Die Anwendung von PET in der Lebensmittelindustrie

1、 Übersicht über PET-Materialien

PET, auch bekannt als Polyethylenterephthalat, ist ein gängiger thermoplastischer Kunststoff. Es wird durch eine chemische Kondensationsreaktion von Terephthalsäure und Ethylenglykol hergestellt. PET hat viele hervorragende Eigenschaften und wird in Faseranwendungen üblicherweise als "polyester" bezeichnet, während es für andere Zwecke, beispielsweise für Behälter, als PET oder PET-Harz verwendet wird.

2. Die Vorteile der PET-Anwendung in der Lebensmittelindustrie

Hervorragende Barriereleistung: PET kann das Eindringen von Sauerstoff, Feuchtigkeit und Gerüchen wirksam blockieren. Für Lebensmittel bedeutet dies eine deutlich verlängerte Haltbarkeit, reduziert das Risiko des Verderbens durch Reaktionen mit Sauerstoff, Wasserdampf und anderen Substanzen in der Umgebung und stellt sicher, dass Verbraucher frische Lebensmittel genießen können. Beispielsweise kann in PET verpackter Saft das Eindringen von Sauerstoff und die damit verbundene Oxidation des Saftes wirksam verhindern und so seine ursprüngliche Farbe, seinen Geschmack und seinen Nährstoffgehalt bewahren.

Hohe Transparenz: Kunststoffprodukte aus PET sind extrem transparent und kristallklar, sodass Verbraucher die Lebensmittel in der Verpackung klar erkennen können. Bei der Verpackung von Süßigkeiten können transparente PET-Verpackungen Form und Farbe der Süßigkeiten vollständig zur Geltung bringen, was die optische Attraktivität des Produkts deutlich steigert und die Kauflust der Verbraucher anregt.

Gute Festigkeit und Zähigkeit: PET-Material weist eine hohe Festigkeit und Zähigkeit auf und gewährleistet gleichzeitig eine leichte Verpackung. Es hält auch einem gewissen Grad an Kompression und Kollision stand und bricht oder verformt sich nicht so leicht. Diese Eigenschaft kann Produktverluste durch Verpackungsschäden während des Transports und der Lagerung von Lebensmitteln wirksam reduzieren und Lebensmittelunternehmen so erhebliche Kosten sparen.

Hohe Sicherheit: PET ist von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und zahlreichen globalen Gesundheits- und Sicherheitsbehörden für den sicheren Einsatz im Kontakt mit Lebensmitteln und Getränken zugelassen. Nach umfangreichen Forschungsarbeiten, behördlichen Zulassungen, Tests und über 30 Jahren weit verbreiteter Anwendung wurde seine Sicherheit wiederholt bestätigt. Darüber hinaus enthält PET kein Bisphenol A (BPA) und keine Phthalate (Weichmacher), sodass Verbraucher keine Angst vor der Übertragung schädlicher Chemikalien in Lebensmittel haben müssen.

Starke Recyclingfähigkeit: PET ist ein Material mit hohem Recyclingwert, das dem Umweltschutzkonzept der heutigen Gesellschaft und dem Trend zur nachhaltigen Entwicklung entspricht. Nach der Verarbeitung kann das recycelte PET zur Herstellung verschiedener Produkte wie neuer PET-Flaschen, Fasern, Teppiche, Industriebänder usw. verwendet werden. Dies trägt dazu bei, die Umweltverschmutzung durch Verpackungsabfälle zu reduzieren und die Entwicklung der Verpackungsindustrie in eine grüne Richtung zu fördern.

3. Spezifische Anwendungsszenarien von PET in der Lebensmittelindustrie

Getränkeverpackungen: PET wird häufig und häufig für Getränkeverpackungen verwendet. Weltweit bestehen etwa 70 % der Saftflaschen, Softdrinkflaschen, verdünnbaren Getränkeflaschen und Wasserflaschen aus PET-Kunststoff. PET-Flaschen können das Kohlendioxid in kohlensäurehaltigen Getränken effektiv zurückhalten, verhindern dessen Entweichen und sorgen dafür, dass das Getränk stets ausreichend Kohlensäure und Geschmack behält. Darüber hinaus kann das Flaschendesign ergonomisch optimiert werden, sodass die Flasche für den Verbraucher leicht zu greifen und zu trinken ist.

Speiseölverpackungen: Aufgrund seiner guten Barriereeigenschaften kann PET die Oxidation und das Ranzigwerden von Speiseöl durch Sauerstoffkontakt wirksam verhindern und wird daher häufig für Speiseölverpackungen verwendet. Einige PET-Olivenölflaschen können auch speziell gestaltet werden, wie beispielsweise die PET-Olivenölflasche mit Griff von NOVAPET. Sie verwendet speziell formulierte Materialien und kombiniert eine spezielle Extrusionsblasformtechnologie, um den ergonomischen Designanforderungen der Verbraucher gerecht zu werden und gleichzeitig eine 100-prozentige Recyclingfähigkeit zu gewährleisten. Damit ist sie die ideale Wahl für Speiseölverpackungen.

Verpackungen für Backwaren: Lebensmittelechte PET-Dosen oder -Boxen werden häufig zum Verpacken von Backwaren wie Keksen und Kuchen verwendet. Dank ihrer guten Versiegelung und Feuchtigkeitsbeständigkeit bleiben die Kekse knusprig und ihre Haltbarkeit verlängert sich. Gleichzeitig können transparente PET-Verpackungen die exquisite Optik von Backwaren optimal zur Geltung bringen und Verbraucher zum Kauf anregen. Dank ihres geringen Gewichts sind sie zudem bequem zu transportieren und aufzubewahren.

Verpackungen für Soßen und Gewürze: Soßen und Gewürze wie Sojasoße, Essig, Salatdressing usw. werden häufig in PET verpackt. PET ist widerstandsfähig gegen chemische Einflüsse bestimmter Zutaten und behält gleichzeitig Geschmack und Qualität. Die Verpackungsspezifikationen können zudem flexibel an die unterschiedlichen Verbraucherbedürfnisse angepasst werden.

Verpackungen für frisches Gemüse und Obst: Manche frische Gemüse- und Obstsorten werden in PET-Kunststoffboxen verpackt. Diese bieten einen gewissen Schutz und verhindern, dass das Obst und Gemüse beim Transport und Verkauf zerdrückt oder beschädigt wird. Gleichzeitig erleichtert die Transparenz von PET den Verbrauchern die Auswahl von Obst und Gemüse. Durch die Belüftungsöffnungen in der Verpackung wird die Atmungsaktivität von Obst und Gemüse gewährleistet, was die Haltbarkeit verlängert.

4. Relevante Sicherheitsvorschriften für die Anwendung von PET in der Lebensmittelindustrie

Auf internationaler Ebene hat die FDA PET für Lebensmittel- und Getränkeverpackungen zugelassen und damit dessen Sicherheitskonformität mit den relevanten Normen bestätigt. In der Europäischen Union bietet die Verordnung (EU) 2022/1616 über recycelte Kunststoffe für den Lebensmittelkontakt, die am 10. Oktober 2022 in Kraft getreten ist, eine neue Rechtsgrundlage für die Verwendung recycelter Kunststoffe für den Lebensmittelkontakt. Die Verordnung legt fest, dass nur recycelte Kunststoffe für den Lebensmittelkontakt verwendet werden dürfen, die mithilfe geeigneter Recyclingtechnologien hergestellt wurden. Zu den zugelassenen geeigneten Recyclingtechnologien gehören die physikalische Recycling-rPET-Technologie und die Technologie für das Kunststoffrecycling im geschlossenen Kreislauf. Die Verordnung schreibt außerdem vor, dass ab dem 10. Juli 2023 nur noch recycelte Kunststoffe auf den Markt gebracht werden dürfen, die mithilfe geeigneter Recyclingtechnologien hergestellt wurden. Am 30. Juli 2024 veröffentlichte die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) zudem einen wissenschaftlichen Leitfaden zur Sicherheitsbewertung und Anwendung des physikalischen Regenerationsprozesses von Post-Consumer-PET für Lebensmittelkontaktmaterialien, um die Umsetzung der Verordnung zu erleichtern.

In China gibt es außerdem entsprechende nationale Lebensmittelsicherheitsstandards, die den Umgang mit Kunststoffmaterialien und -produkten im Lebensmittelkontakt regeln und sicherstellen, dass PET und andere Materialien bei der Verwendung für Lebensmittelverpackungen und andere Zwecke die Hygiene- und Sicherheitsanforderungen erfüllen und die körperliche Gesundheit der Verbraucher schützen.

5. Der nachhaltige Entwicklungstrend von PET in der Lebensmittelindustrie

Die Verwendung und Förderung von recyceltem PET: Mit dem zunehmenden Bewusstsein für Umweltschutz erhält die Verwendung von recyceltem PET (rPET) in Lebensmittelverpackungen immer mehr Aufmerksamkeit. Beispielsweise werden für die "CocoGuard Shots" von Wild&Coco Kokosnussgetränke aus 100 % rPET in Flaschen abgefüllt, was nicht nur das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Glasverpackungen deutlich reduziert, sondern auch den Energieverbrauch und die Kohlendioxidemissionen während des Verpackungsprozesses deutlich senkt und so positive Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Forschung und Anwendung von biobasiertem PET: Einige Unternehmen haben begonnen, sich der Forschung und Anwendung von biobasiertem PET zu widmen. Biobasiertes PET wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, die beispielsweise durch Fermentation unter Ausnutzung von CO2-Emissionen in Bio-MEG umgewandelt werden, das dann zur Herstellung von PET verwendet wird. Dies trägt dazu bei, die Abhängigkeit von herkömmlichen petrochemischen Ressourcen weiter zu reduzieren und den CO2-Fußabdruck zu verringern. Unternehmen wie Bormioli Pharma in Italien arbeiten mit verwandten Unternehmen zusammen, um CO2-bindende PET-Flaschen für pharmazeutische Verpackungen herzustellen. Diese Verpackung reduziert die CO2-Emissionen im Vergleich zu herkömmlichem PET um 21,9 % und weist eine mit Standard-PET vergleichbare Leistung auf. Es wird erwartet, dass sie in Zukunft mehr Anwendung im Bereich der Lebensmittelverpackung finden wird.

Optimierung des Verpackungsdesigns: Neben der Erfüllung von Verpackungsfunktionen optimieren Lebensmittelunternehmen und Verpackungshersteller auch kontinuierlich das Design von PET-Verpackungen, um den Materialverbrauch weiter zu reduzieren. So kann beispielsweise durch eine sinnvolle Anpassung von Form, Dicke und anderen Verpackungsparametern das Gewicht der Verpackung reduziert werden, ohne den Lebensmittelschutz zu beeinträchtigen. Dadurch sinkt der Rohstoff- und Energieverbrauch beim Transport und anderen Prozessen und die Nachhaltigkeit der gesamten Lebensmittelverpackungskette wird verbessert.

6. Herausforderungen bei der Anwendung von PET in der Lebensmittelindustrie

Verunreinigungen im Recyclingprozess: Beim PET-Recycling werden Abfallstoffe häufig mit anderen Kunststoffverunreinigungen wie Polycarbonat (PC) vermischt, der Hauptquelle von Bisphenol A. Bei hohen Temperaturen fällt Bisphenol A aus dem PC aus, verunreinigt das recycelte PET-Material und beeinträchtigt dessen Reinheit und Sicherheit bei der Verwendung in Lebensmittelanwendungen. Obwohl Technologien wie die Nahinfrarot-Erkennung (NIR) zum Sortieren verwendet werden, kann es aufgrund der Schwierigkeit, PC und einige modifizierte PC-Materialien, die in Aussehen und spektralen Eigenschaften PET ähneln, mit gewöhnlicher NIR-Technologie präzise zu sortieren, auch nach mehreren Sortiervorgängen zu Überschreitungen der Bisphenol-A-Grenzwerte kommen.

Kostenfaktor: Obwohl PET viele Vorteile bietet, kann die Verwendung von PET-Verpackungen, insbesondere von biobasiertem PET oder recyceltem PET, das komplexe Recyclingprozesse durchlaufen hat, in manchen Fällen, insbesondere bei einigen Lebensmitteln, bei denen die Verpackungskosten empfindlich sind, teurer sein als bei herkömmlichen Verpackungsmaterialien, was ihre breitere und schnellere Verbreitung und Anwendung in gewissem Maße einschränkt.