Bibliographic Metadata

Title
Verhalten von Papierbechern mit Kunststoffbeschichtung im Abfüllprozess von Milchprodukten
Additional Titles
Behavior of paper cups with plastic coating in the filling process of milk products
AuthorGötsche, Henning
Thesis advisorKerstan, Peter ; Kerstan, Peter
Published2018
Date of SubmissionApril 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Papierbecher / Becher / Abfüllung / Milchprodukte / Aufgaben der Verpackung / Entstapelbarkeit / Siegelverhalten / Dichtigkeit / Aufreißverhalten / Stauchdruck / Wasserdampfdurchlässigkeit / Lichtgeschmack
Keywords (EN)paper cups / cup / filling / Dairy products / Tasks of packaging / destackability / sealing performance / tightness / tearing characteristics / Compression Test / Water vapor permeability / light taste
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Die Anforderungen von unterschiedlichen Interessengruppen wie Gesetzgeber, Handel und Endverbraucher an Verpackungen für Lebensmittel sind hoch und vielseitig. Neben Produktschutz und ansprechendem Design ist vor allem in den letzten Jahren der Wunsch nach umweltschonenderen Verpackungen deutlich gewachsen. Eine Möglichkeit auf diesen Wunsch zu regieren, ist der Ersatz oder die Reduzierung der eingesetzten Menge von Materialien, die aus fossilen Rohstoffen gewonnen werden, durch Materialien die aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.

Papierbecher mit einer dünnen Kunststoffbeschichtung, die die Lebensmitteleignung sicherstellen soll, bestehen zum größten Teil aus Fasermaterial, dass aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz gewonnen wird. Somit können sie eine Alternative zum herkömmlichen Kunststoffbecher darstellen. Hier gilt es jedoch darauf zu achten, dass diese Becher in ihren funktionellen Eigenschaften vergleichbar sind zu den genannten Kunststoffbechern. Zu den wichtigsten Eigenschaften, die zu berücksichtigen sind gehören:

- Form, Aufbau und Abmessungen, die Vereinzelung, Transport, Entkeimung, Befüllung und Versiegelung in der Abfüllanlage ermöglichen

- Ausreichende Barriere und Dichtigkeit, die ein Eindringen von Stoffen und Organismen hemmt oder reduziert, sowie Produktaustritt verhindert

- Stabile Konstruktion, die den gesamten Zeitraum der Haltbarkeit des Produktes vor mechanischer Beschädigung schützt

- Nachweis der Eignung der Lebensmitteltauglichkeit in Form einer Konformitätserklärung

- Einen Verschluss der leicht zu öffnen ist

Verwendet wurden zwei unterschiedliche Arten, von Papierbechern, die sich im eingesetzten Papier sowie in der Kunststoffbeschichtung (Polyethylen sowie Polymilchsäure) unterschieden. Als Vergleichsprodukt diente ein Kunststoffbecher aus Polystyrol. Alle drei Bechertypen wurden mit einem Molkereiprodukt befüllt und mit einer Platine versiegelt. Anschließend wurden alle Bechertypen identischen Tests unterzogen und die Ergebnisse miteinander verglichen, um zu ermitteln, ob die genannten Papierbecher eine geeignete Alternative zum Kunststoffbecher darstellen.

Zusammenfassend lässt sich zum jetzigen Zeitpunkt festhalten, dass beide Papierbechertypen noch nicht ein geeignetes alternatives Packmittel darstellen. Beide Becher wiesen sowohl Schwierigkeiten in der Verarbeitung an der vorhandenen Anlage auf, sowie noch zahlreiche Mängel wie zum Beispiel Undichtigkeiten. Positiv zu vermerken sind vergleichbare Werte im Stauchdruck- sowie im Aufreißverhalten. Signifikant bessere Werte konnten beim Schutz vor Lichteinstrahlung erzielt werden.

Ein Teil der Ergebnisse lässt sich auf die bereits bestehende Abstimmung des Abfüllprozesses auf den Kunststoffbechers zurückführen andere auf die unterschiedlichen Eigenschaften der eingesetzten Materialien. Es bieten sich zahlreiche Möglichkeiten der Optimierung der Papierbecher, die in zukünftigen Arbeiten als Forschungsgegenstand dienen können.

Abstract (English)

The demands of different stakeholders such as legislators, retailers and consumers of food packaging are high and diverse. In addition to product protection and attractive design, the request for more environmentally friendly packaging has grown significantly, especially in recent years. One way to manage this wish is to replace the amount of materials that come from fossil raw materials or reduce them by using renewable resources.

Paper cups simply with a thin plastic coating ensures food suitability and consist mainly fibrous material made of renewable wood. Thus, they can be a sustainable alternative to the conventional plastic cup. However, it must be ensured that these cups are equivalent in their functional properties to standard plastic cups . Among the most important features to consider are:

- Shape, structure and dimensions that allow technical cup separation, safe and efficient transport, sterilization, filling and sealing in the filling line

- Adequate barrier and impermeability, which inhibits or reduces the penetration of substances or organisms and prevents product leakage

- Stable construction that protects the entire period of product shelf life from mechanical damage

- Proof of suitability for food contact by a declaration of conformity

- A closure that is easy to open

Two different types of paper cups were tested, which differ in the use of paper and plastic coating (polyethylene and polylactic acid). The reference material was a standard plastic cup out of polystyrene. All three cup types were filled with a dairy product and sealed with a lid. Afterwards, all types of cups were analyzed with identical tests. The results was compared with each other to determine whether the mentioned paper cups represented a suitable alternative to the plastic cup.

In summary, it can be stated at the present time that both types of paper cups are not yet a suitable alternative packaging material. Both papercups had problems in the processing of the existing filling line, as well as numerous defects such as leaks. On the positive side, comparable values in compressive and tear-open behavior are to be noted. Significantly better values could be achieved by protection against light radiation.

Some parts of the results can be credited to the already existing harmonization of the filling process on the plastic cup, others to the different properties of the materials which the cups are made of. There are numerous possibilities for optimizing the paper cups, which can serve as a research topic in future work.