Sowohl gesetzliche Rahmenbedingungen der EU, als auch Bedürfnisse von Konsument*innen fordern den Einsatz von Kunststoff-Rezyklaten in Lebensmittelverpackungen. So sieht die neue EU-Verpackungsverordnung PPWR (Packaging & Packaging Waste Regulation) einen verpflichtender Rezyklatanteil in kontaktempfindlichen Verpackungen (wie Lebensmittelkontakt) vor. In den CORNET Projekten SafeCycle und PolyCycle leistete man bereits wichtige Vorarbeit. Kunststoff-Rezyklate wurden hinsichtlich ihrer Eignung für den Einsatz in Lebensmittelverpackungen geprüft. Dabei ist insbesondere die Präsenz von DNA-reaktiven, mutagenen Substanzen relevant, die gesundheitlich besonders kritisch eingestuft sind und für die sehr niedrige Grenzwerte gelten. Um deren Anwesenheit zu evaluieren, wurde in den Projekten chemische Analytik (GC-MS und HPLC-MS) mit in vitro Bioassays (miniaturisierter Ames Test) kombiniert. Dabei stellte sich heraus, dass insbesondere Polyolefin- und Polystyrol(PS)-Rezyklate zu bedenklichen Ergebnissen führen, wenn sie vorwiegend aus Verpackungen mit bestimmten Farbkomponenten (Druckfarben, z.B. Nitrozellulose-basiert, Farbpigmente oder Etiketten) hergestellt werden. Im Bioassay fand man konkrete Hinweise auf die Anwesenheit von DNA-reaktiven, mutagenen Substanzen, die noch über chemische Methoden identifiziert werden müssen.
Für den Einsatz von Polyolefin- und PS-Rezyklaten im Lebensmittelkontakt müssen diese Substanzen entfernt bzw. ausgeschlossen werden. Da dekorative Elemente (wie z.B. Druckfarben) eine komplexe chemische Zusammensetzung aufweisen und verschiedenste Typen an farbgebenden Elementen zum Einsatz kommen, wird im Projekt ColourCycle weiter erforscht, welche farbigen Komponenten in Verpackungen im Recycling zu der Entstehung von DNA-reaktiven, mutagenen Substanzen führen und wie man diese z.B. mittels Deinking (Entfernung der Druckfarbe) entfernen kann. Dafür analysiert man definierte farbige und deinkte Proben mittels chemischer Analytik und in vitro Bioassays und gewinnt so Rückschlüsse auf Materialien und Deinking-Prozesse. Um eine kleine Menge an definierten Proben im Labormaßstab repräsentativ verarbeiten zu können, wird eine Methodik aufgebaut, um die Auswirkungen von Recyclingprozessen auf das Material realitätsnahe zu simulieren. Zudem baut man einen Challenge-Test für Druckfarben auf, der die Effizienz der Deinking-Prozesse ermittelt und so die Entfernung kritischer Substanzen miteinbezieht. Diese Erkenntnisse fließen letztlich in die Bewertung von Rezyklaten ein, sichere Recyclingmaterialien und -prozesse für den Lebensmittelkontakt werden identifiziert.
Projektziele
- Methodenaufbau zur Simulation von mechanischen Recyclingprozessen und Herstellung von farbigen Rezyklaten im Labormaßstab
- Systematische Untersuchung verschiedener farbiger Rezyklate mittels chemischer Analytik (GC/MS und HPLC/MS) und biologischer Tests (miniaturisierte Ames Tests)
- Aufbau eines Modell-Challenge-Tests für Deinking-Prozesse und Ermittlung der Reinigungseffizienzen
- Identifizierung von Maßnahmen, um den Einsatz von farbigen bzw. gemischten Recyclingströmen im Lebensmittelkontakt zu ermöglichen
Abbildung: Schematischer Überblick des Projekts. Vorbereitung definierter farbiger Proben durch Simulation des mechanischen Recyclings und deren Analyse mittels Bioassays und chemischer Analytik.
Das Forschungsprojekt ColourCycle wird im Rahmen der 38. CORNET-Ausschreibung (Collective Research Network) in Kooperation zwischen den Forschungspartnern Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI) und Hochschule Campus Wien (HCW) durchgeführt. In Deutschland wird es als Projekt der Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV) geleitet und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) finanziert. Die Koordination des Projekts liegt in Österreich beim Kunststoffcluster der ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH und wird von der Österreichischen Forschungsfördergesellschaft (FFG) finanziert.
