Papieren foodverpakking met coating onder de loep

De maatschappelijke druk om plastic verpakkingen te vervangen door papieren en kartonnen varianten wordt steeds groter. Maar zijn deze verpakkingen altijd een goed alternatief? En als er een coating nodig is om productbederf tegen te gaan, welke coating is dan het meest geschikt voor welke toepassing? En dat gemeten naar eigenschappen als sealbaarheid en gasdoorlaatbaarheid en daarmee verbonden houdbaarheid. Maar uiteraard zijn ook mechanische eigenschappen als treksterkte, doorprikweerstand en doorscheurweerstand van belang. En niet te vergeten recycleerbaarheid. In het Repac2-project dat in januari start, staan deze vragen centraal. De studie start met een inventarisatie en categorisatie van bestaande materialen waarna via matchmaking tussen verpakkingsaanbieders en verpakkers casestudies worden geformuleerd. In-company validatiestudies moeten vervolgens aantonen dat bepaalde verpakkingsmaterialen wel of niet geschikt zijn voor voeding. De studie wordt afgesloten met diverse publicaties en aanzetten voor vervolgonderzoek. Projectleider van Repac2 is prof. Roos Peeters van MPR&S (Materials and Packaging Research & Services, Universiteit Hasselt). Het project past in de visie van de roadmap 'Voedselverpakking van de toekomst', die 'circulaire verpakkingen' als een van de drie kernthema's heeft. We spreken met ing. Bram Bamps, als onderzoeker van MPR&S bij Repac2 betrokken, over alle ins en outs van het project en het bijpassende tijdschema. "De bedoeling is om de implementatie van papiergebaseerde verpakkingen te ondersteunen en te versnellen als alternatief voor dikwijls moeilijk recycleerbare, multilaagse plastic verpakkingen", aldus Bamps. "Dat kan met een papiergebaseerde verpakking met een kunststof coating, maar die moet dan wel recyleerbaar zijn." Op dit moment is de norm dat wanneer de toevoeging 5 procent of minder van het totaal is, dit materiaal recyclebaar is. Dat is nu geen probleem, maar dat kan veranderen, stelt Bamps. "Het volume van dit soort verpakkingen is nu nog relatief klein op het totaal van de ingezette papierpulp. En dus ook de coatingfractie. Maar de consument wil dit soort verpakkingen wel in de winkel als duurzame verpakking, dus zullen ze in overvloed op de markt komen. En de vraag is dan of het coatingmateriaal met het papieren verpakkingsmateriaal als geheel nog wel recyleerbaar is." Qua tijdslijn vertelt Bamps dat in de eerste fase van het onderzoek een inventarisatie van bestaande materialen wordt gedaan. Deze neemt vier maanden in beslag. "Dit betreft zowel de coatings als de gecoate materialen en. Naast materialen die al op de markt zijn, kunnen het ook materialen zijn die er snel aankomen." Die categorisatie doet overigens niet MPR&S zelf, maar Sirris, het kenniscentrum van de Belgische technologische industrie en Pack4Food. Sirris heeft een coatinglab op de Universitaire Campus in Diepenbeek waar ook MPR&S gevestigd is. "Daarom was het lijntje snel gelegd. Sirris werkt mee aan de inventarisatie maar ook de verpulping van de verschillende materialen." Dat laatste gebeurt vanaf eind 2022 tot einde projectperiode, eind 2023. Na die periode van vier maanden gaat MPR&S in samenwerking met de buitenlandse onderzoeksgroepen de geselecteerde verpakkingsmaterialen karakteriseren. Zowel chemisch als mechanisch. "Dat doen we om te achterhalen de precieze samenstelling van het materiaal is. Dat doen zowel wij als het Poolse onderzoeksinstituut Zut in Sczeczin. Na een jaar wordt bekeken welke verpakkingsmaterialen geschikt zijn voor zes verschillende voedingsproducten. "Op dit moment zijn dat koekjes, wit brood, bereide vleeswaren, gedroogd fruit, muesli en yoghurt. Maar dat kan nog veranderen doordat een van de deelnemende bedrijven een ander soort voedingsproduct als case inbrengt." De casestudies voor wat betreft shelflife starten ook eind 2022 en lopen tot einde projectperiode. "Dit neemt het Duitse Fraunhofer instituut voor haar rekening in de vorm van simulaties met een bestaande houdbaarheids-simulatietool. Vanaf het eerste kwartaal van 2023 wordt de studie naar de algehele ecologische impact van de gecoate papieren verpakkingen gestart. Dat gebeurt door Natureef, een associatie van Poolse bedrijven in de voedingsmiddelen en verpakkingsindustrie." Het Repac2 project is geen besloten aangelegenheid maar wordt zoveel mogelijk met de verpakkende sector gedeeld, vertelt Bamps. "Na vier maanden komt er een white paper over welke gecoate papieren verpakkingsmaterialen er zijn. Er komt ook een vrij toegankelijke workshop met een evaluatie en categorisatie van de eigenschappen van gecoat papier als verpakkingsmateriaal. En tevens verschijnt er een praktijkgids voor de industrie met de resultaten van de testen en is deze beschikbaar voor alle bedrijven. Het project wordt afgesloten met een wetenschappelijke publicatie." Bamps verwacht dat Repac2 zo'n tien concrete vervolgprojecten zal opleveren. "Dat kan een een-op-een opdracht zijn van een bedrijf dat een bepaald materiaal wil gaan gebruiken en daarvoor getest hebben. Maar het kan ook een vervolgproject zijn van VLAIO of een masterthesis van een student." Uiteindelijk doel is natuurlijk het stimuleren van de ontwikkeling van materialen met minder milieu-impact in combinatie met behoud of een verbeterde shelflife. "Dat doen wij niet zelf, want wij zijn geen materiaalproducent maar we kunnen we het wel testen als analyse-labo." Tot de doelgroep van Repac2 behoren de voedingsindustrie, de producenten en verwerkers van gecoate papier- en kartonverpakkingen en de recyclagebedrijven. Daarbij heeft Pack4Food de taak van matchmaker die alle betrokken partijen aan elkaar probeert te koppelen. Het gaat daarbij om zowel verpakkingsleveranciers als verpakkende bedrijven maar ook de recyclagebedrijven. Het Vlaamse luik van het Repac2-project wordt gefinancierd door VLAIO (de Vlaamse organisatie voor innovatief ondernemers) en deelnemende bedrijven. UHasselt/MPR&S, imo/imomec; Sirris; Pack4Food & Flanders' FOOD zijn de Vlaamse partners. De overige betrokken partijen zijn IVLV en Fraunhofer voor Duitsland, en Natureef en ZUT voor Polen. Bedrijven kunnen zich nog tot het eind van het jaar aanmelden om deel te nemen in het project. Zij hoeven daarvoor geen lid te zijn van een bepaalde organisatie. Voor meer informatie daarover: https://www.uhasselt.be/UH/MPRS/Projecten/Het-VerpakkingsCentrum-Onderzoek.html Repac2 past in een grotere actuele context. De voedings- en verpakkingsindustrie worden uitgedaagd om de recycleerbaarheid van hun verpakkingsmaterialen aan te tonen. Zowel op Europees als op Belgisch niveau worden ambitieuze doelen gesteld. De Europese wetgeving schrijft voor dat 65 procent van al het verpakkingsafval in 2025 en 70 procent in 2030 moet worden gerecycled (EU-richtlijn2018/852). Op Belgisch niveau stelt de Belgische Voedingsindustrie (FEVIA) dat alle voedselverpakkingen tegen 2025 recycleerbaar, herbruikbaar of biologisch afbreekbaar moeten zijn. De roadmap 'Voedselverpakking van de toekomst' stelt ook dat de recycleerbaarheid van verpakkingen een belangrijk kenmerk is om de transitie te realiseren naar circulaire verpakkingen. Hierdoor krijgt het gebruik van papier en karton voor voedselverpakkingen veel belangstelling. Om als voedselverpakking te kunnen worden toegepast, worden papier- en kartonmaterialen echter afgewerkt met een of meer coatings die goede afdichtings- en barrière-eigenschappen bieden tegen gassen en/of vocht. Momenteel worden veel nieuwe gecoate papier- en kartonmaterialen voor voedselverpakkingstoepassingen op de markt gebracht. Het is echter niet altijd duidelijk of deze materialen aan de gewenste eigenschappen voldoen en of ze geschikt zijn voor het beoogde doel. Bovendien is de recycleerbaarheid van deze gecoate materialen onbekend. Op dit moment is er geen universele methode om de recycleerbaarheid van gecoat papier en kartonnen verpakkingsmateriaal te bepalen. Over het algemeen wordt echter aangenomen dat een coating niet meer dan 5 procent van het totale gewicht van het materiaal mag zijn. Naast Repac2 heeft MPR&S samen met andere instituten nog twee onderzoeksprojecten onder haar hoede. In januari van dit jaar startte het project Bio-Fun. Initiatiefnemers zijn in dit geval naast MPR&S en wederom Pack4food en eveneens MeBioS (KU Leuven). De stand van zaken hier is dat er nu 26 verschillende composteerbare verpakkingsmaterialen zijn gekarakteriseerd op sealperformantie, gasbarrière en mechanische eigenschappen, aldus Bram Bamps: "We zitten nu op het schakelmoment dat we materialen meer op detail gaan karakteriseren met als bedoeling om ze aan bepaalde voedingstoepassingen te linken. Die toepassingen zijn nog niet gedefinieerd. Wat er op dit moment van te zeggen valt is dat sommige materialen duidelijk goed scoren op bijvoorbeeld sealperformantie, gasdoorlaatbaarheid en mechanische eigenschappen maar ook materialen die opmerkelijk minder goed scoren." De indiening van het internationale MultiRec-project is verlegd naar 1 maart 2022. "De start is 'voorzien voor eind oktober '22", verzekert Bamps. Het project staat in de steigers maar MPR&S zoekt nog steeds naar deelnemende bedrijven. Dit project loopt ook twee jaar, tot september 2024. "Het betreft hier een project dat voor het Vlaamse onderzoeksgedeelte volledig betrekking heeft op transportverpakkingen zoals krimpfolie/rekfolie voor gepalletiseerde ladingen, in plaats van primaire verpakkingen. Hierin wordt onderzocht wat impact is van de toevoeging van polyolefine recyclaatstromen in de tertiaire verpakkingsfolie en wat de gevolgen zijn van meervoudige recyclage van deze filmen. Er wordt de link gelegd tussen de chemische veranderingen en de mechanische eigenschappen in functie van de recyclagecycli van de films. De essentiële vraag is: "Wat is het materiaal nog waard als je het meerdere keren door de molen haalt?"