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Kleine Teilchen – grosses Potenzial

Nanomaterialien werden zunehmend auch in Lebensmittelverpackungen eingesetzt. Als «passive» Komponenten tragen sie zur Verbesserung der Materialien bei. Als «aktive» beziehungsweise «interaktive » Komponenten ermöglichen sie das «Smart-Packaging».

Dr. Christoph Meili *

Nanosilber verhindert Schimmelbildung: Erdbeeren werden in PP-Schalen mit und ohne Nanosilber bei Raumtemperatur (RT) über 104 h exponiert. Die Erdbeeren in der konventionellen PP-Schale zeigen bereits nach 80 h einen deutlichen Schimmelbewuchs. Demgengenüber sind die Erdbeeren in der mit Nanosilber behandelten PP-Schale (untere Reihe) deutlich weniger stark vom Schimmel befallen.
(Fotonachweis: Die Innovationsgesellschaft)

Nanomaterialien (NM) sind Materialien, die in einer oder mehreren Dimensionen in der Grösse zwischen 1 und 100 Nanometern (1 nm = 10-9 m) liegen. Aufgrund ihrer Grösse verfügen NM gegenüber Materialien im Mikro- oder Makrometerbereich über neue physikalisch-chemische Eigenschaften, mit denen sich auch Verpackungsmaterialien verbessern lassen. NM werden bei Verpackungen in drei Bereichen verwendet: Als Nanofiller, als aktive Verpackungskomponenten und als Bestandteile von smarten Verpackungen.

Nanofiller in Verpackungen
Nanomaterialien werden als Nanofiller (nanoskalige Füllstoffe) in die Polymermatrix gemischt, um verbesserte Materialeigenschaften zu erhalten. Als Beispiele von solchen Nanofillern können zum Beispiel Schichtsilikat-Nanopartikel (Nanoclays) zur Verbesserung der Gasbarriereeigenschaften von Getränkeflaschen oder in Multilayer-Folienverpackungen genannt werden. Es gibt heute bereits eine ganze Reihe von kommerziell erhältlichen Materialien. So werden Metalloxide wie Titandioxid (TiO2) als UV-Absorber in PET oder PLA oder Siliciumdioxid (SiO2) zur Verbesserung der thermischen Stabilität in PET verwendet.

Aktive Verpackungen
Aktive Verpackungen enthalten NM, welche direkt mit dem Lebensmittel interagieren. Dabei werden beispielsweise antimikrobielle Verpackungsmaterialien eingesetzt, welche Silber-, Gold- oder Metalloxidpartikel enthalten. Am häufigsten werden Silbernanopartikel verwendet, da sich diese relativ einfach in verschiedene Kunststoffe (PE, PP, LDPE) einarbeiten lassen. Antimikrobielle Verpackungen im Lebensmittelbereich sind vor allem in Asien und den USA verbreitet. Im Bereich der aktiven Verpackungen können NM auch als Sauerstoff-Scavenger, als CO2- oder Ethylen-Controller, als Antioxidantien, Geruchs- und Geschmacks-Controller, als Ethanol-Emittenten oder als Feuchtigkeits-Controller eingesetzt werden.

Intelligente Verpackungen
Smarte Kontaktmaterialien können den Zustand der Lebensmittel oder Umgebungsparameter überwachen, Veränderungen detektieren und diese kommunizieren. Mit Time-Temperature-Indikatoren (TTI) kann der Temperaturverlauf des Produktes über die Zeit verfolgt werden. Nanosensoren messen Veränderungen der Feuchtigkeit, des Sauerstoffgehalts oder weisen bestimmte pathogene Rückstände und Stoffwechselprodukte nach. Dabei werden biochemische oder mikrobielle Veränderungen detektiert oder gegebenenfalls auch Krankheitserreger direkt nachgewiesen. Aktuelle Forschungsarbeiten umfassen die Entwicklung einer elektronischen Nase in Verbindung mit Kommunikationsschnittstellen (RFID) und NearFieldCommunication (NFC). Damit ist auch eine Datenübertragung an ein externes Lesegerät oder ein Handy zur Informationen von Kunden am POS, für das QM oder das Supply-Chain-Management, verfügbar.

Nutzen und Vorteile
Nanomaterialien und die Anwendungen in der Lebensmittelindustrie bieten eine Reihe von Vorteilen. Durch bessere Materialeigenschaften (erhöhte Gasbarriereigenschaften, mechanische Festigkeit, Flexibilität, etc.) können empfindliche Lebensmittel besser vor äusseren Einflüssen geschützt werden. Damit lässt sich die Lagerfähigkeit deutlich steigern. Durch genauere Informationen zum Produkt und aus der Supply-Chain wird die Transparenz für Hersteller und Händler erhöht. Durch bessere Informationen der Konsumenten über den Zustand der Lebensmittel und die Haltbarkeit wird auch eine deutliche Reduktion der Abfallmenge und der damit verbundenen Kosten erwartet. Wenn man davon ausgeht, dass rund ein Drittel aller Lebensmittel (weltweit 1,3 Mia. Tonnen pro Jahr) im Abfall landet, dann liegt hier ein enormes Potenzial. Auf der anderen Seite bieten NM beim Einsatz als Smartlabels und in der NFC-Technologie neue Anwendungen im Zusammenhang mit dem IoT. Die verschiedenen Beispiele zum Einsatz von NM in Lebensmittelverpackungen zeigen, dass hier eine grosse Dynamik und viele Innovationen vorhanden sind. Für Verpackungsunternehmen, Lebensmittelfirmen und Detailhändler in der Schweiz gilt es jetzt, die Entwicklungen in diesem Bereich nicht zu verpassen, um sich im Wettbewerb gut zu positionieren und das grosse Potenzial der Nanomaterialien für Verpackungen nutzen zu können.

* Geschäftsführer und Inhaber der Firma «Die Innovationsgesellschaft mbh», www.inovationsgesellschaft.ch

EVENTS

Fruit Logistica

Weltweite Messe aller Frisch-Produkte

Datum: 4.-6. Februar 2026

Ort: Berlin (D)

aqua pro

Schweizer Fachmesse für die Bereiche Trinkwasser, Abwasser und Gas

Datum: 4.-6. Februar 2026

Ort: Bulle (CH)

glug.swiss

Schweizer Fachmesse und ein Treffpunkt für die Getränkeindustrie, insbesondere für Brauer und Getränkeproduzenten

Datum: 5.-6. Februar 2026

Ort: Aarau (CH)

New Food Festival 2025

Konferenz und Messe, die sich mit der Zukunft der Ernährung

Datum: 8.-10. Februar 2026

Ort: Stuttgart (CH)

Glug deguFESTIVAL

Kongress für Trend-Getränke für Handel & Gastronomie

Datum: 9. Februar 2026

Ort: Aarau (CH)

BioFach

Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel

Datum: 10.-13. Februar 2026

Ort: Nürnberg (D)

EuroCIS

Fachmesse für Retail Technology (Einzelhandelstechnologie)

Datum: 22.-26. Februar 2026

Ort: Düsseldorf (D)

EuroShop

Fachmesse für den Investitionsbedarf des Handels

Datum: 22.-26. Februar 2026

Ort: Düsseldorf (D)

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für gedruckte Elektronik

Datum: 24.-26. Februar 2026

Ort: München (D)

Ostschweizer Food Forum

Fachveranstaltung für die Ernährungswirtschaft in der Ostschweiz

Datum: 5. März 2026

Ort: Weinfelden (CH)

ZHAW-IFM Day

Fachtagung über aktuelle Themen und Herausforderungen im Facility Management (FM)

Datum: 6. März 2026

Ort: Wädenswil (CH)

INTERNORGA

Leitmesse für Hotellerie, Gastronomie, Bäckereien und Konditoreien

Datum: 13.-17. März 2026

Ort: Hamburg (D)

Pro Wein

Internationale Fachmesse für Weine und Spirituosen

Datum: 15.-17. März 2026

Ort: Düsseldorf (D)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 24.-26. März 2026

Ort: Stuttgart (D)

analytica

Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 24.-27. März 2026

Ort: München (D)

Schoggifestival

Festival für nachhaltige und faire Schokoladenproduktion

Datum: 29. März 2026

Ort: Zürich (CH)

Global Industrie

Messe für den gesamten industriellen Sektor in Frankreich und darüber hinaus

Datum: 30. März-02. April 2026

Ort: Paris (F)

Hannover Messe

International Messe für alle Technologien rund um die industrielle Transformation

Datum: 20.-24. April 2026

Ort: Hannover (D)

Lebensmitteltag

Führende Schweizer Fachtagung für die Lebensmittelbranche

Datum: 23. April 2026

Ort: Luzern (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 4.-7. Mai 2026

Ort: München (D)

VITAFOODS EUROPE

Internationale Messe für Nahrungsergänzungsmittel

Datum: 5.-6. Mai 2026

Ort: Barcelona (ESP)

interpack

Internationale Fachmesse für die Verpackungsindustrie und die zugehörige Prozessindustrie

Datum: 7.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Lebensmittelrecht-Tagung

Veranstaltung für Fachleute aus dem Bereich Lebensmittelrecht

Datum: 8. Mai 2026

Ort: Wädenswil (CH)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 9.-11. Juni 2026

Ort: Nürnberg (D)

TUTTOFOOD

Internationale Fachmesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 11.-14. Mai 2026

Ort: Mailand (I)

PLMA die Welt der Handelsmarken

Internationale Fachmesse für Produkte wie Frisch-, Kühl- und TK-Lebensmittel, Getränke und haltbare Lebensmittel sowie Non-Food-Kategorien wie Kosmetika, Gesundheits- und Schönheitsartikel sowie Haushalts- und Küchenprodukte.

Datum: 19.-20. Mai 2026

Ort: Amsterdam (NL)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 20.-21. Mai 2026

Ort: Zürich (CH)

Swissmem Industrietag

Konferenz für die Berufsbildung in der Schweizer Tech-Industrie

Datum: 23. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

Free From Functional Food Expo

Internationale Fachmesse und Konferenz für funktionelle, vegane und Bio-Lebensmittel sowie deren Zutaten

Datum: 16.-17. Juni 2026

Ort: Wien (A)

GS1 Excellence Days

Konferenz für Innovationen und Lösungen im Bereich der Standardisierung, Identifikation und Geschäftsprozesse

Datum: 18. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

FILTECH

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 30. Juni-02. Juli 2026

Ort: Köln (D)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

Swiss Green Economy Symposium

Konferenz zum Thema Wirtschaft und Nachhaltigkeit in der Schweiz

Datum: 2.-4. September 2026

Ort: Winterthur (CH)

Lubricant Expo Europe

Fachmesse für Schmierstofftechnologie

Datum: 15.-17. September 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Basel (CH)

Ilmac Lausanne

Fachmesse und Branchentreff für die Chemie- und Life-Science-Industrie in der Westschweiz

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Lausanne (CH)

POWTECH

Internationale Fachmesse für Technologien zur Verarbeitung von Pulvern, Feststoffen und Flüssigkeiten

Datum: 29. September -1.Oktober 2026

Ort: Nürnberg (D)

W3+ Fair Jena

Events für Hightech-Innovationen aus den Schlüsseltechnologien Optik, Photonik, Elektronik und Mechanik

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Jena (D)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 13.-15. Oktober 2026

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Internationale Fachmesse für die Lebensmittelindustrie

Datum: 17.-21. Oktober 2026

Ort: Paris (F)

Südback

Fachmesse für das Bäcker- und Konditorenhandwerk

Datum: 24.-27. Oktober 2026

Ort: Stuttgart (D)

Sensorik Lizenz Schokolade

Weiterbildung für sensorische Eigenschaften von Schokolade systematisch zu erkennen, zu prüfen und nach internationalen Standards zu beurteilen

Datum: 26. Oktober 2026

Ort: Wädenswil (CH)

Brennpunkt Nahrung

Führende Fachkonferenz für Trends und Perspektiven in der Schweizer Land- und Ernährungswirtschaft

Datum: 3. November 2026

Ort: Luzern (CH)

SÜFFA

Fachmesse für das Fleischerhandwerk und die mittelständische Fleischindustrie

Datum: 7.-9. Novmber 2026

Ort: Stuttgart (D)

BrauBeviale

Europäische Fachmesse für die Getränkewirtschaft

Datum: 10.-12. November 2026

Ort: Nürnberg (D)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 10.-13. November 2026

Ort: München (D)

ALL4PACK EMBALLAGE

Leitmesse für die Verpackungs- und Intralogistikbranche

Datum: 24.-26. November 2026

Ort: Paris (F)

ZHAW - Lebensmitteltagung

Veranstaltung für Lebensmittel- und Getränkeinnovation

Datum: Februar 2027

Ort: Wädenswil (CH)

Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 23.-26. März 2027

Ort: Köln (D)

LABVOLUTION

Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflow.

Datum: Mai 2027

Ort: Hannover (D)

Achema

Weltleitmesse für Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

Automatica

Weltleitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 31. August- 2. September 2027

Ort: Bern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 21.-24. September 2027

Ort: Berlin (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 21.-23. September 2027

Ort: Nürnberg (D)

Anuga

Weltweite Ernährungsmesse für Handel und Gastronomie/Ausser-Haus-Markt

Datum: 9.-13. Oktober 2027

Ort: Köln (D)

LOUPE Europe

Fachmesse für die Etiketten-, flexible Verpackungs- und Faltschachtelindustrie, die sich auf Drucktechnologien, Materialien und Produktionslösungen

Datum: 5.-8. Oktober 2027

Ort: Barcelona (ESP)

A + A

Weltleitmesse für sicheres und gesundes Arbeiten

Datum: 19.-22. Okotber 2027

Ort: Düsseldorf (D)

iba

Führende Weltmesse für Bäckerei, Konditorei und Snacks

Datum: 24.-28. Oktober 2027

Ort: München (D)

transport-CH

Schweizer Fachmesse für Nutzfahrzeuge und Automobil-Werkstattbedarf

Datum: 10.-13. November 2027

Ort: Bern (CH)

AQUA Suisse

Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement

Datum: 1.-2.Dezember 2027

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 1.-2. Dezember 2027

Ort: Zürich (CH)

IFFA

Weltleitmesse der Fleisch- und Proteinwirtschaft

Datum: 13.-18. Mai 2028

Ort: Frankfurt am Main (D)

Drinktec Deutschland

Weltleitmesse für die Getränke- und Liquid-Food-Industrie

Datum: 11.-15. September 2028

Ort: München (D)

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