielsweise für die Anwendung in Verpackungskonzepten, verwendet. Protein basierte Folien und Beschichtungen können hierbei durch unterschiedlichste Technologien, wie Lackieren und Extrusion, verarbeitet und hergestellt werden.
In diesem Vortrag werden einige Beispiele zum Stand der Technik, aber auch aktuelle Forschungsaktivitäten zu Protein basierten Barrierefolien und –beschichtungen beschrieben. Mit unterschiedlichen Lösungsansätzen wird das Ziel verfolgt, ein nachhaltigeres Verpackungsmaterial zu entwickeln, das die Anforderungen an eine Lebensmittelverpackung erfüllt und zu marktfähigen Preisen produziert werden könnte.

Am Anfang des Vortrages wird das Herstellungsverfahren für die Aluminiumoxid-beschichteten Barrierefolien, das sogenannte reaktive thermische Verdampfen, sowie die Barriereeigenschaften für verschiedene Foliensubstrate vorgestellt. Darauf folgend werden Analyseergebnisse präsentiert, wobei die beschichteten Folien hinsichtlich ihrer Topographie, Schichtdicke, Haftung und anderer Faktoren untersucht wurden. Der zweite Teil des Vortrages beschäftigt sich mit der Weiterverarbeitung dieser Folien zu Verpackungsmaterialien und spricht unter anderem das Rollenschneiden und Kaschieren an. Zusätzlich werden auch Ergebnisse zur Änderung der Barriereeigenschaften im Dehnversuch und zum Gelboflextest dargelegt.

Die Barriereeigenschaften von EVOH garantieren mehr Leistung pro Dickeeinheit als herkömmliche Polymere, wobei die Sperre in beide Richtungen wirksam ist. Wert, Qualität, Aroma und CO2 bleiben in der Verpackung erhalten. Sauerstoff, MOSH/MOAH und Gerüche bleiben draußen.
Mehrschichtstrukturen, Funktionsschutz mit einem Minimum an Materialmengen sowie Polyolefine bieten eine kostengünstige Struktur und eine Feuchtigkeitsbarriere. In einer Mehrschichtfolie liefert Polyamid Zähigkeit und Thermoformbarkeit. Die Verbindungsschichten liefern strukturelle Integrität. Die EVOH-Schicht sorgt für die nötige Gas- und Migration Barrierefunktion, um die gesamte Struktur.
Die globale installierte Produktionsmenge von EVOH weltweit ist annähernd 150.000T jährlich. Dies ist mehr als 2,5 Millionen Hektar Film (durchschnittlich 5 µm dicker EVOH-Schicht) welche Deutschland 7x abdecken kann.
Obwohl die Mehrheit - bis zu 70% - der EVOH für Lebensmittelverpackungen ist (flexible Folien, Platte und Flasche), ist der Trend dass in industriellen Anwendungen zur effizienten Energienutzung, Kraftstoffsysteme und chemische Verpackungen jährlich wächst.
Der westeuropäische CAGR von EVOH beträgt jährlich 1-2%. Bemerkenswerter Wachstum ist Metall und Glas Ersatz-Anwendung wie: Bag in Box, Standbodenbeutel, Retort Verpackung, Modified Atmosphere Packaging und funktionelle Barriere gegen die Migration von Mineralölkohlenwasserstoff und NIAS.
Diese Entwicklungen geben einen Push zu neuen EVOH-Typen, die höhere Gasbarriereleistung, höhere Beständigkeit gegen Gelbo flex (Knickbruch) und EVOH-Typen, die sterilisiert werden können, zu entwickeln.

Die Hochdruckbehandlung von abgepackten Lebensmitteln gilt allgemein als eine der viel versprechenden und produktschonendsten Verarbeitungsmethoden von Nahrungsmitteln. Unter anderem werden durch Einsatz von HPP die Anforderungen an die Verbesserung der Lebensmittelsicherheit, die Verlängerung der Haltbarkeit und die Verbrauchervorlieben für optisch ansprechende Nahrungsmittel ohne künstliche Konservierungsstoffe berücksichtigt.
Da die meisten HPP Produkte in der Endverpackung verarbeitet werden, hat das auch einen Einfluss auf die Verpackungsentwicklung. Die primäre „klassische“ Funktion von Verpackungen ist der Schutz der Produkte gegen mechanische Schäden, Lichteinwirkung, Sauerstoffeinfluss, Temperaturschwankungen, etc. Jedoch hat sich die Verpackung vom „bloßen Behälter“ zum integralen Bestandteil eines Produktkonzepts entwickelt. In den letzten Jahren wurden vor allem bei der Schutzgasverpackung (MAP) sekundäre Verpackungsfunktionen wie wertsteigernde Gestaltung, Einbindung von intelligenten und verbraucherfreundlichen Funktionen, Wiederverschließbarkeit oder leichtes Öffnen immer wichtiger für den Vertrieb und zur Sicherung des Markauftritts. Deshalb ist die Verpackungstechnologie als wesentlicher Erfolgsfaktor und von strategischer Wichtigkeit anzusehen, da sie entscheidend für die Produktunterscheidung und Wettbewerbsvorteil sein kann.
Für HPP sind flexible und halbstarre Verpackungskonzepte notwendig, welche den Druck ohne irreversible Verformung der Verpackung ausgleichen. Verpackungen mit gashaltigem Inhalt (MAP) sind besonders anspruchsvoll. Demzufolge wurde der Gebrauch von HPP größtenteils auf vakuumverpackte Lebensmittel beschränkt. Durch HPP wurden die Schutzgasverpackungen (MAP) in der Vergangenheit häufig beschädigt. Die von MULTIVAC entwickelte Lösung besteht aus den drei Säulen: Verpackungstechnologie, Verpackungsdesign, (Form und Material), und das wichtigste, die HPP Prozessführung. Eine Möglichkeit zur Verhinderung von Schäden ist die kontinuierliche Regelung der Druckentspannung und die jeweilige Anpassung an das aktuelle Produkt.
Dieser Vortrag soll ein Update der neuartigen Entwicklungen in der Technologie sein, sowie ein Ausblick auf Geschäftsmöglichkeiten im Hinblick auf die Automatisierung von HPP Produktionslinien bieten.

Barrierefolien und deren Herstellung sind lange bekannt. Neu sind allerdings co-extrudierte, sehr dünne Barrierefolien, die gleichzeitig Schutz gegen Aromen, Mineralöl und Sauerstoff bieten. Vorgestellt wird eine solche Folie und deren vielfältige Anwendungen im Markt. Überraschenderweise hat sich bei der praktischen Erprobung in sehr großem Umfang gezeigt, dass diese Folien deutlich robuster sind als Folien aus anderen Herstellverfahren. Darüber hinaus hat man grundlegende Erkenntnisse zu der noch recht jungen Thematik „Mineralölbarriere“ gewonnen. Es kann damit eine Verpackung mit einer sicheren Mineralölbarriere beschrieben werden. Ebenso werden neue Erkenntnisse zur Barriere gegenüber Aromen diskutiert, die neue Wege der Verpackungen von sensiblen Produkten aufzeigen.

Um empfindliche Güter, wie Lebensmittel oder Medikamente frischzuhalten, sind Verpackungen nötig, die jedoch viel Verpackungsmüll und im Fall der Kunststoffverpackungen auch Umweltprobleme erzeugen. Daher ist die Entwicklung bio-abbaubarer Verpackungen notwendig, die das Packgut genauso gut schützen wie herkömmliche Kunststoffverpackungen. Eine bioabbaubare Beschichtung auf der Basis von hochwertigen biopolymeren Reststoffen (bioORMOCER®) wurde entwickelt, die eine gute Haftung auf Bio-Plastik aufweist und die Eigenschaften der bioabbaubaren Verpackungen, wie z.B. die Barrierewirkung gegen Wasserdampf und Sauerstoff, erheblich verbessern.

Mit der rasanten Zunahme der industriellen Lebensmittelproduktion und Verpackung stieg der Bedarf an “Barrierverpackungen”, um die Produkte sicher zum Konsumenten zu bringen ...
Von XS-Zellglas, Al-Folien, über PVDC-Lackierungen und Beschichtungen bei Kunststofffilmen/ Papierverpackungen zu EVOH-Verbunden ging der Weg hin zu "hauchdünnen" anorganischen Schichten. Diese chemisch inerten Barriereschichten geben hohe Produktsicherheit und Qualitätserhalt für Food- und Pharmaprodukte, da sie neben der "normalen" Barriere gegen Gas- und Wasserdampfpermeation auch die Migration/Wechselwirkung zum Produkt und aus dem Produkt verhindern.

= warum sich anorganische Schichten auf Behältern durchsetzen werden !
= typische Verbesserungen durch anorganische Schichten.

und eine Zukunftsvision nach ca. 40 Jahren “Flex-Pack – Barrierefolien und - Kapsel- / - Behälter”!