Fiberemballage erstatter plastemballage

Teknologisk Institut har i årevis arbejdet med problemstillinger og fremtidige muligheder for miljøvenlige emballage løsninger. Her fortæller sektionsleder for Materialer på Teknologisk Institut i Taastrup, Søren Rahbek Østergaard om de seneste resultater med fremstilling af fiberemballage

Af Søren Rahbek Østergaard

Plast er uanset debatten fortsat et meget vigtigt emballagemateriale – ikke mindst til at beskytte fødevarernes holdbarhed. Og madspild er en meget større miljøudfordring end emballagen. Vi må dog konstatere, at mange slet ikke ser situationen på samme måde. Derfor ser man også at kunderne fravælger plastemballagen, og at myndighederne sætter begrænsninger for brugen af den.

Teknologisk Institut har været opmærksom på denne udvikling gennem en længere årrække. Vi har på den ene side prøvet at forklare, at plastemballage er nødvendig i dag for at beskytte vores fødevarer – og dermed miljøet. På den anden side så er plastemballagen et reelt problem i naturen – ikke mindst i de lande, som har dårlige systemer for affald og genvinding. Derfor har vi nu i en længere periode arbejdet på at udvikle løsninger, hvor fiberbaserede emballager får samme funktion som plastemballage. Disse nye fiberemballager skal være lige så gode som plastemballager og kunne genbruges, genvindes og fyldes på de pakkemaskiner, som allerede anvendes hos fødevareproducenterne.

Den faglige udfordring

Grunden til at plastemballage fungerer så unikt godt til at beskytte vores fødevarer er at emballagen kan gøres kontrolleret tæt, således at fødevarerne er effektivt beskyttet under distributionen. Det er især vigtigt at etablere den rigtige tæthed overfor ilt og vanddamp.

Forskellige fødevares krav til emballagens barriere

Papir og pap giver ingen barriere for disse gasser og kræver en coating for at kunne bruges til fødevarer, der er sensitive overfor ilt og vanddamp. Ofte anvendes en plast- eller vokscoating for at opfylde disse krav, men disse coatings gør genvinding umulig. Teknologisk Institut har udviklet et antal beskyttelsesmetoder, der både gør fiberemballage gas- og væsketæt.

Fiberemballagerne er 98-99% fibre, som er coatet med 1-2% biomateriale eksempelvis stivelse. Biocoatingen giver en vis tæthed overfor ilt, men har ingen eller meget begrænset effekt overfor vand og vanddamp. Denne sidste tæthed etableres med en plasma-coating med et mineral for eksempel SiOx, AlOx, DLC. Det fine med denne sandwichopbygning er at materialet efter brug kan genbruges, genvindes, forbrændes, komposteres osv. Coating materialerne vil naturligt indgå i de afsluttende processer.

Formning af fibre til emballager
Teknologisk Institut har været med til mange udviklingsprojekter, hvor plastemballage bliver erstattet af fiberemballage. Mest kendt er den grønne fiberflaske, hvor Teknologisk Institut har samarbejdet med EcoXpac i Slangerup og Carlsberg

Teknologisk Institut arbejder lige nu på at udvikle coatet papir på ruller, der både er tætte og som kan svejses til poser, hvor samme teknologi anvendes.

Mini-papirfabrik
I forbindelse med gennemførelsen af et EU-projekt har Teknologisk Institut endvidere designet og udviklet en såkaldt MiniPapirFabrik. Den bruges til at udføre fleksibel pilotproduktion af formstøbte fiberbaserede emballager – bakker, bægre, skåle, tallerkener osv.

Mini-papirfabrikkens fleksibilitet, alsidighed og omskiftelige programmerbare driftsbetingelser, såsom hurtig og praktisk formudskiftning, samt præcist styrede procesparametre (tryk, temperatur og tidssekvens) muliggør optimeret fleksibel fremstilling af forskellige cellulosebaserede produkter. Maskinens kompakte design og lille fysiske størrelse gør den egnet i laboratorie- og pilotproduktionsmiljøer. Maskinen har en kapacitet på 30 enheder pr. time, hvilket er fuldt tilstrækkeligt til udviklingsformål, men den modulære tilgang, som er implementeret i designet, gør det nemt at opskalere maskinen til at imødekomme behovene for en fuldskala kommerciel produktion.

Det er muligt at se maskinen i arbejde og få en fornemmelse af den bæredygtige fremtid.

Tekniske specifikationer:

• Maskinens dimensioner: 1600 (H) x 1500 (B) x 1200 (L) mm
• Grundareal: 1,8 m2
• Strømforbrug: 14 kW
• Nødvendigt ekstraudstyr:
• vakuumpumpe – minimum udtømningshastighed på 380 m3/h
• luftkompressor – driftstryk på 8 bar, optimal kapacitet på 300 l/m
• Maksimale samlede dimensioner på et produkt: 150 (H) x 200 (B) x 300 (L) mm
• Gennemsnitlig kapacitet: 30 produkter i timen