Verteilungskoeffizient

Für die Qualitätssicherung von Bedarfsgegenständen aus lebensmittelrechtlicher Sicht ist die Kenntnis von Stoffübergängen aus Packstoffen auf die damit in Berührung kommenden Lebensmittel von ausschlaggebender Bedeutung. Da diese an der Grenzfläche Packstoff/ Lebensmittel in beide Richtungen stattfindenden Stoffübergänge nach bekannten Gesetzmäßigkeiten ablaufen, ist in vielen Fällen eine zuverlässige Abschätzung der Übergangsmengen mit Hilfe theoretischer Modelle möglich. Voraussetzung für eine korrekte Abschätzung ist allerdings die Kenntnis der dafür benötigten Werte von Stoffeigenschaften. Das inzwischen in der EU-Kunststoffrichtlinie aufgenommene Abschätzmodell als zusätzliches Instrument der Qualitätssicherung basiert zu einem wesentlichen Anteil auf Ergebnissen aus FOGE- und IVLV- sowie darauf aufbauenden AiF- und EU-Projekten. Der Vorgang des Stofftransportes durch die Grenzfläche zweier benachbarter Medien wird von zwei praktisch voneinander unabhängigen Prozessen bestimmt: einem kinetischen Vorgang, dem eigentlichen Stofftransport, und einem thermodynamischen Prozess, der Verteilung des transportierten Stoffes bis zur Erreichung der Gleichgewichtsverteilung, sofern die dafür benötigte Zeit verfügbar ist. Obwohl in den bisher durchgeführten Arbeiten zur Abschätzung von Stoffübergängen immer auch die Verteilung berücksichtigt wurde, lag der Schwerpunkt der Untersuchungen zweifellos auf der Seite der Kinetik. Im Hinblick auf den thermodynamischen Prozess der Verteilung eines Migranten zwischen den in Kontakt befindlichen Medien besteht noch erheblicher Bedarf an grundlegenden Kenntnissen und deren Umsetzung in die Praxis.

Ziel dieses Projektes ist es, ein praxisorientiertes Abschätzverfahren für Verteilungskoeffizienten zu entwickeln, das zusätzlich zu den Diffusionskoeffizienten in das Abschätzverfahren von Stoffübergängen mit Hilfe der Software MIGRATEST Lite und für numerische Abschätzungen bei Mehrschichten eingebaut werden kann. Ein Schwerpunkt des Projektes soll die direkte experimentelle Bestimmung der Verteilungskoeffizienten sein, wobei besonders die Verteilung eines Stoffes zwischen zwei unterschiedlichen Packstoffen interessiert. Es sind wie auch im Falle der Diffusionskoeffizienten Messungen bei verschiedenen Temperaturen geplant, um die scheinbaren Aktivierungsenergien zu ermitteln, die erst eine Abschätzung bei beliebiger Temperatur ermöglichen.

Im ersten Projektjahr wurde eine Methode zur experimentellen Bestimmung von Verteilungskoeffizienten zwischen unterschiedlichen Kunststoffen entwickelt. Als Referenzmatrix dient eine Folie aus Polyethylen niederer Dichte (LDPE). Außerdem wurde ein Abschätzmodell für Verteilungskoeffizienten entwickelt, das auf Strukturinkrementen der sich zwischen zwei Medien verteilenden Substanz beruht.

Für das zweite Projektjahr ist die Anwendung und Validierung des Verfahrens mittels Vergleich von berechneten Werten mit experimentellen Bestimmungen vorgesehen.