Veilig gerecycleerd PE in voedselverpakkingen

UHasselt speelt met BaReFOOD in op PPWR

In januari start met BaReFOOD mogelijk een baanbrekend onderzoeksproject dat onderzoekt hoe gerecycleerd polyethyleen (rPE) veilig ingezet kan worden in voedselverpakkingen. Bedrijven kunnen zich nog aansluiten bij het project dat onder andere kijkt naar migratie van stoffen, barrièrelagen, en ecologische impact.

Het BaReFOOD-onderzoek kan niet actueler zijn. Vanaf 2030 stelt de Europese Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR) dat kunststof voedselverpakkingen minimaal 10 procent postconsumer gerecycleerde (PCR) inhoud moeten bevatten. Tegen 2040 loopt dit op tot 25 procent. Een belangrijke uitdaging, want momenteel mag mechanisch gerecycleerd PE nog niet in direct contact komen met voedsel, vanwege risico’s op contaminatie.

Om hier verandering in te brengen, slaan Vlaamse en Duitse onderzoeksinstellingen de handen ineen voor het CORNET-projectvoorstel BaReFOOD: Barrièrestrategieën voor rPE in voedselverpakkingen. Projectpartners zijn onder meer imo-imomec (UHasselt) in Vlaanderen, en Fraunhofer IVV en Fraunhofer IGCV in Duitsland. Het doel? Veilig inzetbare en schaalbare oplossingen ontwikkelen waarmee rPE ook in voedselcontacttoepassingen gebruikt kan worden. “Het doel is om via praktische en wetenschappelijke stappen te achterhalen in hoeverre postconsumer recyclaat (PCR) veilig ingezet kan worden in verpakkingen die met voedsel in contact komen”’, aldus onderzoeker dr. ing. Bram Bamps die namens UHasselt bij het onderzoek betrokken is.

BaReFOOD is een CORNET-TETRA-project van twee jaar, dat in Vlaanderen wordt gecoördineerd door prof. Mieke Buntinckx en prof. Wouter Marchal. Beiden zijn verbonden aan het onderzoeksinstituut imo-imomec. Buntinx is gespecialiseerd in verpakkingsmaterialen en slimme verpakkingen, terwijl Marchal expertise heeft in chemische analysetechnieken.

Voedselveilige multilayers

Het project richt zich op het gebruik van gerecycleerd polyolefinemateriaal (zoals PE of PP) in contactlagen voor voedselverpakkingen. Een belangrijk uitgangspunt is dat dit PCR afkomstig is van consumentenverpakkingen die eerder in contact zijn geweest met voeding, vertelt Bamps: “De doelstellingen van het onderzoek zijn het selecteren en testen van representatief recyclaat, het toevoegen van barrièrematerialen om migratie van schadelijke stoffen te beperken, het produceren van verschillende fysisch recycleerbare multilaagse structuren met het recyclaat als middenlaag, het meten van migratie onder gecontroleerde omstandigheden, het bepalen van functionele eigenschappen (onder andere sealbaarheid en gasdoorlaatbaarheid), met als doel om te komen tot gevalideerde constructies die aan voedselveiligheidseisen voldoen.”

De kern van het project ligt in het ontwikkelen van multilayer verpakkingsmaterialen – zowel flexibel als rigide – waarin gerecycleerd PE veilig kan worden toegepast, vat Bamps samen. “Door het materiaal te voorzien van slimme barrières zoals EVOH, AlOx, barrière-additieven of innovatieve coatings, wordt de migratie van mogelijke verontreinigingen verhinderd. Tegelijk blijven de verpakkingen recycleerbaar en geschikt voor hergebruik binnen de circulaire economie.”

Representatieve fractie

De onderzoekers starten met virgin PE-granulaat, dat bewust gespiket wordt met representatieve contaminanten. Vervolgens worden daar barrièrelagen aan toegevoegd, zoals coatings of geadditiveerd PE. Deze multilaagse structuur wordt vervolgens getest op migratie van stoffen naar het voedsel.

Bamps opnieuw: “De centrale vraag: wat gebeurt er als we niets toevoegen? Die zogenaamde ‘nulmeting’ wordt vergeleken met varianten mét barrièrelagen, om te bepalen wat écht noodzakelijk is voor een veilige toepassing.”

Economische en praktische haalbaarheid

Naast technische haalbaarheid houdt het project ook rekening met de economische kant, licht Bamps verder toe. “Zijn deze oplossingen ook rendabel voor bedrijven die bijvoorbeeld vlees of kaas verpakken? Vooral voor bedrijven met hoge voedselveiligheidseisen is dit cruciaal. Het moet niet alleen veilig zijn, maar ook betaalbaar en toepasbaar in bestaande productielijnen.” Met behulp van een levenscyclusanalyse (LCA) worden milieu-impact en economische haalbaarheid in kaart gebracht.

Bovendien worden de barrièrestrategieën uitgebreid getest in realistische use cases. Denk aan de invloed van temperatuur tijdens opslag, de rol van drukinkten en vergelijking met bestaande non-foodtoepassingen.

Realistische simulatie PCR

Er zijn momenteel geen uitgesorteerde fracties beschikbaar van voedingsverpakkingen met PE. “In plaats van deze fracties wordt gewerkt met virgin PE, gemengd met gecontroleerde modelverontreinigingen. We overwegen om onder meer de volgende stoffen als contaminanten in PE te introduceren in hoge concentraties om de barrièrestructuren uit te dagen: tolueen (om vluchtige stoffen met een laag moleculair gewicht te simuleren), chloorbenzeen (voor stoffen met een tussenliggende polariteit), fenylcyclohexaan (om interactie met vetrijke voedingsmiddelen na te bootsen), methylstearaat (als model voor lipofiele verbindingen), benzofenon (om half-vluchtige foto-initiatoren te simuleren) ... Dit laat een nauwkeurige beoordeling van barrièrewerking toe zonder de onzekerheden van bestaande afvalstromen.” In een latere fase worden ook bedrukte en gelamineerde folies onderzocht.

Deelname

Bedrijven uit de verpakkingsketen kunnen nog aansluiten. Op dit moment zijn er elf deelnemers. Het is de bedoeling om in september rond de vijftien tot twintig deelnemers te hebben in de aanvraag. Het project zoekt actief naar partners uit de industrie – van recycleerders tot voedselverwerkers – die willen meedenken over de ontwikkeling en toepassing van deze nieuwe generatie voedselverpakkingen. Zowel kmo’s als grote bedrijven kunnen zich engageren via een gebruikerscommissie.

Deelname biedt niet alleen inzicht in de resultaten, maar ook invloed op de onderzoeksrichting schetst Bamps. “Aanmelden kan in feite nog gedurende het hele traject, maar hoe eerder bedrijven instappen des te meer kunnen ze richting geven aan het onderzoek.” Ook biedt deelname toegang tot workshops, netwerkmomenten en resultaten.

Bedrijven kunnen instappen tegen een bijdrage van 1.200 tot 4.500 euro. Daarvoor nemen ze deel aan workshops, krijgen toegang tot het onderzoek en kunnen ze zelfs hun eigen materialen laten testen. De indiening van het project is voorzien voor september, met een voorziene start midden 2026 (looptijd: twee jaar).

Geïnteresseerde bedrijven kunnen contact opnemen met: bram.bamps@uhasselt.be.

Onderzoek naar biologisch afbreekbare én intelligente verpakkingen
Naast BaReFOOD is Imo-imomec/UHasselt ook betrokken bij een internationaal onderzoek naar de mogelijkheden van een zowel biologische afbreekbare als intelligente verpakking. Dat laatste met als doel om de voedselveiligheid te verbeteren. Een centrale rol daarin is weggelegd voor het biopolymeer polyhydroxyalkanoaat (PHA) en bacteriofagen als bacteriebestrijders in verpakkingen voor bederfelijk voedsel. Bio4Pack is een zogeheten Horizon-Pathfinder-project van vier jaar.
Fundamenteel academisch
Onderzoeker Bram Bamps daarover: “Het is een fundamenteel academisch project, waarin we onderzoeken hoe PHA als materiaal presteert in veeleisende verpakkingsomgevingen.” Binnen het project worden twee hoofdconcepten ontwikkeld. Als eerste een vacuümverpakking op basis van PHA, geschikt voor bijvoorbeeld rauwe kip. En als tweede tray voor MAP-verpakking, waarin de gassamenstelling gecontroleerd wordt en de verpakking actief reageert op eventuele bederfprocessen. Deze verpakkingen zijn niet alleen biologisch afbreekbaar, maar ook voorzien van slimme technologie die veranderingen in gas, temperatuur of bacteriële activiteit kan detecteren. Aan de binnenzijde van de verpakking worden bacteriofagen toegevoegd – virussen die specifiek schadelijke bacteriën, zoals salmonella, kunnen aanvallen. “Stel dat er tijdens de keten toch besmetting plaatsvindt, dan kunnen de bacteriofagen in de verpakking salmonella detecteren en direct bestrijden”, aldus Bamps. “Dat is revolutionair voor voedselveiligheid.”
Kip en pluimveeproducten
Vooral bij kip en andere pluimveeproducten vormen bacteriën zoals Salmonella, Listeria en Campylobacter een hardnekkig probleem, aldus de uitleg van Bamps. “Ze zorgen voor infectierisico’s en voedselverspilling, vaak samen met de verpakking die moeilijk te recycleren of af te breken is. Bio4Pack biedt hierop een antwoord met een slimme, biologisch afbreekbare verpakking, gemaakt van natuurlijke polymeren. Deze verpakking geeft bij contact met Salmonella specifiek gerichte fagen vrij, wat de houdbaarheid verlengt.”
In de huidige, eerste fase ligt de focus volledig op fundamenteel onderzoek. “We werken nauw samen met een breed netwerk van specialisten (universiteiten, industrie, regelgeving, LCA) en bouwen een platform uit om kennis te delen met andere Europese projecten”, aldus Bamps. “We willen begrijpen wat technisch en biologisch werkt. In een tweede fase is het de bedoeling dat bedrijven de ontwikkeling voortzetten richting grootschalige productie en commerciële toepassing. Er is nog ruimte voor partijen die willen meedenken over praktische toepassingen of interesse hebben in toekomstige opschaling”, aldus Bamps.
“We verwachten in 2028 de eerste testresultaten van de prototypes te kunnen delen”, aldus Bamps ter besluit. “Dan zal ook duidelijker worden welke toepassingen het meest kansrijk zijn.”
Geïnteresseerde bedrijven kunnen contact opnemen met dr. ing. Bram Bamps via bram.bamps@uhasselt.be of tel. +3211292164.

Foto's: imo-imomec (UHasselt)