Ein Großteil der aktuellen Diskussion konzentriert sich auf den Ersatz herkömmlicher Kunststoffe durch alternative Materialien. Zwar bieten Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen, wie faserbasierte Strukturen, beschichtete Papiersysteme, Zellulosefolien oder PLA-basierte Materialien, vielversprechende Ansätze, doch hängt ihr Erfolg davon ab, wie sie sich unter realen Bedingungen bewähren. Am ATB konzentrieren wir uns darauf, Verpackungen als funktionales System zu verstehen, in dem Materialeigenschaften, Produktverhalten und Umgebungsbedingungen miteinander interagieren. Unsere Forschung umfasst:

• experimentelle Untersuchungen unter realistischen Lagerbedingungen
• sensorbasierte Überwachung von Temperatur, Feuchte, O₂, CO₂ und Ethylen
• Modellierung von Produkt-Umwelt-Wechselwirkungen
• Entwicklung von Verpackungskonzepten auf Systemebene

Dieser Ansatz ermöglicht es uns, Verpackungslösungen zu entwerfen, die auf bestimmte Produkte und Lieferketten zugeschnitten sind, anstatt uns auf einen generischen Materialersatz zu verlassen.

In den vergangenen Jahrzehnten haben sich viele vielversprechende Verpackungskonzepte zwar im Labor bewährt, scheiterten jedoch unter realen Bedingungen in der Lieferkette. Hohe Luftfeuchtigkeit, Kondensation, Temperaturschwankungen und mechanische Beanspruchung stellen hohe Anforderungen, die oft unterschätzt werden. Unsere Arbeit schließt diese Lücke, indem wir Verpackungslösungen unter realistischen Bedingungen, einschließlich Kühl- und Transportbedingungen, validieren. So stellen wir sicher, dass Innovationen nicht nur technisch machbar, sondern in der Praxis auch robust und skalierbar sind.

Nachhaltige Verpackungen lassen sich nicht allein anhand der Materialherkunft definieren. Eine Lösung muss:

• das Produkt schützen und die Haltbarkeit gewährleisten
• unter realen Bedingungen zuverlässig funktionieren
• in bestehende Recycling- oder Entsorgungssysteme passen.

Aktuelle regulatorische Entwicklungen, wie beispielsweise die PPWR, legen großen Wert auf die Reduzierung von Verpackungsmengen und die Verbesserung der Recyclingfähigkeit. Diese Ziele sind zwar wichtig, müssen jedoch im Kontext des Gesamtsystems bewertet werden, einschließlich ihrer Auswirkungen auf den Produktschutz und auf Lebensmittelverluste. Es ist wichtig, zwischen der Herkunft des Materials und dem Verhalten am Ende der Lebensdauer zu unterscheiden: 
Ein Material kann aus nachwachsenden Rohstoffen stammen, ohne biologisch abbaubar zu sein. Biologisch abbaubare Materialien sind aber möglicherweise nicht immer mit bestehenden Abfallsystemen kompatibel. 
Ohne diese Systemperspektive können gut gemeinte Lösungen unbeabsichtigte Folgen haben, wie beispielsweise erhöhte Lebensmittelverluste oder Ineffizienzen beim Recycling.

Unsere Arbeit befasst sich mit zentralen Herausforderungen bei der Verpackung von Frischprodukten:

• Regulierung von Feuchtigkeit und Kondensation

• Controlling des Gasaustauschs und von Schutzgassystemen (O₂, CO₂, Ethylen)

• Verständnis der Wechselwirkung zwischen Verpackung und Produktphysiologie: Atmung und Transpiration

• Integration von Sensoren und Echtzeitüberwachung 

• Implementierung von Modellen und Digital-Twin-Ansätzen für Lagerung und Verpackung

Durch die Kombination experimenteller und digitaler Methoden wollen wir die Bedingungen, die die Produktqualität bestimmen, besser verstehen und kontrollieren.