Was sind intelligente Verpackungen?
Intelligente Verpackungen überwachen den Zustand von verpackten Lebensmitteln und liefern zum Beispiel Informationen darüber, wie frisch die Ware ist. Auf diese Weise können die Verpackungen dazu beitragen, dass weniger Lebensmittel im Abfall landen. Dabei können für intelligente Verpackungen verschiedene Technologien zum Einsatz kommen. Allerdings sind die Verfahren meist mit recht hohen Kosten verbunden.
Doch was genau macht intelligente Verpackungen aus? Wie funktionieren sie? Und wie verbreitet sind sie? Wir geben Antworten!:
Was sind intelligente Verpackungen?
Intelligente Verpackungen verfügen über Diagnose- und Indikator-Funktionen. Dadurch sind sie in der Lage, die Qualitätsmerkmale und die Umgebungsbedingungen von Lebensmitteln zu überwachen.
Eine andere Möglichkeit ist, dass es die Verpackungen einfacher machen, den Weg der Lebensmittel zurückzuverfolgen.
Um diese Funktionen zu erfüllen, werden unterschiedliche Technologien eingesetzt. Dazu zählen unter anderem Datenträger, Indikatoren und Sensoren. Datenträger können Informationen speichern und übertragen, die der Rückverfolgbarkeit oder dem Diebstahlschutz dienen.
Indikatoren und Sensoren hingegen können aktiv die Bedingungen in der Umgebung anzeigen oder signalisieren, wenn sich die qualitativen Eigenschaften des Lebensmittels verändern.
Mithilfe der Indikatoren und Sensoren können Händler und Kunden dann zum Beispiel erkennen, ob das Lebensmittel richtig gelagert wurde und ob es noch genießbar ist, obwohl das Mindesthaltbarkeitsdatum bereits überschritten ist.
Die rechtlichen Vorgaben für intelligente Materialien ergeben sich zum einen aus der Rahmenverordnung (EG) Nr. 1935/2004 und zum anderen aus der Verordnung (EG) Nr. 450/2009.
Letztere legt die spezifischen Anforderungen für die Zulassung und Verwendung von intelligenten Materialien fest, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen.
Inhalt
Welche Technologien werden bei intelligenten Verpackungen eingesetzt?
Intelligente Verpackungen können unterschiedlich konzipiert sein. Zu den gängigsten Verfahren zählen Frische-Indikatoren, Zeit-Temperatur-Indikatoren sowie RFID-Datenträger und Barcodesysteme.
Frische-Indikatoren
Überschrittenes Mindesthaltbarkeitsdatum, leichte Verfärbungen oder eine veränderte Konsistenz: Aus Angst, dass ein Lebensmittel verdorben sein könnte, werden viele Produkte weggeschmissen, die eigentlich noch bedenkenlos verzehrt werden könnten.
Ein Frische-Indikator an einer intelligenten Verpackung könnte an dieser Stelle weiterhelfen. Er wird an der Innenseite der Verpackung angebracht und reagiert auf chemische Verbindungen, die entstehen, wenn das Lebensmittel verdirbt.
Bei diesen Stoffwechselprodukten kann es sich zum Beispiel um Kohlenstoffdioxid, flüchtige Stickstoffverbindungen, Alkohol, Glucose, biogene Amine oder organische Säuren handeln.
Liegen die Stoffwechselprodukte in einer bestimmten Menge vor, ändert der Indikator seine Farbe und zeigt auf diese Weise den Verderb an.
Bei Fleisch, Fisch oder fermentierten Lebensmitteln kann ein Aufkleber auf der Verpackungsinnenseite durch die Farbe also signalisieren, ob das Lebensmittel noch genießbar ist oder ob nicht. Ein Farbwechsel weist auf eine Verbreitung von Bakterien oder einen veränderten pH-Wert hin.
Andere Verfahren messen Bestandteile von Fruchtaromen. Dadurch informieren sie über den Reifegrad von Obst.
Vor allem bei exotischen Früchten, bei denen sich oft schwer einschätzen lässt, wie reif diese sind, kann das hilfreich und praktisch sein.
Zeit-Temperatur-Indikatoren
Ein Zeit-Temperatur-Indikator, kurz TTI für Time Temerature Indicator, soll den Lebensweg eines Produkts nachverfolgen und damit seine Umgebungsbedingungen über die gesamte Lebensmittelkette hinweg aufzeichnen.
Dazu misst ein TTI über den Zeitverlauf, welchen Temperaturen das Lebensmittel ausgesetzt war. Diese Information spielt bei der Vermehrung von Keimen und Bakterien eine wichtige Rolle.
Vor allem bei tiefgefrorenen Produkten und empfindlichen Lebensmitteln kann ein Zeit-Temperatur-Indikator Auskunft darüber geben, ob die Kühlkette stets eingehalten wurde.
Ein Zeit-Temperatur-Indikator nutzt verschiedene Methoden, um zu erfassen, ob sich ein Lebensmittel chemisch, elektrochemisch, enzymatisch, mechanisch oder mikrobiologisch verändert hat.
Bedenkliche Veränderungen werden wie beim Frische-Indikator durch einen Farbwechsel angezeigt. Dabei ist möglich, Zeit-Temperatur-Indikatoren mit RFIDs oder Barcodesystemen zu kombinieren.
RFID-Datenträger und Barcodesysteme
Radio-Frequenz-Identifikations-Datenträger, kurz RFID, enthalten viele wichtige Informationen, die es unter anderem leichter machen, ein Produkt zurückzuverfolgen.
Mit einem entsprechenden Lesegerät wird es durch solche Etiketten und Datenträger zum Beispiel möglich, den Preis, den Zeitpunkt der Anlieferung, das Gewicht oder das Mindesthaltbarkeitsdatum abzurufen.
Daneben werden RFID-Datenträger zum Schutz vor Produktpiraterie und Diebstahl eingesetzt.
In Zukunft könnten smarte Kassen den Preis eines Einkaufs allein dadurch ermitteln, dass Produkte mit einer RFID-Verpackung in den Einkaufswagen gelegt wurden. Allerdings können die Datenträger nicht nur Produktinformationen bereitstellen, sondern auch Daten über unsere Gewohnheiten und Vorlieben beim Einkauf erfassen. Deshalb stellt sich die Frage nach dem Datenschutz.
Barcodes und QR-Codes sind kostengünstig und einfach anzuwenden. Deshalb sind sie weit verbreitet. Werden sie zu Marktforschungszwecken eingesetzt, können Hersteller nachvollziehen, wann und wo der Code ausgelesen wurde.
Im Unterschied zu RFID-Etiketten ist für QR-Codes kein spezielles Lesegerät notwendig. Stattdessen können sie auch mit dem Smartphone ausgelesen werden und uns Kunden nützliche Zusatzinformationen bereitstellen.
So können wir zum Beispiel erfahren, woher ein tierisches Lebensmittel stammt, unter welchen Bedingungen ein Lebensmittel produziert wurde oder welche Inhaltsstoffe ein Produkt enthält und welche Nährwerte es hat.
Wie verbreitet sind intelligente Verpackungen?
Barcodes und QR-Codes sind an vielen Stellen zu finden. Insgesamt sind intelligente Verpackungen aber bisher kaum im Einsatz. Das liegt in erster Linie daran, dass die Kosten pro Verpackungseinheit sehr hoch sind.
Hinzu kommt, dass noch nicht abschließend geklärt werden konnte, ob und wie intelligente Verpackungen recycelbar sind.
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