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Nachhaltige Verpackungslösungen

Mit MULTIVAC erfüllen Sie die Anforderungen nach Recyclingfähigkeit und Reduzierung des Packstoffverbrauchs

Materialien

Mit unterschiedlichen Materialkonzepten können Hersteller zur Erfüllung der aktuellen Marktanforderungen hinsichtlich nachhaltiger Verpackungslösungen beitragen.

Verpackungsdesigns

Durch die Implementierung innovativer Verpackungskonzepte, etwa neuer Verpackungsformen, können das Packstoffvolumen reduziert und somit der Kunststoffabfall eingedämmt werden.

Verarbeitungstechnologien

Durch den Einsatz von innovativen Verarbeitungstechnologien kann der Packstoff reduziert werden.


Materialien

Papierfaserbasierte Packstoffe

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Packstoffe aus erneuerbaren Rohstoffen

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Monomaterialien

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1. Papierfaserbasierte Packstoffe

MULTIVAC PaperBoard

 Ein vielversprechender Ansatz ist die Entwicklung von Konzepten für Verpackungen, die auf Materialien basieren, für die bereits geschlossene Recyclingkreisläufe existieren. Ein Beispiel dafür sind auf Papierfaser basierende Verpackungslösungen, da sich das Papier nach der Verwendung dem bestehenden Papierkreislauf zuführen lässt. Selbst wenn der Werkstoff im normalen Verpackungsmüll und nicht in der Papiertonne entsorgt wird, kann er heute in den modernen Recyclinganlagen detektiert, sortenrein entnommen und dem entsprechenden Kreislauf zugeführt werden.

Mit PaperBoard bietet MULTIVAC unterschiedliche Lösungen für die Herstellung von Verpackungen aus papierfaserbasierenden Materialien an. Die Packstoffe, die gemeinsam mit führenden Herstellern entwickelt wurden und die Anforderungen der Lebensmittelindustrie hinsichtlich Barriere- und Schutzfunktion erfüllen, lassen sich mit Standardmaschinen verarbeiten. Für die Herstellung von MAP- und Skinverpackungen umfasst das Portfolio sowohl Lösungen für Traysealer als auch für Tiefziehverpackungsmaschinen. Dabei können die Verpackungsmaschinen individuell auf die jeweiligen Leistungsanforderungen der Kunden ausgelegt werden.

So können auf den Traysealern entweder Trays aus Kartonverbunden oder Kartonzuschnitte verarbeitet werden, die sich nach Gebrauch durch den Endkunden sortenrein trennen lassen. Für die Herstellung von papierfaserbasierten Packungen auf Tiefziehverpackungsmaschinen bietet MULTIVAC drei unterschiedliche Lösungen. Für die Herstellung von Vakuum-Skinpackungen können verformbare Papierverbunde eingesetzt werden, die in unterschiedlichen Grammaturen und mit verschiedenen Funktionsschichten erhältlich sind. Ebenso können auch Kartonverbunde von der Rolle als Trägermaterialien für Vakuum-Skinverpackungen eingesetzt werden. Beide Trägermaterialien sind nach Gebrauch durch den Endkunden trennbar.

Darüber hinaus haben wir ein Maschinenkonzept für die Verarbeitung von Kartontrays aus Mono-Karton auf Tiefziehverpackungsmaschinen entwickelt. Diese werden im Tiefziehwerkzeug mit einer entsprechenden Kunststoff-Siegelschicht ausgestattet, gegen die eine entsprechende Skinfolie gesiegelt werden kann. Dieses Konzept ermöglicht ebenfalls eine sortenreine Trennung der Verpackungsmaterialien durch den Endkunden.

2. Packstoffe aus erneuerbaren Rohstoffen

Einsatz von Biopolymeren

Bei der Entwicklung von nachhaltigen Verpackungen werden auch die sogenannten Biopolymere als Alternative in Betracht gezogen. Der Terminus Biopolymere umfasst zwei Klassen von Materialien: Einerseits sind das Polymere, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, wie beispielsweise PLA oder PHA. Diese Polymere sind bioabbaubar. Andererseits werden dieser Materialklasse auch Polymere zugeordnet, die ganz oder teilweise aus nachwachsenden Ressourcen hergestellt werden können, jedoch nicht bioabbaubar sind, wie beispielsweise PET oder PE.

Für die Herstellung von Tiefziehpackungen aus Biopolymeren aus nachwachsenden Ressourcen zählt nach heutigem Kenntnisstand der Thermoplast PLA zu den gängigen Alternativen. Aufgrund seiner geringen Barriere- Eigenschaften sowie seiner niedrigen Schlagzugzähigkeit sind die Anwendungsbereiche für Tiefziehpackungen aus diesem Material aber limitiert. Oftmals findet es nur im Bereich Frischobst und Gemüse Anwendung. Für die ganzheitliche Bewertung von Biopolymeren sollte neben wirtschaftlichen Aspekten, zu denen Preis und Verfügbarkeit zählt, auch die Verwertbarkeit dieser Materialien am Ende des Lebenszyklus betrachtet werden. So ist aufgrund fehlender Aufklärung der Konsumenten sowie fehlender durchgängiger Systeme heute noch keine komplett sortenreine Trennung dieser Materialien darstellbar. Das kann dazu führen, dass bioabbaubare Polymere dem Recyclingstrom für konventionelle Kunststoffe zugeführt werden, anstatt den industriellen Kompostieranlagen.

3. Monomaterialien

Materialien aus PP oder APET

Ein weiterer Ansatz ist die Entwicklung von Verpackungen, die soweit möglich aus nur einem Material, also Monomaterialien, bestehen. Diese können dann wiederum sortenrein dem entsprechendem Kreislauf zugeführt werden. Für dieses Verfahren bieten sich aus heutiger Sicht insbesondere Materialien aus PP (Polypropylen) und APET (amorphes Polyethylenterephthalat) an.

Bei dem Einsatz von Monomaterialien für die Verpackung von Lebensmitteln muss jedoch die Veränderung der Barriereeigenschaften im Vergleich zu den bisher eingesetzten Verbundmaterialien sowie die Auswirkungen auf das verpackte Produkt berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann sich durch den Wegfall von Funktionsschichten, wie beispielsweise der Siegelschichten, das Verarbeitungsfenster der Materialien verändern. Das führt dazu, dass die Auslegung der Verarbeitungsparameter angepasst werden muss.

PP - Polypropylen

PP-Folie ist ein häufig verwendeter Standardkunststoff für Verpackungen. Das Material zeichnet sich durch gute Barriereeigenschaften, Wärmebeständigkeit und Stabilität aus. Von allen Standardkunststoffen besitzt PP die geringste Dichte. Verpackungen aus PP weisen damit im Vergleich zu anderen Materialien ein geringeres Gewicht auf, was ein wichtiger Aspekt bei Nachhaltigkeit und Umweltschutz ist. Die Verarbeitung des Werkstoffs auf Tiefziehverpackungsmaschinen ist jedoch anspruchsvoller als bei anderen Kunststoffen. 

 

APET - Polyethylenterephthalat

Das hochtransparente APET überzeugt ebenfalls durch sehr gute Barrierewerte gegenüber Wasserdampf und auch Gas. Es ist beständig gegen Öle und Fette und kann in Temperaturbereichen zwischen –40 °C und +70 °C verwendet werden. Aktuell werden bereits APET-Trays wie auch andere Monomaterialien für das Verpacken von frischen Produkten anstelle von Verbundmaterialien eingesetzt. Für ein sicheres Packungsergebnis kommen hierbei Deckelfolien mit dünnen Siegelmedien wie zum Beispiel Siegellacke zur Verwendung. 

 

 

 

 

Verpackungsdesigns

Materialeinsparungen durch optimiertes Design

Packungsgröße

Jede Verpackung sollte grundsätzlich hinsichtlich ihrer Form und Größe optimal an das jeweilige Produkt angepasst sein. Formatwechselkonzepte von MULTIVAC begünstigen die schnelle, individuelle Anpassung der Formate auf die tatsächlich benötigte Packungsgröße. Dadurch lässt sich Overpackaging bei kleineren Produkten vermeiden und Verpackungsmaterial einsparen.

Verarbeitung dünnerer Materialien durch innovative Formverfahren

Beim Tiefziehverpacken kann durch den Einsatz dünnerer Folien das Packstoffvolumen reduziert werden. Dafür können Materialien eingesetzt werden, die trotz ihrer geringeren Dicke über vergleichbare Barriereeigenschaften verfügen und damit denselben Produktschutz gewährleisten wie dickere Materialien. Mithilfe eines geeigneten Packungsdesigns können gleiche Standfestigkeiten und Packungsfunktionalitäten wie bei der Verarbeitung von dickeren Materialien erzielt werden. Dies gelingt unter anderem durch den Einsatz von stabilisierenden Rippen an den Seitenwänden der Packungen, ebenso wie durch eine adaptierte Formgebung an den Ecken sowie am Packungsboden.

Ein weiterer Aspekt betrifft den Formprozess während des Tiefziehverpackens. Durch den Einsatz alternativer Formverfahren kann der Materialfluss im Formwerkzeug optimiert werden, wodurch wiederum dünnere Materialien zu Packungen verarbeitet werden können – ohne Einbußen des Produktschutzes. Hier kommen beispielsweise die sogenannte Stempelverformung oder die Explosionsverformung zum Einsatz. So kann bei der Explosionsverformung durch einen zügigen Druckaufbau im Tiefziehwerkzeug eine bessere Ausformung erreicht werden, da sich das Folienmaterial gleichmäßiger und schneller als bei einem Standardformsystem verteilt. Durch eine Kombination von Explosionsverformung mit Stempelunterstützung können diese positiven Effekte noch verstärkt werden – bei gleichbleibender Formqualität können damit bis zu 20 Prozent dünnere Folien genutzt werden.

 

 

Vakuum-Skinverpackungen

Bei der Herstellung von Vakuum-Skinverpackungen werden Materialien eingesetzt, die trotz ihrer geringen Dicke optimale Barriereeigenschaften aufweisen und damit zu einer optimalen Haltbarkeit des Produktes beitragen. Bei einer Kombination von Skinfolie mit Trägermaterialien aus Papierfasern kann darüber hinaus ein Großteil der Packung dem Recyclingstrom zugeführt werden, nachdem die PE-Siegelschicht sortenrein vom Papierträger gelöst wurde.

Faltpackungen

Betrachtet man die sogenannte Faltpackung, so kann diese beispielsweise für das Verpacken von geschnittener Wurstware oder Käse eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Tiefziehverpackungen aus Hartfolie sein – bei einem signifikant geringeren Volumeneintrag. Eine weitere, adäquate Möglichkeit zur Packstoffeindämmung ist die Verarbeitung von geschäumten Materialien, die aufgrund ihrer geringeren Dichte einen weitaus geringeren Kunststoffeinsatz gewährleisten. So sind heute mechanisch geschäumte APET-Folien verfügbar, deren Flächengewicht etwa 25 Prozent von kompakten Folien beträgt.

Verarbeitungstechnologien

Packstoffreduzierung durch den Einsatz von innovativen Verarbeitungstechnologien

Bei der Herstellung von Tiefziehverpackungen fallen prozessbedingt Folienabfälle an, die jedoch durch den Einsatz von innovativer Prozess- und Werkzeugtechnologie auf ein Minimum reduziert werden können – mit einer positiven Auswirkung auf den Packstoffverbrauch und nicht zuletzt auf die Wirtschaftlichkeit der Verpackungsherstellung.

1. Herstellung von Packungen mit Standard-Radien (9mm)


 

 

 

 

Reduzierung des Folienabfalls

Im Tiefziehprozess gewährleisten die Seitenstreifen eine akkurate Führung der Tiefziehfolie sowie der fertigen und befüllten Packungen bis zu deren Vereinzelung am Ende des Prozesses. Zur Sicherstellung einer hohen Qualität sowie einer Mindest-Leistung, müssen die Seitenstreifen eine minimale Breite aufweisen, die nicht zuletzt auch die Einhaltung von Absaugquerschnitten im Siegelwerkzeug und damit minimale Evakuier- und Begasungszeiten sicherstellen.
Mit der neuen Werkzeuggeneration für die Tiefziehverpackungsmaschine RX 4.0, den X-tools, können die Seitenstreifen, die für die Führung der Tiefziehfolie im Verpackungsprozess benötigt werden, von jeweils 19,5 auf 15 mm reduziert werden, und zwar ohne Leistungseinbußen im Verpackungsprozess.

Reduzierung der Folienfläche

Die Siegelnahtbreite bei Tiefziehverpackungen beträgt üblicherweise 5 mm. Durch die Reduzierung derselben auf 3 mm können erhebliche Einsparungen bei der Folienfläche, die für die Herstellung der Verpackungen notwendig ist, erzielt werden. Innovative Werkzeuge gewährleisten dabei eine maximale Siegelnahtqualität.

Eine weitere Reduzierung der Siegelflanschbreiten in Maschinenlaufrichtung kann durch den Einsatz von servomotorisch betriebenen Verfahreinheiten in den Siegel- und Schneidstationen erzielt werden.

2. Herstellung von Packungen mit größeren Radien

Für die Herstellung von Packungen mit größeren Radien ist der Einsatz einer Streifenstanze unabdingbar. In der Standard-Werkzeugkonfiguration sind deshalb zwischen den Packungen quer zur Maschinenlaufrichtung Stege mit einer Breite von 5 mm vorgesehen.

Zur Reduzierung der Stegbreite quer zur Maschinenlaufrichtung kann ein segmentiertes Schnittwerkzeug eingesetzt werden, wodurch die Stegbreite auf 3 mm reduziert werden kann. Eine weitere Optimierung des Materialverbrauchs kann durch die Kombination des segmentierten Schnittwerkzeugs mit den oben genannten Technologien erzielt werden; auch die hierfür notwendigen Investitionen lassen sich durch die erheblichen Materialeinsparungen sehr schnell amortisieren.

3. Herstellung von Konturpackungen

Für die Herstellung von Konturpackungen bietet MULTIVAC innovative Schnittwerkzeuge, die eine weitestgehend abfallfreie Schneidung gewährleisten, wie beispielsweise der Form- und Konturschneider BAS 20, durch den der Abfall beträchtlich minimiert wird. Ebenso tragen Komplettschnittwerkzeuge dazu bei, die bei der Herstellung der Konturpackungen entstehenden Stanzgitter weitestgehend zu halbieren.

 

4. MULTIVAC X-line

Neue Maßstäbe im Markt hinsichtlich des Packstoffverbrauchs setzt die X-line von MULTIVAC. Die neue Tiefziehverpackungs-Maschinengeneration, die dem Markt erstmals auf der interpack 2017 vorgestellt wurde, ist mit einer Reihe innovativer Technologien ausgestattet. Hierzu gehören neben den beschriebenen X-tools auch der MULTIVAC Pack Pilot, der Anwender dabei unterstützt, die Tiefziehverpackungsmaschine optimal einzurichten. Zudem parametriert sie sich durch die Auswahl von Packungs-, Packstoff- und Produktmerkmalen sowie durch Werkzeugdaten beim Anlegen neuer Rezepte von selbst am optimalen Betriebspunkt. Dies führt zu deutlichen Einsparungen im Hinblick auf Produkte, Packstoffe und Produktionszeit. Weiterhin verfügt die X-line über einen bislang unerreichten Grad an Sensorik. Die Multi Sensor Control erfasst dabei alle relevanten Teilprozesse und ermittelt in geschlossenen Regelkreisen permanent die unterschiedlichsten Prozesswerte, zum Beispiel für Formen, Evakuieren und Siegeln. Diese werden dann für jeden Prozessschritt optimal kombiniert und gesteuert – auch dies garantiert exzellente Packungsergebnisse bei effizientem Materialverbrauch. Nicht zuletzt lässt sich durch die Reduzierung von Anfahrtsverlusten bei der Werkzeugumstellung bzw. einem Folienwechsel, insbesondere bei häufigen Formatwechseln, der Folienverbrauch signifikant reduzieren.

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