Bei der Entwicklung neuer Produkte stellen sich auch Fragen zur Eignung der Verpackung. Bieten die Barriereeigenschaften des gewählten Packmittels ausreichend Schutz und Haltbarkeit für das Produkt? Welchen Entkeimungsgrad muss die Verpackungsmaschine leisten und welche Sterilisationsmethoden sind dafür geeignet? Und schließlich: Werden die Verbraucher das Produkt überhaupt annehmen? Das Ampack-Technikum bietet eine Testumgebung für all diese Fragen. Es wurde 2018 von Syntegon als Forschungs und Entwicklungszentrum für die Molkerei- und Lebensmittelindustrie in Königsbrunn bei Augsburg, dem Standort der Tochterfirma Ampack, eröffnet.
Lebensmittelhersteller, die Abfüllversuche durchführen möchten, besitzen meist keine Anlagen, mit denen sich neue Produkte im Versuchsmaßstab aseptisch abfüllen lassen. Die eigene Produktionsanlage dafür zu nutzen, kommt nicht infrage, da die Ausbringungsleistung viel zu hoch und eine Unterbrechung der Produktion unrentabel wäre. Im Ampack-Technikum lassen sich auf einer Fläche von 450 m2 Sterilisation, Dosiergenauigkeit und Siegelung im kleinen Rahmen testen, bevor große Maschinen und Anlagen umgerüstet oder neu gebaut werden.
Testen unter realen Bedingungen
Zur Sterilisation der Verpackung sind Entkeimungstests insbesondere für Hersteller und Abfüller von sensiblen Produkten wie Babynahrung von essenzieller Bedeutung. Die Sterilisation von neuen Becherformen oder Materialien lässt sich im Ampack-Technikum erproben. Denn neue Becher können nur in der Produktion eingesetzt werden, wenn sie den Hygieneanforderungen entsprechen und im Verpackungsprozess sicher entkeimt werden. Die dazu notwendigen Einstellungen werden in der Pilotanlage ermittelt und schließlich beim Anwender in die Produktionsanlage übertragen.
Mikrobiologische und chemische Prüfungen sind ein Teil der möglichen Fragestellungen – mechanische und mechatronische Tests ein anderer. Wenn ein Verbraucher beispielsweise zum Joghurtbecher im Kühlregal greift, geht er selbstverständlich davon aus, dass dieser die angegebenen 150 g Produkt enthält. Lebensmittelproduzenten, die eine Abfüllanlage neu kaufen oder umrüsten möchten, sind daher gut beraten, im Versuchsmaßstab erproben zu lassen, wie die Dosiereinheit für ihre Produkte am besten einzustellen ist. Besonders bei komplizierteren Füllschemata wie geschichteten Desserts sind Testdosierungen hilfreich.
Um Produkthygiene und Haltbarkeit zu gewährleisten, ist eine exakte Siegelung der Verpackung unerlässlich. Mit Siegelversuchen wird die Siegelqualität der neuen Verpackungen geprüft, optimiert und validiert. Neue oder außergewöhnliche Siegellösungen sind insbesondere bei gut rezyklierbaren Monomaterialien gefragt. Aussagekräftige Tests unter realen Bedingungen sichern hier die richtige Entscheidung im Verpackungsprozess.
Für diese Tests verfügt das Ampack-Technikum sowohl über ein Labor als auch über die passenden Versuchsstände. Darüber hinaus steht ein kleiner, aseptischer Füller als Mietgerät bereit. Damit können Hersteller kleine Testchargen abfüllen, um noch in der Entwicklungsphase zu prüfen, wie ihr Produkt und dessen Verpackung Händler und Verbraucher anspricht.
Antworten auf ökologische Fragen
Richtig spannend wird es, wenn es um Verpackungen geht, die noch gar nicht existieren, oder darum, bereits existierende Verpackungen für neue Anwendungen einzusetzen. Der Joghurtbecher der Zukunft beispielsweise hat vielleicht eine neue Form oder besteht aus einem neuen Material. Mit seinem umfangreichen Portfolio und seinem Know-how will das Ampack-Technikum technologische Antworten auch auf ökologische Fragen geben. Die Forschung an nachhaltigen Materialien und die begleitenden Versuchsreihen haben das Ziel, Alternativen zu gängigen Kunststoffen zu finden, die Recyclingfähigkeit von Verpackungen zu erhöhen und Plastikmüll zu reduzieren.
HDPE, also Polyethylen hoher Dichte, wird häufig in der Lebensmittelbranche eingesetzt. Es bleibt auch bei hohen Temperaturen formstabil und erlaubt aufgrund hoher Barriereeigenschaften eine langfristige Lagerung. Verpackungsmaterial aus PET hingegen ist wegen seiner Recyclingfähigkeit als Alternative beliebt, stellt mit seinen Materialeigenschaften jedoch eine große Herausforderung für die Sterilisation mit Wasserstoffperoxid dar. Die Wirksamkeit der Sterilisation und die Verarbeitbarkeit sind ein Zusammenspiel von verschiedenen Maschinenparametern und der Materialeigenschaften der Verpackung.
Unerlässlich: Grundlagenforschung
Das komplexe Zusammenspiel dieser Parameter ist Thema der Dissertation von Leonie Kempf. Als erste Doktorandin am Standort in Königsbrunn ist die Lebensmitteltechnologin im Technikum angestellt. Sie untersucht die Wirkzusammenhänge der Parameter, die bei der Wasserstoffperoxidsterilisation von Packmitteln von Bedeutung sind. Dazu wurde im Forschungs- und Entwicklungszentrum eine Versuchsanlage komplett umgebaut und mit umfangreicher Messsensorik bestückt. Die Anlage lässt sich leicht von Becher auf Flasche oder von großen auf kleine Behälter sowie auf verschiedene Formate umrüsten. Auch Sterilisationsversuche für Kundenverpackungen sind damit möglich. Leonie Kempfs erste Frage lautet stets: Wie kann man diese Flasche oder diesen Becher möglichst ressourcenschonend sterilisieren? „Je nach Material und Form der Verpackung müssen unterschiedlichste Einflüsse und Auswirkungen beachtet werden“, sagt sie. An den Versuchsaufbau angeschlossen ist die digitale Datenaufzeichnung, die sie im Anschluss mithilfe des Fraunhofer-Instituts für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) auswertet.
Neue Formate für neue Produkte
Die Zukunft der Verpackung viskoser Produkte beruht auf Grundlagenforschung genauso wie auf handfester Entwicklungsarbeit. Lebensmittelproduzenten profitieren davon, viele Fragen, die im Rahmen der Produkteinführung geklärt werden müssen, in realitätsgerechter Umgebung vorab prüfen zu können. Funktioniert die Abfüllung? Werden die Sterilitätsbedingungen eingehalten? Entspricht die Siegelqualität den Erwartungen? Wie soll das Dosiermuster und -ergebnis aussehen? Die Feinjustierung einer großen Anlage im Kleinen zu erproben hat den Vorteil, dass sie vor Ort beim Lebensmittelproduzenten direkt zuverlässig eingestellt werden kann.
Indem die Experten von Syntegon im Forschungs- und Entwicklungszentrum am Standort Königsbrunn mit Partnern und Kunden zusammenarbeiten, können sie neuartige Verpackungslösungen und effizientere Prozesse entwickeln und umsetzen.
Syntegon Technology GmbH, Waiblingen
Autorin: Almedina Makic
Marketing- und Kommunikationsmanagerin,
Syntegon
