Nachhaltiges Verpackungsmaterial

Karlsruhe (for) – Professor Jukka Valkama hat mit Studenten der DHBW Karlsruhe ein Ersatzmaterial für Plastikverpackungen und -produkte entwickelt. Dafür wurde die DHBW für den Neo-Preis nominiert.

Professor Jukka Valkama doziert an der DHBW Karlsruhe. Foto: Stephan Kaminski

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Professor Jukka Valkama doziert an der DHBW Karlsruhe. Foto: Stephan Kaminski

Tetrapacks, Joghurtbecher, Plastikfolie – vielerorts quellen die gelben Tonnen über. Das könnte sich bald ändern, denn der Bundestag hat jüngst das von der EU vorgeschriebene Verbot von Einwegplastik auf den Weg gebracht. Damit sollen 2021 etwa Strohhalme aus Kunststoff aus den Supermarktregalen verschwinden. Ist das das Ende aller Einwegprodukte? „Nein“, sagt Professor Jukka Valkama von der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) in Karlsruhe.

Vollständig recycelbar

Stattdessen setzt er auf Plafco, ein nachhaltiges Ersatzmaterial für Plastikverpackungen und -produkte. Für die Herstellung von Plafco wurde die DHBW für den Neo-Preis 2020 nominiert.

Valkama doziert seit 2010 an der DHBW Karlsruhe. Als Leiter des Studiengangs und der Forschungseinheit „Papiertechnologie“ hat der 42-Jährige eine langjährige Erfahrung als Experte in der Papierherstellungs-, Papierverarbeitungs- und Verpackungsindustrie. In Kooperation mit der TU Darmstadt und der Universität Oulu in Finnland wurde in den vergangenen Jahren im Studiengang Papiertechnik der DHBW Karlsruhe an sogenannten Zellulose-Verbundwerkstoffen geforscht. Dabei handelt es sich um Faserverbundmaterialien, bei denen die Fasern aus Zellulose bestehen, also aus pflanzlichem Material, das vollständig recycelbar ist. Bei dem Forschungsprojekt ist schließlich Plafco entstanden.

Plafco basiert auf Papier

Bei Plafco handelt es sich um ein neues Kompositmaterial, das an der DHBW Karlsruhe entwickelt worden ist. „Plafco basiert im Grunde auf Papieren, die als Massenware verfügbar sind“, erklärt Valkama. „Einfach erklärt wird das Papier durch Anlösen von Zellulose zu einem biobasierten Komposit umgewandelt“, sagt er. Den Prozess, in dem das zellstoff-basierte Rohmaterial zu Plafco transformiert wird, bezeichnet Valkama als „Plafco-Prozess“. Dabei wird die frei gewordene Zellulose mit den Zellstofffasern verklebt, wodurch laut Valkama ein viel dichteres, steiferes und belastbareres Material entsteht.

„Durch die imprägnierende Behandlung erhält das Papier ganz neue Eigenschaften, wodurch Innovationspotenzial für verschiedene Märkte entsteht“, sagt Valkama. So verliere Plafco beispielsweise bei Feuchtigkeitseinwirkung nicht seine Festigkeit. Das sei bei den üblichen Papierverpackungen anders, weshalb diese meistens beschichtet werden müssten, um nicht sofort durchzuweichen.

Nachhaltig und nicht gesundheitsschädlich

Damit könne Plafco gut als Plastikersatzprodukt für Einmalprodukte wie Trinkhalme oder auch als plastikfreie Verpackung eingesetzt werden. „Darüber hinaus kann unser neu entwickeltes Material aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften, ressourcenschonend mehrlagige Papieranwendungen und Kartonagen durch ein einlagiges Plafco ersetzen“, so Valkama. Weil beim Plafco-Prozess die Zellulose des Rohpapiers gelöst und sowohl als Bindemittel als auch als Klebstoffmittel für Plafco genutzt werde, würden keine anderen schädlichen Chemikalien verwendet. „Dadurch ist unser Material zu 100 Prozent nachhaltig und nicht gesundheitsschädlich“, versichert Valkama.

Forschung und Entwicklung im Papierzentrum Gernsbach

Auf Basis der Forschungsergebnisse hat Valkama den Prozess patentieren lassen und im Jahr 2017 die Firma Plafco Fibertech mit Sitz in Finnland gegründet, die sich auf die industrielle Herstellung des Materials „Plafco“ fokussiert. Entwickelt und geforscht werde aber weiterhin in Deutschland, genauer gesagt im Papierzentrum Gernsbach, wo sich ein externer Campus der DHBW Karlsruhe befindet.

„Während die Forschungsarbeit stetig weiterläuft, ist der Aufbau des Unternehmens schwieriger als gedacht“, sagt Valkama. „Wir haben zwar schon viele Bestellungen und die Nachfrage ist riesig, aber viele Unternehmen wollen natürlich erst einmal eine Testrolle unseres neuen Materials.“ Und genau darin liege das große Problem. „Für die Herstellung einer kompletten Rolle Plafco brauchen wir eine spezielle Maschine und die können wir uns derzeit nicht leisten“, so Valkama. Alleine eine kleine Maschine zur Herstellung von Strohhalmen oder Einwegbesteck koste bereits 2,5 Millionen Euro. „Großanlagen für Verpackungen kosten rund 15 Millionen Euro.“

Trotz dieser Herausforderung gibt Valkama die Hoffnung nicht auf: „Wir haben nicht nur Interessenten aus Deutschland und Finnland, sondern auch aus Indien, China und Amerika. Darunter bekannte Getränkehersteller und viele Fastfoodketten.“ Das zeige, dass sich eine größere Investition durchaus lohnen könnte.

Finalist für Neo-Innovationspreis 2020

Dass Plafco Zukunftspotenzial hat, das sieht auch die Technologieregion Karlsruhe so. Diese vergibt den mit 20.000 Euro dotierten Innovationspreis „Neo 2020“ am 24. November an eine Firma, die mit einer zukunftsweisenden Idee im Bereich der Bioökonomie überzeugt. Nominiert sind sechs Finalisten, die eine schlüssige Leitidee mit Marktfähigkeit und globaler Relevanz aufweisen können. Neben der DHBW Karlsruhe ist auch die Firma Nertus-Insect-Farming aus Karlsruhe nominiert. Das vierköpfige Team von Nertus möchte Mehlwürmer als alternative Proteinquelle etablieren (wir berichteten).


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