Věrohodnější posouzení migrace skrz papírové materiály
Jedním z cílů Zelené dohody pro Evropu je zvýšit podíl recyklovatelných a kompostovatelných obalů z obnovitelných surovin, zde se uplatní papír a lepenka. Nicméně pro použití na potravinářské obaly musejí splňovat stále přísnější legislativní požadavky na vyhodnocení možného průchodu látek do potravin. Konvenční metody (např. aplikace horké či studené vody a extrakce rozpouštědlem) vedou k přecenění skutečné úrovně migrace a výsledkem je nespravedlivé rozhodnutí, že obal neodpovídá předpisům. Používané kapalné simulanty často interagují s papírem a analyty, které by během skutečného použití do papíru vůbec nemigrovaly nebo jenom minimálně, se mohou při této zkušební metodě uvolnit z matrice. Simulant E pro suché potraviny, tj. modifikovaný polyfenylenoxid (MPPO), může také způsobit nadhodnocení skutečné migrace. Provádění skladovacích zkoušek a následné analýzy jsou jak časově náročné, tak nákladné. Výsledky nejsou přenosné na jiné potraviny a zkoušky nelze provádět se všemi látkami, nejsou tudíž vhodnou alternativou. Zdá se, že stále neexistuje spolehlivé kvantitativní posouzení dominantních přenosových procesů v papíru, které by pomohlo definovat realističtější testovací scénáře nebo předpovídat migraci pomocí matematických modelů bez rizika nadhodnocení výsledků.
Projekt MigPAP (IGF 22760 N), který realizuje Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik IVV und Verpackung, má zmapovat migraci organických látek do a z papírových obalů realističtějším způsobem, a to jak pro účely experimentálního testování, tak predikce založené na modelech. Odhady založené na matematických modelech zde představují použitelnou alternativu, kterou by bylo možné použít samostatně anebo jako doplněk ke konvenčním migračním a extrakčním zkouškám. Modely budou zvažovat bariérové vrstvy a vliv plniv. Vedle toho projekt poskytne plánovací nástroje (jako třeba virtuální prototypování prostřednictvím simulací) pro vyvíjení nového složení papíru a konstrukcí obalů se zamýšlenými bariérovými vlastnostmi.
Ústav experimentálně prozkoumá přenos materiálů nejprve pomocí migračních a permeačních testů za použití dobře definovaných vzorků papíru. Na tomto základě budou výzkumníci odhadovat difuzní a distribuční koeficienty látek ve vztahu k různým faktorům (např. vlhkosti) a ke generování kinetických dat pro popis procesu použijí simulace založené na modelech. Pak na základě výsledků experimentů a modelovacích metod (vč. porovnání s potravinami) formulují návrhy, jak učinit experimenty realističtější. Navíc ve spolupráci s partnerskou Technickou univerzitou Mnichov vzniknou komplexní, ale realistické 3D simulace přenosu materiálů skrz papírové konstrukce pro pochopení ovlivňujících faktorů a budou zjednodušeny na úroveň 1D modelu pro testování shody. Zde se použije migrační software, který se už osvědčil v plastikářském sektoru. Relevantní působící parametry budou převedeny do vzorce k odhadu efektivních koeficientů difuze. Modely se ověří proti experimentálním migračním zkouškám za použití vzorků skutečných obalů od partnerů z oboru. Po ověření se výsledky přenesou do snadno použitelných nástrojů pro průmyslové a zkušební laboratoře a shrnou do uživatelsky vstřícné prováděcí dokumentace.
Cílem ústavu je poskytnout společnostem modely, které jim pomohou snížit náklady na služby, suroviny a personál při výzkumu a vývoji papírových obalů a urychlit rozhodovací procesy, stejně jako přinést ekologické výhody, zvýšené marže a lepší konkurenceschopnost.
