Various informational and market conditions, whose development can be traced back to a linear economy, currently also prevent an increased closing of the loop as well as the reduction of material use in the application case of plastic packaging for food. The project objective of COPPA is therefore to develop and demonstrate an open and scalable Circular Collaboration Platform (CCP) that creates the following functionalities for recyclers, plastic reprocessors / converters, packaging manufacturers and food retailers: · Establishing seamless tracking of plastics · Enabling a better exchange of information for automated quality proof, prediction of availability, etc. · Proof of recycled content and recycled quality of products and material batches · Proof of origin or owner as a dynamised property per batch/ main ingredient. · Development of a smart contract model for value chains - in the sense of democratised and notarised plastics processing. · Provision of decision-making aids for the reduction of packaging material and the use of recycled material as a conceptual approach or as a control instrument (dashboard) · Precise verification of sustainability effects through reduced material consumption and increased use of recycled materials (CO2 or resource savings according to relevant material groups). With the aim of enabling both material savings and an increased recycled content in plastic packaging through networking, control and tracking, the CCP is to bring together digital solution approaches as a system solution; in accordance with the FAIR principles, data should be 'Findable, Accessible, Interoperable, and Re-usable'. The project result should represent a practical demonstrator (Technology Readiness Level 5-6), which at the end of the implementation phase will be accessible to all companies in the entire food chain in a non-discriminatory and freely available manner.
Das Projekt BUSINESS möchte Polyethylenfuranoat (PEF)-basierte und rezyklierbare Lebensmittel-Verpackungen aus Agrar-Reststoffen für die Vermarktung von Bio-Speiseeis eines landwirtschaftlichen Direktvermarkters herstellen und am Markt etablieren. Das regionale Bio-Produkt kann bisher nur in herkömmlichen, fossilem Polystyrol (PS)-basierten Kunststoffeinwegbechern adäquat vermarktet werden und ist ein Beispiel für Nahrungsmittel, die auch in Zukunft nicht unter das Verbot von Wegwerfverpackungen fallen. Der Markt für regionales Bio-Speiseeis ist ein Premium-Nischenmarkt, dessen Verpackungsbedarf für repräsentative Tests erster Produktmuster in relevanter Einsatzumgebung während des Projektes mit den Produktionskapazitäten der beteiligten Forschungseinrichtungen bedient und projektintern innovativ recycelt werden kann. BUSINESS möchte den Bekanntheitsgrad von biobasierten, recyclingfähigen PEF-Verpackungen für empfindliche Nahrungsmittel erhöhen und gleichzeitig Erkenntnisse über die zu erwartende Verbraucherakzeptanz und das mögliche Gesamt-Marktvolumen liefern. PEF ist ein sehr gut recyclebarer und hoch funktionaler Kunststoff, bei dessen Herstellung mittels des Hohenheimer Bioraffineriekonzepts auch die zuvor in der Ausgangsbiomasse gebundenen Nährstoffe wieder aufs Feld zurückgeführt werden können, sodass im Projekt eine zirkulare Bioökonomie entlang der gesamten Wertschöpfungskette beispielhaft demonstriert werden kann. Nährstoffkreisläufe werden lokal geschlossen und der im Produkt gebundene Kohlenstoff wird durch die Recyclingfähigkeit so lange wie möglich im Kreislauf gehalten. Die Optimierung des Stoff- und Energiemanagements geschieht im Projekt durch simulationsbasiertes Value Engineering und die Ermittlung der Gesamt-Ökobilanz der PEF-basierten Speiseeisverpackung. Am Ende des Projektes soll die PEF basierte Speiseeisverpackung das Stadium eines Prototyps im Einsatz (TRL 7) erreicht haben.
Lebensmittelverpackungen müssen unterschiedliche Funktionalitäten (Lebensmittelneutralität, Schutz etc.) miteinander vereinen, gleichzeitig sind sie so nachhaltig wie möglich zu gestalten. Als besonders umweltfreundliche Alternative werden Verpackungen auf Papierbasis angesehen. Benötigte Barriereschichten (gegen Flüssigkeiten, Fett, Aromen, Gase) müssen heutzutage meist aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt werden. In der Folge können so ausgestattete Verpackungen nicht mehr dem Papierrecycling zugeführt werden. Um die Recyclingfähigkeit solcher Verpackungen im Papierkreislauf zu ermöglichen, beabsichtigt das Unternehmen Actega DS eine lösungsmittelfreie TPE Dispersion zu entwickeln, welche die nötigen Barriereeigenschaften aufweist, aber die Recyclingfähigkeit nicht stört. Im Teilvorhaben steht die Beurteilung des Einflusses der neu entwickelten Dispersionen auf die Recyclingfähigkeit im Papierkreislauf im Vordergrund. Dabei sind neue Kriterien, insbesondere hinsichtlich der Auswirkung auf Wasserkreisläufe, zu entwickeln, die bisher noch nicht im Fokus der Rezyklierbarkeitsverwertung standen. Auch die Tauglichkeit der neuen Dispersionen hinsichtlich der beabsichtigten Barrierewirkung wird geprüft. Des Weiteren wird die Auswirkung auf Ressourcen- und Energieverbrauch abgeschätzt. Das Projekt hat zum Ziel, den Anteil an recycelten und recyclingfähigen Papierfasern in Lebensmittelverpackungen signifikant zu erhöhen. Im Ergebnis kann so erreicht werden, dass alleine in Deutschland mehr als 8 Mio. Tonnen Verpackungsmaterial der Kreislaufwirtschaft zugeführt werden können.
In den letzten Jahrzehnten gewinnen Biopolymere als Ersatz für synthetische Kunststoffe zunehmend an wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung. Die Biopolymere Cellulose und Stärke gehören dabei zu den wichtigsten nachwachsenden Rohstoffen, die stofflich für die Entwicklung und Produktion von Funktionspolymeren verwendet werden. Aufgrund ihres historisch schon sehr langen Gebrauchs, stehen sie in gleichbleibender Qualität und Reinheit zur Verfügung. Längst ist jedoch nicht das gesamte Potential dieser Naturstoffe bekannt und ausgeschöpft. Ihre molekular und übermolekular strukturell bedingten Eigenschaften lassen sich über eine gezielte chemische Modifizierung der Hydroxylgruppen breit variieren und für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche spezifisch anpassen. Durch die erhältlichen wasserbindenden, verdickenden, klebenden und haftvermittelnden Eigenschaften erfüllen sie wichtige Funktionen, beispielsweise in Nahrungsmitteln, Pharma- und Kosmetikprodukten sowie in Baustoffen, Farben und Verpackungsmaterialien. Stärkeester sind dabei besonders interessante Produkte, da diese durch die chemische Modifizierung thermoplastische Eigenschaften gewinnen können. Wie aus aktuellen Arbeiten hervorgeht, sind insbesondere Stärkeester, die durch die Umsetzung mit langkettigen Fettsäuren erhalten werden, für die Verformung zu Folien und Filmen geeignet. Ziel des Vorhabens ist es, aus thermoplastischen Stärkeestern Folien und Klebstoffe zu entwickeln, die bezüglich ihrer chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften für Anwendungen im Bereich Lebensmittelverpackung etabliert werden können. Zur Modifizierung wird das vorhandene Know-how der Antragsteller weiterentwickelt, um neue Produkte mit hoher Wertschöpfung durch die Einführung spezifischer Funktionalitäten zu schaffen und diese auch in einen technisch nutzbaren Maßstab zu überführen.
In den letzten Jahrzehnten gewinnen Biopolymere als Ersatz für synthetische Kunststoffe zunehmend an wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung. Die Biopolymere Cellulose und Stärke gehören dabei zu den wichtigsten nachwachsenden Rohstoffen, die stofflich für die Entwicklung und Produktion von Funktionspolymeren verwendet werden. Aufgrund ihres historisch schon sehr langen Gebrauchs, stehen sie in gleichbleibender Qualität und Reinheit zur Verfügung. Längst ist jedoch nicht das gesamte Potential dieser Naturstoffe bekannt und ausgeschöpft. Ihre molekular und übermolekular strukturell bedingten Eigenschaften lassen sich über eine gezielte chemische Modifizierung der Hydroxylgruppen breit variieren und für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche spezifisch anpassen. Durch die erhältlichen wasserbindenden, verdickenden, klebenden und haftvermittelnden Eigenschaften erfüllen sie wichtige Funktionen, beispielsweise in Nahrungsmitteln, Pharma- und Kosmetikprodukten sowie in Baustoffen, Farben und Verpackungsmaterialien. Stärkeester sind dabei besonders interessante Produkte, da diese durch die chemische Modifizierung thermoplastische Eigenschaften gewinnen können. Wie aus aktuellen Arbeiten hervorgeht, sind insbesondere Stärkeester, die durch die Umsetzung mit langkettigen Fettsäuren erhalten werden, für die Verformung zu Folien und Filmen geeignet. Ziel des Vorhabens ist es, aus thermoplastischen Stärkeestern Folien und Klebstoffe zu entwickeln, die bezüglich ihrer chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften für Anwendungen im Bereich Lebensmittelverpackung etabliert werden können. Zur Modifizierung wird das vorhandene Know-how der Antragsteller weiterentwickelt, um neue Produkte mit hoher Wertschöpfung durch die Einführung spezifischer Funktionalitäten zu schaffen und diese auch in einen technisch nutzbaren Maßstab zu überführen.
In den letzten Jahrzehnten gewinnen Biopolymere als Ersatz für synthetische Kunststoffe zunehmend an wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung. Die Biopolymere Cellulose und Stärke gehören dabei zu den wichtigsten nachwachsenden Rohstoffen, die stofflich für die Entwicklung und Produktion von Funktionspolymeren verwendet werden. Aufgrund ihres historisch schon sehr langen Gebrauchs, stehen sie in gleichbleibender Qualität und Reinheit zur Verfügung. Längst ist jedoch nicht das gesamte Potential dieser Naturstoffe bekannt und ausgeschöpft. Ihre molekular und übermolekular strukturell bedingten Eigenschaften lassen sich über eine gezielte chemische Modifizierung der Hydroxylgruppen breit variieren und für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche spezifisch anpassen. Durch die erhältlichen wasserbindenden, verdickenden, klebenden und haftvermittelnden Eigenschaften erfüllen sie wichtige Funktionen, beispielsweise in Nahrungsmitteln, Pharma- und Kosmetikprodukten sowie in Baustoffen, Farben und Verpackungsmaterialien. Stärkeester sind dabei besonders interessante Produkte, da diese durch die chemische Modifizierung thermoplastische Eigenschaften gewinnen können. Wie aus aktuellen Arbeiten hervorgeht, sind insbesondere Stärkeester, die durch die Umsetzung mit langkettigen Fettsäuren erhalten werden, für die Verformung zu Folien und Filmen geeignet. Ziel des Vorhabens ist es, aus thermoplastischen Stärkeestern Folien und Klebstoffe zu entwickeln, die bezüglich ihrer chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften für Anwendungen im Bereich Lebensmittelverpackung etabliert werden können. Zur Modifizierung wird das vorhandene Know-how der Antragsteller weiterentwickelt, um neue Produkte mit hoher Wertschöpfung durch die Einführung spezifischer Funktionalitäten zu schaffen und diese auch in einen technisch nutzbaren Maßstab zu überführen.
In den letzten Jahrzehnten gewinnen Biopolymere als Ersatz für synthetische Kunststoffe zunehmend an wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung. Die Biopolymere Cellulose und Stärke gehören dabei zu den wichtigsten nachwachsenden Rohstoffen, die stofflich für die Entwicklung und Produktion von Funktionspolymeren verwendet werden. Aufgrund ihres historisch schon sehr langen Gebrauchs, stehen sie in gleichbleibender Qualität und Reinheit zur Verfügung. Längst ist jedoch nicht das gesamte Potential dieser Naturstoffe bekannt und ausgeschöpft. Ihre molekular und übermolekular strukturell bedingten Eigenschaften lassen sich über eine gezielte chemische Modifizierung der Hydroxylgruppen breit variieren und für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche spezifisch anpassen. Durch die erhältlichen wasserbindenden, verdickenden, klebenden und haftvermittelnden Eigenschaften erfüllen sie wichtige Funktionen, beispielsweise in Nahrungsmitteln, Pharma- und Kosmetikprodukten sowie in Baustoffen, Farben und Verpackungsmaterialien. Stärkeester sind dabei besonders interessante Produkte, da diese durch die chemische Modifizierung thermoplastische Eigenschaften gewinnen können. Wie aus aktuellen Arbeiten hervorgeht, sind insbesondere Stärkeester, die durch die Umsetzung mit langkettigen Fettsäuren erhalten werden, für die Verformung zu Folien und Filmen geeignet. Ziel des Vorhabens ist es, aus thermoplastischen Stärkeestern Folien und Klebstoffe zu entwickeln, die bezüglich ihrer chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften für Anwendungen im Bereich Lebensmittelverpackung etabliert werden können. Zur Modifizierung wird einerseits das vorhandene Know-how der Antragsteller weiterentwickelt, um neue Produkte mit hoher Wertschöpfung durch die Einführung spezifischer Funktionalitäten zu schaffen und diese auch in einen technisch nutzbaren Maßstab zu überführen.
Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist es, biobasierte Kunststoffverpackungen für Lebensmittel zu entwickeln unter Berücksichtigung einer ökologischen Gestaltung und eines Stoffstrom-erhöhenden Ansatzes. Unter einer ökologischen Gestaltung wird ein materialeffizienter Einsatz, hoher biobasierter Anteil ( größer als 80%) und für das Packgut optimaler Produktschutz verstanden. Hinsichtlich der Materialauswahl liegt der Fokus auf Polymilchsäure(PLA)-Blends. Aus wirtschaftlichen Gründen werden Produkte aus PLA heutzutage noch nicht recycelt. Aufgrund dessen besteht das Kernziel dieses Vorhabens in der Steigerung des Stoffstromes von PLA bzw. PLA-Blends. Um einen signifikanten Anstieg von PLA zu erreichen, werden im Vorhaben PLA2Scale zwei prinzipielle Ansätze verfolgt: Erhöhung der Sauerstoffbarriereeigenschaften durch PLA-Stärke Blends und Erniedrigung der Barriereeigenschaften durch Schaffung gezielter Inkompatibilitäten durch PLA-Faserstoff Blends. Für die Materialentwicklung ist es essentiell geeignete Rezepturen für PLA-Blends zu entwickeln und durch Additivierung bei Bedarf die Material- und Verarbeitungseigenschaften zu verbessern. Es sollen die drei wichtigsten Verarbeitungsmethoden für Lebensmittelverpackungen in Form von Folienherstellung (Flachfolien), Thermoformen und Spritzgießen Anwendung finden und das Substitutionspotential soll konkret an mindestens einem Produkt zusammen mit der Industrie aufgezeigt werden (Up-Scaling). Abpack- und Lagerversuche mit unterschiedlichen Lebensmitteln werden durchgeführt. Anhand geeigneter Sortierungs- und Trenntechnik und der Durchführung von Kontaminationsszenarien sollen die entwickelten Materialien in Vorbereitung auf das Recycling bewertet werden. Geeignete Recyclingoptionen im kleineren Maßstab und das Potential der Wiederverwertung werden geprüft. Durch Ökobilanzierungen werden die entwickelten Produkte anhand von vorgegebenen Wirkungskategorien ganzheitlich bewertet, sodass die gesamte Wertschöpfungskette erfasst wird.
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