Kuitupohjaisten elintarvikepakkausten barrier-ratkaisut

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantaja oli Biokiertotalouden kestävät pakkausratkaisut (BioPak) -hanke, jonka tavoitteena on tutkia, kehittää ja demonstroida puukuitupakkausten kierrätettävyyttä sekä takaisinotto- ja uudelleenkäyttöratkaisuja. Työn tarkoituksena oli perehtyä puukuitupohjaisissa elintarvikepakkauksissa käytettyihin barrier-ratkaisuihin ja verrata niiden suorituskykyä keskenään. Tavoitteena oli tuottaa BioPak-hankkeelle tietoa näihin pakkauksiin soveltuvista barrier-ratkaisuista hankkeessa tehtävän kehitystyön tueksi.

Selvitystyössä perehdyttiin sekä fossiilista alkuperää oleviin että biopohjaisiin barrier-ratkaisuihin. Pääpaino pidettiin biopohjaisten ratkaisuiden selvittämisessä. Barrier-materiaaleista laadittiin taulukko, johon kerättiin niiden vesi-, happi- sekä rasva- ja öljybarrier -ominaisuudet. Edellisten arvojen pohjalta arvioitiin materiaalien suorituskykyä. Lisäksi laadittiin erillinen taulukko kaupallisista, biopohjaisista puukuitupakkausten barrier-ratkaisuista, mutta sitä ei liitetty julkiseen raporttiin.

Kirjallisuuden perusteella lähes jokaiselle fossiilista alkuperää olevalle barrier-materiaalille on olemassa biopohjainen vaihtoehto, mutta niiden käyttöönottoa hidastaa biopohjaisiin materiaaleihin liittyvät haasteet. Esimerkiksi valmistukseen liittyvät kustannukset vaikuttavat siihen, että nykyisin perinteiset muovit ovat yleisimpiä pakkauksissa käytettyjä materiaaleja. Vaikka monet biopohjaiset vaihtoehdot yltävät suorituskyvyltään jo fossiilisten rinnalle, useiden ominaisuuksia täytyy vielä kehittää barrier-materiaalille paremmin soveltuviksi.

Jatkossa voisi tehdä selvitystä ja vertailua potentiaalisimpien biopohjaisten barrier-materiaalien yhdistelmistä ja niihin käytetyistä tekniikoista, joita on olemassa paljon. Lisäksi olisi tärkeää arvioida biopohjaisten materiaalien antimikrobisia ominaisuuksia, jotka ovat tärkeitä elintarvikepakkaukselle.

The thesis was commissioned by Sustainable Packaging Solutions of the Biocircular Economy, a project which researches, develops and demonstrates the recyclability of wood fiber packaging as well as take-back and reuse solutions. The purpose of the thesis was to study the barrier solutions of wood fibre-based food packaging and compare their efficiency with each other. The goal was to produce information about fibre-based solutions that are suitable for food packaging for the development work of the project.

Both fossil-based and biobased barrier solutions were studied but the focus was kept on the biobased solutions. A table of different barrier materials was made that included their water, oxygen and grease barrier properties. A comparison between materials was made based on this table. Also, a table about existing commercial biobased barrier solutions for fibre-based packaging was made.

As a result, it was found that every fossil-based barrier solution has a biobased alternative but there are challenges associated with their use, like the cost of production. Most of the biobased solutions must be developed, even though many of them are equally good barriers compared to the fossil-based solutions by their performance.

In future an assessment about the most potential combinations of different biobased barrier solutions could be made. Their antimicrobial properties could also be estimated which are important for food packaging material.