TITEL-THEMA

 







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Material, Verpackung, Prozesse und Maschinen

Verpackungsbranche nachhaltiger gestalten 

Nachhaltige und gleichzeitig effiziente Verpackungsprozesse gelingen am besten, wenn die ausgewählten Materialien, die konstruierte Verpackung und der Verpackungsprozess in der Maschine aufeinander abgestimmt sind. Hierfür sorgt die Gerhard Schubert GmbH bei ihren Kunden mit selbst entwickelter Robotertechnologie und umfassenden Beratungsdienstleistungen. Besonders wichtig ist hierbei ein ganzheitlicher Blick auf die gesamte Liefer- und Produktionskette. 

Material, Verpackung, Prozess und Maschine gehören bei den nachhaltigen Verpackungslösungen von Schubert untrennbar zusammen, wie hier bei Yakult.

Nachhaltiges Handeln für Unternehmen erforderlich

Das Thema Nachhaltigkeit wird für Anbieter von Konsumprodukten immer wichtiger. Dabei fordern nicht nur die Verbraucher mehr Umweltschutz bei Herstellungsprozessen von Produkten und Verpackungen, sondern zunehmend machen auch politische Initiativen und gesetzliche Regelungen ein Handeln dringend erforderlich. So haben sich die Länder der Vereinten Nationen mit der „Agenda 2030“ zu 17 globalen Zielen für eine bessere Zukunft verpflichtet. Die „Sustainable Development Goals“ richten sich dabei ganz klar auch an unternehmerisches Engagement. Des Weiteren ist bereits seit 2017 der Nachhaltigkeitsbericht für börsennotierte Unternehmen mit mehr als 500 Mitarbeitern Pflicht. Mit der neuen „Corporate Sustainability Reporting Directive“ der EU werden jedoch ab 2024 weitaus mehr Unternehmen als bisher zur Nachhaltigkeitsberichterstattung verpflichtet. Und auch das im Januar 2023 in Kraft getretene Lieferkettengesetz regelt die unternehmerische Verantwortung, zum Beispiel in Bezug auf den Schutz der Umwelt. Dabei ist das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht – angesichts des allgegenwärtigen Klimawandels ist eher mit einer Verschärfung bestehender Regelungen und Gesetze zu rechnen.

Ein Nachhaltigkeitsbericht wird ab 2024 für viele Unternehmen Pflicht.

Die Wahl des richtigen Verpackungsmaterials

Der Druck wächst also und Unternehmen müssen und wollen sich im Bereich Nachhaltigkeit engagieren. Doch im Hinblick auf die Entscheidung, welches Verpackungsmaterial für ihre Produkte das richtige ist, stehen Hersteller vor einer Herausforderung. Denn neben den Punkten wie Verbrauchererwartungen und Umweltschutz müssen auch noch Faktoren wie Produktschutz, Maschinengängigkeit und Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden. Hinzu kommt: Scheinbar nachhaltiges Material ist nicht unbedingt auch die ökologischste Lösung. Um hier zu unterstützen, baut der Verpackungsmaschinenhersteller Schubert deshalb seit einigen Jahren eine umfassende Expertise auf, die er unter dem Namen „Packaging Perspectives“ seinen Kunden verstärkt zugutekommen lassen will.


Material und Recyclingfähigkeit

Kunststoff und Papier beziehungsweise Karton sind die am häufigsten eingesetzten Verpackungsmaterialien. Aber ist Kunststoff immer schlecht und Papier immer gut? – So simpel ist die Gleichung nicht. Das dem Endkunden einerseits verständlich zu vermitteln und ihm trotzdem in seinen Wünschen entgegenzukommen ist schwer – aber noch schwerer ist es, diesen Wandel als Hersteller wirtschaftlich zu meistern. Dabei zeigt eine im vergangenen Jahr erschienene Studie der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung GVM (Studie „Entwicklung von Konsumverhalten, Aufkommen und Materialeffizienz von Verpackungen“, GVM, Mai 2022), dass die Branche in den letzten drei Jahrzehnten bereits einen erheblichen Anteil des Materialaufkommens durch leichtere Verpackungen eingespart hat. Im Jahr 2020 waren das rund 1,6 Millionen Tonnen. Parallel dazu haben sich aber die Produktwelt und das Verbraucherverhalten so stark geändert, dass der Gesamtverbrauch an Verpackungen dennoch gestiegen ist. Mit dem Green Deal der Europäischen Union gesellt sich jetzt zum Wunsch nach weniger Verpackungen auch noch die Anforderung an die Recyclingfähigkeit, spätestens im Jahr 2035.

Für den Premiumlikörhersteller Jägermeister entwickelte Schubert anstelle der Karton-Trays mit Schrumpffolie eine rundum bedruckbare Verpackung ohne Plastik.

Trend „Karton statt Kunststoff“

Der Karton hat es in diesem Zusammenhang leicht. In Deutschland funktioniert der Recyclingkreislauf von Papier und Pappe sehr gut: Über 90 Prozent der gesammelten Abfälle werden wieder zu Papierprodukten verarbeitet. Innerhalb der EU sind es immerhin noch über 70 Prozent. Dort, wo bei Verpackungen auf Kunststoff verzichtet werden kann, wird das Material inzwischen durch Karton ersetzt. Beispiele gibt es viele: Von der Lochmaske für Joghurtbecher über Trays mit integrierten Trennstegen oder Schupprampen für Kekse bis hin zu Einsätzen für die Produktfixierung und Wrap-around-Kartons bei Getränken. Dabei ist die neue Lösung eigentlich die alte. Denn Karton, das klassische Material für Verpackungen seit vielen Jahren, ist auch eins der nachhaltigsten: Dank des nachwachsenden Rohstoffs Holz und der hohen Recyclingquote ist der Wirkungsgrad bei Karton besonders groß. Auch deshalb hat der Trend „Karton statt Kunststoff“ schon deutliche Spuren in der Produktwelt hinterlassen, beispielsweise bei Trays, Manschetten oder weiteren Sekundärverpackungen. Neuestes Ziel der umweltfreundlichen Varianten sind unter anderem Blister-Verpackungen und Schachteln, die ganz ohne Leim halten. Auch papierbasierte Lösungen, zum Beispiel als Folie, zählen dazu, denn wenn der Fremdanteil im Material nicht zu hoch ist, darf die Verpackung in der Papiertonne landen und wird in das Recycling eingespeist.

Fakt: Über 90 Prozent der Papierabfälle werden in Deutschland recycelt. 
(Quelle: Umweltbundesamt)

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Nachhaltigkeit bei Kunststoff

Bei den Kunststoffverpackungen zeichnen sich ebenfalls Markttrends in Richtung Nachhaltigkeit ab. Viele Hersteller arbeiten bei Trays, Flaschen und Folien mit dünneren Materialien, erhöhen den Recycling- oder Biomasseanteil in den Verpackungen oder versuchen, Nachfüllpackungen und Mehrwegsysteme zu etablieren. Das Problem und gleichzeitig die Ursache für das negative Image von Plastik sind allerdings die mangelhaften Wertstoffkreisläufe und die verwirrenden Kennzeichnungen, von biobasiert über bioabbaubar bis kompostierbar. Denn was auf den ersten Blick ökologisch wirkt, kann sich je nach Entsorgung und Recyclingprozess doch wieder als Müllproblem herausstellen. Selbst die gewissenhafte Mülltrennung in deutschen Haushalten garantiert also nicht, dass Kunststoffverpackungen wirklich recycelt werden – hier weist der angestrebte Kreislauf noch viele Lücken auf.

Was bedeutet biobasiert?

Biobasierte Materialien bestehen zu einem unterschiedlich großen Teil aus nachwachsenden Rohstoffen wie Bambus, Maisstärke oder Gras. Um sie für eine Verpackung nutzen zu können, müssen sie zerkleinert und mit Zusatzstoffen vermischt werden. 

   Es werden keine fossilen Rohstoffe wie Erdöl verbraucht. 

   Nicht jedes biobasierte Material ist biologisch abbaubar oder kompostierbar. Unter Umständen entsteht also eine nicht recyclingfähige Verpackung. 

Was bedeutet bioabbaubar?

Biologisch abbaubare Materialien können von Mikroorganismen über kürzere oder längere Zeit in ihre Bestandteile aufgelöst werden. Dazu gehören auch bestimmte Kunststoffe.

   Es entsteht kein Mikroplastik, falls die Materialien durch falsche Müllentsorgung in die Umwelt gelangen, da sie sich zersetzen. 

   Der Zersetzungsprozess kann sehr lange dauern, zum Teil mehrere Jahre.

Was bedeutet kompostierbar?

Kompostierbare Materialien sind biologisch abbaubare Stoffe, die innerhalb einer definierten Zeit und Temperatur in ihre Bestandteile zersetzt werden können. Es wird zwischen „industriekompostierbar“ und „gartenkompostierbar“ unterschieden. Die Industriekompostieranlagen arbeiten mit kürzeren Zeiträumen und höheren Temperaturen. 

Recycling – eine Wissenschaft für sich

Eine der Ursachen ist die Art der Verwertung: Bisher arbeiten die Entsorgungsunternehmen mit rein mechanischen Recyclingprozessen. Werden also Abfälle aus verschiedenen Kunststoffen in denselben Prozess eingespeist, entsteht häufig ein geringerwertiges Material, das sich nicht wieder zu einer ähnlichen Verpackung verarbeiten lässt. Folienverbunde lassen sich außerdem nicht recyceln – hier bleibt nur die Verbrennung. Abhilfe schaffen Verpackungslösungen aus Monomaterialien, sodass die gesamte Verpackung gezielt in einen Recyclingprozess laufen kann, dessen Ergebnis ein sortenreines Kunststoffgranulat ist. 

Selbst im Papierrecycling ist nicht alles Gold, was glänzt. Denn die neuen papierbasierten Materialien verhalten sich in den Recyclingprozessen sehr unterschiedlich. Um die für den Produktschutz notwendigen Barriere- oder Siegeleigenschaften zu generieren, wird das Papier entweder kaschiert oder beschichtet. Beim Aussieben der in Wasser gelösten Papierfasern bleibt bei kaschierten Papieren aber ein großer Teil der Fasern an der hauchdünnen Folie hängen. Das sorgt für hohe Materialverluste und drückt die Recyclingquote nach unten. Beschichtete oder wasserbeschichtete Papiere dagegen lassen sich deutlich besser vom Fremdanteil trennen.

Die komplexen Zusammenhänge zwischen den Materialeigenschaften, dem Sammeln der Abfälle und der Verwertung machen es Unternehmen schwer, eine fundierte und wirtschaftlich sinnvolle Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Verpackungsmaterial zu treffen – erst recht, da selbst in der EU bis dato große Unterschiede in der Abfallentsorgung zwischen den Ländern herrschen. Um eine gute Verpackungslösung zu finden, müssten sich die Hersteller im Grunde bei jedem einzelnen Produkt fragen, für welchen Markt es ist, wie die Verbraucher die Verpackungen entsorgen und was anschließend damit passiert. Dazu kommt die wichtige Frage, ob das angedachte Verpackungsmaterial und Verpackungsdesign auch für einen automatisierten Verpackungsprozess geeignet sind: eine herausfordernde Aufgabe für ein produzierendes Unternehmen, die aber in enger Abstimmung mit dem Packmittelproduzenten und dem Automatisierungsexperten gelöst werden kann. 

Der Verpackungsmaschinenhersteller Schubert baut deshalb seit einigen Jahren seine Expertise im Bereich Materialien konsequent aus. Laura Gascho, Kunststoffingenieurin in der Anwendungstechnik bei der Gerhard Schubert GmbH, erklärt dazu: „Wir möchten unsere Kunden bei der Materialwahl ebenso unterstützen wie bei der Konzeption einer Verpackungsmaschine.“


Packaging Perspectives – so heißen die vielfältigen Schubert-Dienstleistungen rund um nachhaltige Verpackungen.

Packaging Perspectives

Nur wenn Recyclingverpackung und Maschine optimal aufeinander abgestimmt sind, bleiben automatisierte Verpackungsprozesse effizient und wirtschaftlich. Dieses Ziel hat sich der Verpackungsmaschinenhersteller Schubert mit seinem neuen Programm „Packaging Perspectives“ gesetzt: Durch Beratung, Verpackungsentwicklung und Forschung möchte das Unternehmen seine Kunden auf dem nachhaltigen Weg in die Zukunft tatkräftig unterstützen. „Mit Packaging Perspectives wollen wir Produzenten von Nahrungsmitteln, Getränken, Kosmetika und weiteren Branchen neue Perspektiven für nachhaltigere Verpackungen ermöglichen“, erklärt Marcel Kiessling, Geschäftsführer bei Gerhard Schubert. „Als Teil unserer Nachhaltigkeitsinitiative Mission Blue bündeln wir in dem Programm all unsere Aktivitäten rund um nachhaltige Verpackungen.“ 


Material und Konstruktion der Verpackung

Die Schubert-Experten unterstützen bei der Materialwahl und der Konstruktion von Verpackungen für eine gleichermaßen maschinengängige wie umweltfreundliche Verpackungslösung. So spart beispielsweise der Einsatz von volumen- und materialoptimierten Verpackungen den Herstellern Ressourcen und Kosten, stärkt die Recyclingkreisläufe, punktet beim Endkunden am Point of Sale und stellt produzierende Unternehmen auf diese Weise zukunftssicher am Markt auf. Der Kunde entscheidet, welche Verpackungsmaterialien er für seine Produkte nutzen möchte. Denn die Maschinen von Schubert verpacken sowohl in herkömmliche als auch in vollständig recycelbare Verpackungen. Von Kartons und Schachteln über Trays bis zu Schlauchbeutelfolien und sogar Mehrwegkisten verarbeitet die roboterbasierte TLM-Technologie Standardlösungen oder ökologische Varianten bis hin zu hochempfindlichen papierbasierten Schlauchbeutelfolien ohne Qualitätskompromisse.

Für Ritter Sport entwarf Schubert gemeinsam mit dem Kunden neue Flachzuschnitte, die bis zu 30 % Lagerfläche einsparen.

Karton als Verpackungsmaterial

Hinsichtlich des Verpackungsmaterials Karton verfügt Schubert über eine große Expertise durch jahrzehntelange Erfahrung im Aufrichten, Befüllen und Verschließen von flachen Kartonzuschnitten. Mit diesem Wissen kann der Verpackungsmaschinenbauer bereits bei der Entwicklung einer Verpackung die Grundlage für eine nachhaltigere Lösung schaffen. Denn mit optimierten Zuschnitten lassen sich Effizienz und Leistung einer Maschine oft deutlich steigern, was eine Investition in die Automatisierung profitabler macht. Gerade in der Konzeptionsphase einer neuen Verpackungsmaschine ergibt sich viel Spielraum, Produktverpackungen auch in Bezug auf Nachhaltigkeit zu prüfen und mehr Karton einzusetzen. Voraussetzung dafür sind Verpackungen, die maschinengängig entwickelt werden – und das liefert Packaging Perspectives. Valentin Köhler, Verpackungsentwickler bei Schubert, erklärt: „Die einzige Notwendigkeit für die Verwendung von Kunststoff ist heute nur noch die Dichtigkeit von Verpackungen, um eine längere Produkthaltbarkeit zu gewährleisten.“ 

Die Schubert-Verpackungsentwicklung entwirft kundenindividuelle Trays, Schachteln, Wrap-arounds und weitere recycelbare Kartonverpackungen – entweder zur Verbesserung bestehender Kartonlösungen oder als Alternative zu Kunststoffverpackungen wie Trays und Schrumpffolien. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Kunde mit einer fertigen Produktverpackung, einem konkreten Entwicklungsauftrag oder einer gewissen Offenheit für Modifizierungen an bestehenden Verpackungen auf Schubert zukommt. Einzig die Verpackungen für sehr empfindliche und zerbrechliche Produkte sind manchmal schwierig mit Karton zu realisieren. Hier ist unter Umständen ein Kompromiss zwischen den Beteiligten notwendig. Doch Valentin Köhler ist überzeugt: „Es ist praktisch immer möglich, eine maschinengängige funktionale Alternative aus Karton zu entwickeln.“


Kartonverpackungen für Kunden und Maschinen

Generell wählen die Kundenberater von Schubert aus einem Pool von rund zehn Grundkonstruktionen mit bewährten Verpackungstypen und greifen auf ihre Erfahrung zurück, um eine erste Idee der Verpackung zu bekommen. Konstruiert wird dann in einem CAD-System, dessen Ergebnis als ein oder mehrere Musterbeispiele mit dem Kunden abgestimmt werden. 

Wichtig für Verpackungsmaschinen ist zum einen der Zuschnitt und zum anderen die Größe der Verpackung. Denn obwohl die meisten Schachteln quaderförmig sind, mit einem Längen-, Breiten- und Höhenmaß, können die Zuschnitte sehr unterschiedlich ausfallen. Das hat Auswirkungen auf die Funktionsweise des Kartonaufrichters in der Verpackungsmaschine, aber auch auf die Magazinplatten, aus denen der Roboter die flachliegenden Zuschnitte entnehmen soll. Denn das Magazin im Kartonaufrichter bestimmt die Leistung der gesamten Anlage. Je mehr Zuschnitte in einem Magazin nebeneinander passen, sodass der Roboter gleichzeitig darauf zugreifen kann, desto mehr Leistung lässt sich in der Anlage realisieren. Durch Re-Design bestehender Verpackungen und Nesting, also der platzsparenden Anordnung der Produkte in der Verpackung, steigt für produzierende Unternehmen außerdem die Chance, insgesamt mehr Produkte auf die Palette zu bringen und damit die Zahl der Transporte zu verringern. 

Nicht nur bei Karton, sondern auch bei Folien können Kunden auf die Expertise von Schubert vertrauen.

Technologie und Know-how für Schlauchbeutelfolien

Neben recycelbaren Schlauchbeutelfolien aus Monokunststoff oder auf Papierbasis beinhaltet Packaging Perspectives ebenfalls spezielle Kundenservices. Um jeweils die nachhaltigste Lösung für Produkte mit bestimmten Anforderungen an Barriere und Schutz zu finden, können Hersteller mit dem sogenannten Comfort Package aus einem großen Pool an marktgängigen Materialien wählen, die Schubert umfassend auf ihre Funktionalität getestet hat. Die Materialexperten kennen nicht nur die Siegelfähigkeit und Reißfestigkeit der Folien, sondern auch deren Potenziale für verschiedene Verpackungsgrößen. Kunden können ihre Wunschkombination aus Produkt und Folie im Schubert-Technikum direkt in einem Flowpacker testen. Die flexible, hochmoderne Siegeltechnologie der Schlauchbeutelmaschine ermöglicht dabei den Wechsel zwischen unterschiedlichen Folien.

Mit Packaging Perspectives möchten auch Michael Graf und Laura Gascho von Schubert ihren Kunden neue Perspektiven auf nachhaltigere Verpackungen ermöglichen.

Mit Schubert-Technologie wie hier dem Box-Motion-Verfahren können auch recycelbare Schlauchbeutelfolien verarbeitet werden.

Die richtige Siegeltechnologie für nachhaltige Materialien

Aufgrund ihrer Zusammensetzung verlangen die neuartigen Materialien wie Monofolien oder papierbasierte Folien allerdings meist eine besonders schonende Siegelung. Wer sich mit nachhaltigen Verpackungsmaterialien am Markt für die Zukunft positionieren möchte, benötigt für seine Schlauchbeutel entsprechende Siegelsysteme. Optimale Flexibilität bieten Schlauchbeutelmaschinen, die in der Lage sind, sowohl Siegelungen bei den bewährten Verbundfolien auch bei den empfindlicheren Schlauchbeutelfolien durchzuführen und zwischen beiden Siegelsystemen schnell zu wechseln. 

Im Flowpacker, der Schlauchbeutelmaschine von Schubert, ist diese Flexibilität aufgrund des variablen Siegelsystems bereits integriert. Denn sowohl beim Längssiegeln als auch beim Quersiegeln kann einfach zwischen verschiedenen Siegelverfahren hin- und hergewechselt werden. Beispielsweise zwischen Heißsiegelung und dem Ultraschallverfahren: Mit der so genannten Box-Motion-Technik hat Schubert jetzt dafür gesorgt, dass auch beim Quersiegeln zusätzlich zur Heißsiegeltechnologie mit rotierenden Siegelbacken das Ultraschallsiegeln mit fest schließenden Siegelbacken anwendbar ist. Die neue Technologie zur Quersiegelung ist so konstruiert, dass die feststehenden Siegelbacken die Folie an der Siegelnaht vollständig einklemmen und per Ultraschall siegeln, das Aggregat sich aber beim Siegelvorgang für eine konstante Siegelzeit linear entsprechend der Foliengeschwindigkeit mitbewegt. Dabei ist die Box-Motion-Einheit sehr einfach wechselbar: Das Aggregat kann mit wenigen Handgriffen entnommen und zum Beispiel mit einer rotierenden fliegenden Quersiegeleinheit zum Heißsiegeln getauscht werden.


Optimale Prozessintegration und hochflexible Siegeltechnologie zeichnen den Flowpacker als zukunftssichere Verpackungsmaschine aus.

Box-Motion-Verfahren

Mithilfe des Box-Motion-Verfahrens im Flowpacker ist es möglich, insgesamt hermetischer zu siegeln, denn die Siegelnaht hat über ihre gesamte Breite eine gleichbleibend hohe Qualität. Produkte, die unter Schutzatmosphäre verpackt werden müssen, finden mit Box-Motion also eine sichere Siegelung. Dicke Folien, die längere Siegelzeiten benötigen, lassen sich ebenfalls problemlos verarbeiten. Das im Box-Motion-Aggregat eingesetzte Ultraschallverfahren eignet sich insbesondere auch für die recycelbaren Schlauchbeutel aus Monofolien oder papierbasierten Folien.

Schubert-Consulting konzipiert ganzheitliche Lösungen für effizientes und nachhaltiges Verpacken.

Erfolgsgeheimnis Prozesse: Über Material, Verpackung und Maschine hinaus

​Die Auswahl der geeigneten Materialien, die Verpackungskonstruktion im Hinblick auf Maschinengängigkeit und Nachhaltigkeit sowie die Leistungsfähigkeit der Verpackungsmaschinen sind für Schubert entscheidend für nachhaltige und gleichzeitig wirtschaftliche Verpackungslösungen. Dennoch geht das Unternehmen noch einen Schritt weiter und bietet seinen Kunden mit Schubert-Consulting einen ganzheitlichen Beratungsansatz an, bei dem die gesamte Liefer- und Produktionskette unter die Lupe genommen wird. Eines der zentralen Ziele ist dabei, Ausschuss zu vermeiden, da Verschwendung von Ressourcen nicht nachhaltig ist. 

Der Blick der Schubert-Experten richtet sich dabei beispielsweise auch auf Vorprozesse der Verpackung wie Backöfen, in welchen das zu verpackende Produkt hergestellt wird. Außerdem legt Schubert-Consulting Wert darauf, herstellerunabhängig zu beraten. Wer die Dienstleistung in Anspruch nimmt, bekommt immer eine Wahlmöglichkeit aus mehreren verschiedenen Prozesslösungen, bei denen aber nirgendwo eine Verpackungsmaschine von Gerhard Schubert enthalten sein muss. Michael Graf, Director Consulting bei Schubert, fasst treffend zusammen: „Bei Schubert-Consulting erweitern wir also noch einmal unseren Blick und betrachten den Prozess praktisch von A bis Z – vom Rohprodukt zum Endkonsument und der Wiederverwertung. Dem zugrunde liegt der Ansatz, Prozesse so stabil zu halten, dass in der gesamten Kette keinerlei Ausschuss entsteht. Denn Nachhaltigkeit entsteht zu einem großen Teil aus Effizienz.“


Mehr Informationen zu Schubert Packaging Perspectives:

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Autor


Michael Graf, 
Director Consulting

Gerhard Schubert GmbH