Forschungstitel:
Entwicklung einer Methode zum definierten Kontaminieren von Folien mit pulvrigen und flüssigen Produkten
Arbeitsgruppe: Abfüll- und Verpackungsprozesse
Forschungsstelle und wissenschaftliche Projektbetreuung:
Fraunhofer-Institut für Verpackungsmaschinen und Verpackungstechnik (AVV), Hr. B. Stephan
Finanzierung: IVLV
Laufzeit: 2013
Unabhängige Studien haben gezeigt, dass ein Drittel der gesiegelten Verpackungen, dabei insbesondere die Siegelnähte, von unzureichender Qualität sind. Kontaminationen sind in mehr als der Hälfte dieser Fälle die Hauptursache. Beim Abfüllen von flüssigen, pastösen oder pulvrigen Gütern kommt es häufig zu ungewollten und meist nicht zu verhindernden Ablagerungen des Packgutes in Form von Staub oder Spritzern im Bereich der zu bildenden Siegelnaht. Einige Anwendungen erfordern auch das gezielte Durchsiegeln des Packgutes. Rückstände im Nahtbereich beeinträchtigen aber den Siegelvorgang und die Nahtqualität. Die Dichtheit der Verpackung, insbesondere solcher mit Schutzgasatmosphäre (MAP), ist nicht mehr gewährleistet, die Nahtfestigkeit ist herabgesetzt und/oder die mangelhafte Optik beeinträchtigt den Verkauf des Produktes.
Das Forschungsprojekt verfolgt das Ziel der Entwicklung einer Methode für den reproduzierbaren Auftrag unterschiedlicher Kontaminationen auf polymere Packstoffe sowie die Messung der Benetzungsmenge. Die Ergebnisse münden in einem Versuchsstand.
Im Rahmen des IVLV-Projektes werden hierfür potenzielle Verfahren recherchiert und anhand ausgewählter Vortests die technische Machbarkeit abgeschätzt. Auf dieser Basis wird ein IGF-Antrag ausgearbeitet und eingereicht.
Inhalt des IGF-Projektes wird die Vertiefung der Methodenentwicklung für den Auftrag der Kontamination und die Bestimmung der Kontaminationsmenge sein. Mit dem geplanten Demonstrator erfolgen exemplarische Vergleichsmessungen zur Verifizierung des Verfahrens und zur Bewertung von Packstoffen in Bezug auf die Durch- sowie Einsiegelung von Kontaminationen. Ferner werden physikalische Wirkmechanismen als Grundlage für künftige Packstoff- und Prozessentwicklungen untersucht und beschrieben. Diese finden Eingang in einem Anwenderleitfaden in Form der bewährten IVLV-Merkblätter. Parallel zu den experimentellen Untersuchungen wird ein gekoppeltes Temperatur-Fluid-Simulationsmodells aufgebaut und validiert. Dieses liefert Aufschlüsse über das Strömungsverhalten der Schmelze während des Siegelprozesses und unterstützt so die experimentellen Ergebnisse.
Abb.: zeitliche Abfolge einer IR-Thermografie des Ultraschallsiegelns durch Kaffee (oben) und Wasser (unten)
