PEF – Präsentation einer nachhaltigen Materialalternative für Verpackungen

Es gilt als DAS Verpackungsmaterial der Zukunft: PEF. Doch wofür stehen diese drei Buchstaben? Und vor allem: Was steckt dahinter? In diesem Beitrag stellen wir Ihnen PEF näher vor. Wir gehen auf die Herstellung, Eigenschaften und Vorteile des Materials ein. Zudem erfahren Sie, welches Unternehmen den Anfang machen und PEF für seine Produkte einsetzen wird.

Was ist PEF?

Bei PEF (Polyethylenfuranoat) handelt es sich um ein zu 100 Prozent pflanzliches, recycelbares Polymer. Das innovative Material ist vielfältig einsetzbar und insbesondere als umweltfreundlichere sowie auch funktionellere Verpackungsalternative zu PET (Polyethylenterephthalat) vorgesehen.

Für die Entdeckung des vollständig biobasierten Kunststoffs zeichnet das niederländische Unternehmen Avantium verantwortlich. Es hat die sogenannte YXY-Technologie entwickelt, die es ermöglicht, pflanzliche Zucker in ein zur Gänze recycelbares Polymer umzuwandeln.

PEF besteht in erster Linie aus FDCA (2,5-Furandicarbonsäure). Dieser Hauptbaustein lässt sich beispielsweise aus den Zuckern in Weizen, Mais und Zuckerrüben herstellen. FDCA wird mit pflanzenbasiertem MEG (Monoethylenglykol) polymerisiert, um schließlich PEF zu erhalten.

Eigenschaften und Vorteile des neuartigen Materials

Prinzipiell überzeugt PEF mit der leistungsstarken Kombination aus gesteigerter Nachhaltigkeit und überlegener Funktionalität im Vergleich zu PET. Es weist eine verbesserte Barrierewirkung gegenüber Kohlendioxid und Sauerstoff auf, was die Haltbarkeit der in PEF verpackten Produkte verlängert. Des Weiteren geht das Material mit einer höheren mechanischen Festigkeit einher. Dadurch können Verpackungen dünnwandiger hergestellt werden, was wiederum bedeutet, dass weniger Ressourcen erforderlich sind und sich das Gewicht der Packagings reduziert.

In Verbindung mit dem Fakt, dass PEF aus pflanzlichen Rohstoffen zusammengesetzt ist, verleihen diese funktionell vorteilhaften Charakteristika dem Material alle nötigen Eigenschaften, um das Polyester der nächsten Generation zu werden.

Hier einige konkrete Zahlen rund um die beeindruckende Funktionalität von PEF im Vergleich zu PET:

– 10 mal bessere Sauerstoffbarriere
– 6 bis 10 mal bessere CO2-Barriere
– doppelt so gute Wasserbarriere
– um 12 °C hitzebeständiger (Glasübergangstemperatur von 86 °C vs. 74 °C)
– energiesparender recycelbar (Schmelzpunkt von 235 °C vs. 265 °C)
– 50 bis 70 % geringerer CO2-Fußabdruck
– reduziertes Gewicht um mehr als 20 %

Auch in puncto Recyclingfähigkeit überzeugt PEF. Das Material harmoniert nachweislich mit bestehenden Sortier- und Recyclinganlagen. Darüber hinaus kann es die bislang üblichen, derzeit schwer zu recycelnden Beschichtungen bei Multilayer-Verpackungslösungen ersetzen.
Konsumenten können die Flaschen aus PEF in den gleichen Pfandautomaten wie PET werfen. Die European PET Bottle Plattform (EPBP) hat die Wiederverwertbarkeit von Polyethylenfuranoat (PEF) im europäischen Recyclingmarkt für Flaschen vorläufig genehmigt, allerdings müsste für das endgültige Recycling hierfür ein eigener Recyclingstrom aufgebaut werden.

Einsatzmöglichkeiten von PEF

Der Einsatz von PEF eignet sich insbesondere für Getränkeflaschen, aber auch zur Herstellung von Fasern und Folien. In allen drei Bereichen gewährleistet das Material einen geringeren CO2-Fußabdruck und fungiert als recycelbare Alternative zu nicht oder nur schwer recycelfähigen Verpackungsformaten. In diesem Sinne leistet PEF einen wertvollen Beitrag zur angestrebten Kreislaufwirtschaft.

PEF-Flaschen

Flaschen aus PEF garantieren im Vergleich zu solchen aus herkömmlichen Materialien eine längere Frische und Haltbarkeit von Fruchtsäften, Smoothies, Bier, Wasser et cetera. Darüber hinaus sind mit dem Material optisch ansprechende Flaschendesigns realisierbar.

Neben Monolayer-PEF kann für die Herstellung von Flaschen grundsätzlich auch eine Kombination des Biokunststoffs mit anderen Materialien verwendet werden, wenngleich Verbundmaterialien aus ökologischer Sicht selbst mit einem hohen PEF-Anteil nicht die optimale Lösung darstellen.

Folgende Flaschenmaterialien vermag PEF zu ersetzen:

– Glas
– Aluminium
– Papier
– PET
– Multilayer-Flaschen

PEF-Fasern

PEF-Fasern zeichnen sich durch eine enorme Robustheit aus und empfehlen sich für verschiedene Bereiche, etwa Textilien, Polster und Autoreifen. Auch zur Herstellung nachhaltiger Industriefasern ist das Material geeignet.

Folgende Fasermaterialien vermag PEF zu ersetzen:

– PET
– Nylon
– Baumwolle

PEF-Folien

Folien aus PEF machen frische Produkte länger haltbar. Dadurch eignen sie sich natürlich vor allem für die Verpackung von Lebensmitteln. Doch auch in der Non-Food-Branche gibt es zahlreiche Produkte, die von der starken Barrierewirkung einer PEF-Folie profitieren.

Folgende Folienmaterialien vermag PEF zu ersetzen:

– Glas
– Aluminium
– Papier
– Multilayer-Verpackungen

Die weltweit erste Anwendung im Markt durch Albert Hejn

Albert Hejn ist eine niederländische Supermarktkette und gilt als Pionier in der praktischen Anwendung von PEF. Das Unternehmen stellt die Fruchtsaftflaschen seiner Eigenmarke in Zusammenarbeit mit Avantium und dem internationalen Getränkehersteller Refresco auf das pflanzenbasierte Material um.

Bis es tatsächlich zur Markteinführung kommt, sind jedoch noch Vorbereitungen zu treffen. Derzeit baut Avantium die weltweit erste kommerzielle Anlage für fünf Kilotonnen FDCA. Die kommerzielle Produktion soll in der zweiten Hälfte des Jahres 2024 anlaufen. Danach dürfte der Premiere für Lebensmittelverpackungen aus PEF nichts mehr im Wege stehen.

Fazit und Ausblick

Schon jetzt ist PEF mit zahlreichen umwelt- und funktionsbezogenen Vorteilen verbunden. Das Material hat jedoch sogar noch mehr Potential. So kann es in Zukunft aller Voraussicht nach auch aus Zellulose – sprich aus land- und forstwirtschaftlichen Abfallströmen – hergestellt werden, wenn die Technologie erst einmal voll entwickelt ist.

Generell tüfteln Forscher rund um den Globus akribisch an verschiedenen Möglichkeiten, PEF zu produzieren. Beispielsweise haben Wissenschaftler der kalifornischen Stanford University eine Methode gefunden, FDCA aus Karbonat, CO2 und Pflanzenresten wie Gras oder Holzschnitzeln herzustellen. Warum sie nicht wie Avantium Zucker als Rohstoff verwenden wollen? Weil sie die potentielle Konkurrenzsituation mit dem Nahrungsanbau kritisch sehen.

Alles in allem steckt PEF definitiv noch in den Kinderschuhen. Allerdings ist Avantium mit der Entwicklung des Materials ein beachtlicher Schritt in Richtung nachhaltiger(er) und funktioneller(er) Verpackungslösungen gelungen, der Unternehmen aus unterschiedlichen Branchen dabei helfen kann, ihren CO2-Fußabdruck in Zukunft weiter zu reduzieren.