AIMPLAS entwickelt aus Abfällen der Fischverarbeitung hochwertige Verpackungslösungen

Das Forschungs- und Technologiezentrum AIMPLAS mit Sitz in Valencia, Spanien, beteiligt sich an einem europäischen Projekt zur Entwicklung von umweltfreundlichen Barrierebeschichtungen für Lebensmittelverpackungen aus Fischgelatine und Kosmetikverpackungen aus Fischnetzabfällen.

An dem breit angelegten Projekt mit dem Namen EcoeFISHent sind 34 Industriepartner aus sieben Ländern mit einem Budget von 18,5 Millionen Euro beteiligt. Das Projekt hat im Oktober 2021 begonnen und soll im September 2026 abgeschlossen sein. Es wird im Rahmen des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms Horizont 2020 finanziert.

Projektleiter bei AIMPLAS - dem seit über 30 Jahren in der Kunststoffindustrie tätigen Forschungs- und Technologiezentrum - ist Dr. Lodovico Agostinis. In den AIMPLAS-Gruppen Synthese und Verpackung wird er von Andrea Morandini und Lola Gomez unterstützt. AIMPLAS beschäftigt 240 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, hat 840 Mitgliedsfirmen und rund 3.300 Kundinnen und Kunden. Der Jahresumsatz beträgt mehr als 21 Millionen Euro.

Die jüngsten Bemühungen der EcoeFISHent-Initiative zielen darauf ab, die Arbeitsabläufe in der Fischereiindustrie - einschließlich der damit verbundenen industriellen Prozesse - zu vereinfachen. Die Projektgruppe untersucht, inwieweit aus Fischgelatine und Fischnetzabfällen Produkte entwickelt werden können, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden können. Dazu gehören Düngemittel, Biodiesel, Inhaltsstoffe für Kosmetikanwendungen, polymerbasierte Komponenten für den Automobilbau und Kosmetikverpackungen.

„Das EcoeFISHent-Projekt hat die Optimierungs- und Integrationsphase nahezu abgeschlossen. Wir treten jetzt in die Skalierungs- und Validierungsphase ein“, so Agostinis Mitte Juli in einem E-Mail-Interview.

Inzwischen hat die Gruppe zahlreiche Extraktionsverfahren validiert, unter anderem für die Gewinnung von Gelatineprodukten und bioaktiven Substanzen. Sie hat auch Pilotanlagen entwickelt, die von ihren Industriepartnern installiert wurden. Darüber hinaus bewertet AIMPLAS die optimierten Methoden und Verfahren hinsichtlich ihrer ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen.

Laut Agostinis installiert die Gruppe aktuell zwei EcoeFISHent-Pilotanlagen in Italien – eine in der Thunfisch-Verarbeitung von AsdoMar in Olbia und eine weitere im Hafen von Genua. Letztere wird von den Stadtwerken betrieben, die für die Abfallentsorgung zuständig sind. Die Pilotanlagen sollen bis Ende September in Betrieb genommen werden.

Wie der Projektleiter erklärt, werden im Rahmen der Gewinnung von Fischgelatine Fischhäute, Gräten und andere kollagenhaltige Bestandteile zunächst gereinigt und vorbehandelt, um nicht-kollagene Proteine, Fette und Mineralien zu entfernen. Anschließend werden diese Teile in Wasser behandelt und erhitzt, womit die Gelatine extrahiert wird. Im nächsten Schritt wird die Gelatine gefiltert, um alle verbleibenden Feststoffe und Verunreinigungen zu entfernen. Nun muss sie noch getrocknet werden. Als Nebenprodukt der Fischindustrie ist Fischgelatine eine nachhaltige und leicht gewinnbare Ressource.

Fischgelatine ist insbesondere für Einsatzbereiche geeignet, in denen ihre biologische Abbaubarkeit und Essbarkeit Vorteile mit sich bringen. Aus diesem Grund konzentrieren sich die Projektpartner von AIMPLAS und EcoeFISHent wie unter anderem SAES Coated Films SpA und das Technologiezentrum Proplast auf potenzielle Anwendungen wie essbare Folien oder Beschichtungen für flexible Verpackungslösungen. Als Beispiele für nachhaltige Folien nannte Agostinis Polymilchsäure (Polylactic Acid / PLA) oder Folien aus Mater-bi, einer Familie biologisch abbaubarer und kompostierbarer Biokunststoffe aus Stärkte von Novamont SpA.

AIMPLAS geht davon aus, dass Polyolefin-Verpackungsfolien mit Fischgelatine beschichtet werden können, darunter sowohl Polyethylen (PE) als auch Polypropylen (PP). Andererseits weist das Forschungs- und Technologiezentrum darauf hin, dass noch bestimmte Überlegungen anzustellen sind, bevor das funktionieren wird. So erfordern diese Folienarten eventuell eine Oberflächenbehandlung, um eine starke Haftfestigkeit der Gelatinebeschichtung auf den Polyolefin-Verpackungsfolien sicherzustellen.

Agostinis stellte fest, dass Gelatine zwar gute Barriere-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff und CO₂ aufweist. Die Barriere-Eigenschaften gegenüber Feuchtigkeit seien dagegen weniger gut. Das könne ihre Anwendbarkeit bei bestimmten Arten von Lebensmitteln einschränken.

Werden Gelatinebeschichtungen auf Materialien wie PE oder PP in Betracht gezogen, bringt das eine zentrale Herausforderung mit sich: die Erhaltung ihrer Recycling-Fähigkeit. Dabei ist entscheidend, dass die Gelatinebeschichtung die Recycelbarkeit des Basismaterials nicht beeinträchtigt. Das wiederum erfordert sorgfältige Formulierungen und Prüfungen, um ihre Kompatibilität mit den vorhandenen Recycling-Strömen sicherzustellen.

Zusammenfassend meint Agostinis, mit Gelatine beschichtete Verpackungen stellten eine vielseitige Lösung dar. Je nach Anwendungen oder Verpackungs-Designs könnten sie so gestaltet werden, dass sie recycelbar, kompostierbar oder sogar beides seien. Indem AIMPLAS die biologisch abbaubaren Eigenschaften von Gelatine nutze und ihre Verwendung im Zusammenspiel mit verschiedenen Basismaterialien optimiere, hoffe das Forschungs- und Technologiezentrum der produzierenden Industrie helfen zu können, der wachsenden Nachfrage nach nachhaltigen Verpackungslösungen gerecht werden und die Umweltbelastung minimieren zu können.

Ein weiterer Bereich dieses Projekts ist die Rückgewinnung und Wiederverwendung gebrauchter Fischereinetze, darunter solche aus Polyamid (Nylon) und Polyethylen. Das schließt ihre Beschaffung über verschiedene Kanäle wie Fischerei-Gemeinschaften, Häfen, Initiativen rund um die Reinigung der Meere und spezielle Recycling-Programme ein. Hier sammelt die Gruppe solche Netze ein, nachdem sie ausrangiert oder irreparabel beschädigt wurden.

In diesem Bereich des EcoeFISHent-Projekts tragen AIMPLAS und Proplast die Verantwortung. Die von AIMPLAS untersuchten Polyethylen-Netze sind für ihre Robustheit und chemische Beständigkeit bekannt. Polyamid-Netze – auf sie fokussiert sich PROPLAST – zeichnen sich durch Haltbarkeit und Festigkeit aus und werden deshalb häufig für Fischereiausrüstungen verwendet. Beide Netzarten werden heute recycelt, indem der Kunststoff geschmolzen und für die Herstellung von unter anderem Behältern, Rohren und neuer Fischereiausrüstungen genutzt wird.

Ein Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Hautpflegeprodukten, die mit Zwischenprodukten wie unter anderem Omega-3 und aus dem Meer gewonnenen Kollagen formuliert werden. Agostinis: „Deshalb ist es selbstverständlich, diese Entwicklung mit den Upcycling-Prozessen im Bereich der Fischereinetze zu kombinieren. Diese natürliche Synergie hat AIMPLAS und Proplast motiviert, nachhaltigen Lösungen für Kosmetikverpackungen Priorität einzuräumen – angefangen bei der Verwendung anderer mariner Nebenprodukte wie ausrangierte Fischernetze.“

Diese Netze stellen hinsichtlich der Gesundheit unserer Ozeane ein erhebliches Problem dar. Schätzungen der Food and Agriculture Organization (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen / FAO) zufolge, gehen in den Ozeanen jährlich mindestens 640.000 Tonnen Fischereiausrüstung (auch als Geisternetze bekannt) verloren bzw. werden dort zurückgelassen. Das hat negative Folgen für die Fischbestände und für das gesamte Ökosystem.

In Italien arbeitet der WWF gemeinsam mit dem Meeresschutzgebiet Portofino (Marine Protected Area of Portofino) daran, die Geisternetze zu kartografieren und in Zusammenarbeit mit einem Taucherverband dort zu entfernen, wo das möglich ist. Die eingesammelten Nylon- und PE-Abfälle werden später als Sekundärrohstoffe wiederverwendet.

Um die Bergungsrate bei den Geisternetzen zu maximieren und die ökologischen Auswirkungen minimieren zu können, sind eine effiziente Logistik und Sammlung erforderlich. Agostinis weist darauf hin, dass die Recycling-Technologien sowohl Polyamid- als auch Polyethylen-Netze effektiv verarbeiten können müssen. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass sie ohne Beeinträchtigung ihrer Eigenschaften und Qualität in brauchbare Produkte umgewandelt werden können.

AIMPLAS und Proplast wollen das Projekt hinsichtlich der Verpackungsarten, die sich aus diesen Materialien eventuell herstellen lassen, offen angehen und verschiedene Optionen ausloten. Dazu zählt die Bewertung einer möglichen Verwendung recycelter PE- und Nylonnetze in der Herstellung steifer Gläser, Tuben, flexibler Beutel und anderer Produkte, die für kosmetische Anwendungen geeignet sein könnten.

„Der Entscheidungsprozess wird von praktischen Überlegungen wie unter anderem den Viskositätseigenschaften bzw. dem Schmelzflussindex der recycelten Materialien und ihrer Kompatibilität mit den speziellen, von den EcoeFISHent-Projektpartnern entwickelten Kosmetikformulierungen abhängen“, erklärte Agostinis.

AIMPLAS fokussiert seine Bemühungen aktuell auf Europa. Aber künftig will das Forschungs- und Technologiezentrum seine Marktchancen auch in den USA und in Lateinamerika ausloten und hier Kooperationen suchen.

„Als Technologiezentrum sind wir offen für neue Möglichkeiten sowie den Wissenstransfer mit anderen Unternehmen und Akteuren der Verpackungsbranche, die an unserem Know-how interessiert sein könnten“, heißt es bei dem Unternehmen.