Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) schätzt, dass etwa ein Drittel aller weltweit für den menschlichen Verbrauch hergestellten Nahrungsmittel pro Jahr verloren geht oder verschwendet wird.

Dies beläuft sich auf circa 1,3 Mrd. Tonnen jährlich. Wenn Sie ein Verbraucher in den USA oder in Europa sind, werfen Sie wahrscheinlich 95 bis 115 kg Nahrungsmittel pro Jahr weg.1

Auf dem heutzutage wahrlich globalen Nahrungsmittelmarkt erwarten die Verbraucher ein umfangreiches Angebot an gesunden, frischen Produkten, die ihnen täglich in den Regalen ihrer lokalen Läden zur Verfügung stehen. Die Hersteller und Produzenten streben danach, ein stets steigendes Angebot an minimal verarbeiteten Produkten wie frischem Obst und Gemüse, Fleisch, Geflügel, Milchprodukten und Backwaren anzubieten, die lange haltbar sind, großartig aussehen und schmecken. Die neuesten Verpackungsprozesse können dabei helfen, Nahrungsmittel frisch zu halten, ihre Haltbarkeit zu verlängern und spielen eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des wachsenden Problems der weltweiten Nahrungsmittelverschwendung.

MAP für alle Arten von frischen und verderblichen Nahrungsmitteln

Kühl- und Gefriertechnologien können dazu beitragen, zahlreiche Arten von Nahrungsmitteln für längere Zeiten sicher zu machen. Eine der neuesten Innovationen zur Bewahrung der Frische ist die Verpackung der verderblichen Nahrungsmittel in einer Schutzgasverpackung (MAP), die die Haltbarkeit verlängert, ohne das Aussehen, den Geschmack oder die Textur zu verändern. Die MAP wird verwendet, um Fleisch, Geflügel, Fisch, Salate, ganzes oder geschnittenes Gemüse und Obst sowie verarbeitete und Fertiggerichte, Backwaren und Milchwaren zu verpacken.

Bei der MAP wird die Luft in der Packung durch ein Gasgemisch ersetzt, das den natürlichen Verderbungsprozess der Nahrungsmittel verlangsamt. Bei den MAP-Gasen handelt es sich um dieselben Gase, die wir über die Luft einatmen – vorwiegend Kohlendioxid (CO2) und Stickstoff (N2), manchmal auch Sauerstoff (O2) – nur in anderen Mengen. Im Allgemeinen wird der gesamte, oder fast der gesamte O2 entfernt. Bei der Schutzgasverpackung wird die Luft durch das gewünschte Gasgemisch aus dem Inneren der Packung verdrängt und das Produkt wird anschließend versiegelt. Der genaue Anteil jedes bei der Schutzgasverpackung verwendeten Gases wird streng kontrolliert und hängt von der Art des enthaltenen Nahrungsmittels ab.

Der Großteil der verpackten frischen Nahrungsmittel, die wir heute in unseren Supermarktregalen finden, wird in einer Schutzgasverpackung vertrieben. Der MAP-Markt hatte Schätzungen zufolge 2015 einen Wert von 11,5 Milliarden USD und dürfte bis 2020 13,8 Milliarden USD erreichen.2Die nachstehende Abbildung veranschaulicht die Analyse und das erwartete Wachstum für die sechs wichtigsten Anwendungsbereiche.3

Aktive und MAP-Marktwerte nach Anwendung teilen

Wie bei jeder Verpackungsmethode für Nahrungsmittel ist Sicherheit eines der wichtigsten Anliegen. Der MAP-Prozess unterliegt strengen Qualitätskontrollen, mit denen die Unversehrtheit der Verpackung und die Gaskomposition durch Messung der restlichen O2-Konzentration in der Verpackung überprüft werden. Traditionell erfolgen diese Kontrollen durch die stichprobenartige Entnahme von versiegelten Verpackungen aus einer Produktionslinie und Durchstechung mit einer Sensornadel, um den Sauerstoffgehalt zu messen. Bei der Stichprobenkontrolle wird nicht jedes Produkt überprüft, daher besteht immer die Möglichkeit, dass eine beschädigte Packung zum Verbraucher gelangt. Bei dieser traditionellen Überprüfungsmethode mit Sensornadeln entsteht außerdem viel Abfall durch das Verpackungsmaterial und die Nahrungsmittel, da ein Loch in die Packung gestochen wird und diese daher aussortiert werden muss. Und wenn bei einer zufälligen Prüfung eine Packung gefunden wird, die undicht ist oder eine falsche Gasmischung enthält, wird jede einzelne bereits in derselben Charge produzierte Packung bis zur letzten Prüfstelle aussortiert.  

Einführung einer 100%igen Qualitätskontrolle mit OxyCheck

Zur Verbesserung der Qualitätskontrolle und zur Reduzierung des Abfalls hat GEA denOxyCheckals einziges, nicht-invasives System entwickelt, das den Sauerstoffgehalt und die Integrität der Versiegelungsdichtheit jedes einzelnen MAP-Produkts der Verpackungsanlage prüft. Und entgegen der bestehenden Stichprobenkontrollen beschädigt der GEA OxyCheck die Verpackung oder das enthaltene Produkt nicht.

GEA OxyCheck im Vergleich zu herkömmlichen Stichproben

Der GEA OxyCheck besteht aus einem optischen Sensor, der dazu ausgelegt ist, die Fluoreszenz zu erkennen, die von einem auf der Innenseite der Verpackungsfolie mit Fluoreszenzfarbstoff auf Polystyrol-Basis aufgedruckten Punkt abgegeben wird. Die Wellenlängen des vom harmlosen Farbstoff abgegebenen Lichts ändern sich je nach Sauerstoffgehalt in der Verpackung. Der optische Sensor projektiert ein gepulstes LED-Licht von außerhalb der Packung auf diesen Punkt, um das Licht zu messen und den Sauerstoffgehalt in der Packung zu berechnen. 

Das System führt zwei separate Prüfungen bei jeder MAP-Packung durch, die erste gleich nach der Versiegelung und die zweite etwas später auf der Linie, um festzustellen, ob Gasleckagen vorliegen. Auch die Temperatur beeinflusst die Fluoreszenz des Farbstoffs. Der Sensor enthält daher berührungslose Thermometer, um auch die Temperatur bei der Berechnung einbeziehen zu können. Alle Packungen, die den Spezifikationen nicht entsprechen, werden automatisch aus der Linie ausgesondert, ohne die Produktion zu stoppen. Das heißt, dass die Produktion durch diesen Vorgang nicht beeinträchtigt wird. 

Eine gewinnbringende Lösung für Hersteller und Verbraucher

Dank der Fähigkeit, nicht-invasive Prüfungen bei 100 % der MAP-Produkte durchzuführen, kann dem Verbraucher gewährleistet werden, dass die Nahrungsmittelqualität erhalten bleibt und außerdem der Abfall an Verpackungsmaterial sowie aussortierten Nahrungsmitteln reduziert wird. Da jede Packung überprüft wird, müssen nicht ganze Chargen „zur Vorsicht“ aussortiert werden, wenn eine einzelne, nach dem Zufallsprinzip ausgewählte Packung schadhaft ist. Außerdem wird das System automatisch gesteuert und die Bediener können sich anderen Aufgaben widmen. 

Verpflichtung zu Umweltverträglichkeit und Abfallreduzierung

GEA ist seit 2013 ein Mitglied der weltweiten Initiative „SAVE FOOD“, die darauf hinarbeitet, die Verschwendung von Nahrungsmitteln entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu beseitigen. Ein Schwerpunkt der Initiative ist die Entwicklung und Verwendung von Verpackungen, die sicher sind und gleichzeitig auch die Ressourcen bewahren.  

Die OxyCheck-Technologie wurde zur Verwendung bei derPowerPak-Linien mit horizontalen Thermoformern von GEA entwickelt. Das System wurde am Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV von Spezialisten validiert, indem alternative Sauerstoffmessgeräte verwendet wurden, um die Präzision und Empfindlichkeit der in die Verpackungsmaschine integrierten OxyCheck-Technologie von GEA zu überprüfen.4Die Tests haben bestätigt, dass das GEA-System über eine hohe Empfindlichkeit bei der Erkennung von Restsauerstoff in schutzgasbefüllten Schalenpackungen verfügt und dass eine hohe Genauigkeit bei der Ableserate an den Sauerstoffmesspunkten vorlag, ohne Fehlinterpretationen. Auch die Temperaturmessungen waren präzise.

„Die Technologie, Licht zur Erfassung von Sauerstoff oder anderen Gasen in einem geschlossenen Fach zu benutzen, ist nicht neu, aber sie auf industriellem Niveau einzusetzen ist einzigartig“, erklärt dazuVolker Sassmannshausen, Senior Product Manager für Thermoformungbei GEA. „Es wirkt sich positiv auf die Umwelt aus, denn es wird weniger Abfall produziert und erfordert weniger menschliche Eingriffe.“

 

Literatur


1. Food and Agriculture Organization of the United Nations. SAVE FOOD: Global Initiative on Food Loss and Waste Reduction. Key Findings. 2017
http://www.fao.org/save-food/resources/keyfindings/en/
2. MarketsandMarkets. Modified Atmosphere Packaging Market: Global Trends & Forecast to 2020. 2015
3. Persistence Market Research. Global Market Study on Active and Modified Atmospheric Packaging: Over 13 Times Increase in Shelf Life of Fresh Food Products due to the Use of Active and Modified Atmospheric is Likely to Affirm the Impressive Market Growth. August 2016.
https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/active-and-modified-atmospheric-packaging-market.asp
4. Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV. Validation of GEA OxyCheck – non-invasive residual oxygen measurement system integrated into a thermoformer. December 2017.

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