Metall als Verpackung in der Lebensmittelindustrie

Vor einigen Jahren feierte die Konservendose aus Weißblech ihren 200. Geburtstag. Seitdem hat sich dieses Metall als Verpackung für Lebensmittel immer wieder glänzend behauptet. Auch das Verpackungsmaterial Aluminium bewahrt seit langem zuverlässig das Aroma und die Qualität von Nahrungsgütern. Wodurch zeichnet sich Metall gegenüber anderen Verpackungen aus? Wie entsteht eine Metallverpackung? Hier finden Sie die Antworten.

Wodurch verderben Lebensmittel?

Da Lebensmittel hauptsächlich Bestandteile von Pflanzen und Tieren sind, unterliegen sie den natürlichen Kreisläufen von Werden und Zerfall. Sollen die Nahrungsgüter möglichst lange vor dem Vergehen geschützt werden, muss man sie mit Hilfe einer Verpackung von den Umgebungseinflüssen abschirmen. Das sind vor allem:

• Mikroorganismen
• Insekten
• Nahrungskonkurrenten
• Feuchtigkeit
• Sauerstoff
• Licht

Mikroorganismen sind allgegenwärtig. Sie machen sich durch Gärung, Fäulnis und Schimmelbildung bemerkbar. Will man ihnen das Handwerk legen, muss man ihnen das Wasser entziehen oder sie vollständig abtöten. Letzteres gelingt durch Erhitzen auf Temperaturen von über 100 °C (Sterilisieren, Pasteurisieren) mitsamt der Verpackung. Insekten und andere Nahrungskonkurrenten sind mit Werkzeugen ausgerüstet, denen einfaches Verpackungsmaterial unterlegen ist. Einmal angelockt, durchbohren zum Beispiel Körnermotten Papier, Pappe und Kunststoff. Danach machen sie es sich inmitten von Nüssen, Mandeln oder Müsli gemütlich. Die richtigen Verpackungsmittel können ihrem Treiben Einhalt gebieten.

Feuchtigkeit, Sauerstoff und andere Gase sind in der Lage, viele Werkstoffe langsam zu durchdringen. Die Stoffe reagieren chemisch mit den Bestandteilen der verpackten Lebensmittel. Lichteinwirkung führt bei vielen Nahrungsgütern ebenfalls zu chemischen Veränderungen. Dadurch verlieren diese nach und nach an Geschmack und Qualität. Vom Verpackungsmaterial hängt ab, wie weit sich diese Einflüsse ausschalten lassen.

Was soll eine Verpackung für Lebensmittel langfristig leisten?

Lebensmittel, die lange haltbar sind, können unter widrigen Umständen für Notsituationen gelagert und ohne Kühlung verlustfrei an entfernte Orte transportiert werden. Dafür werden Verpackungen benötigt, die folgende Eigenschaften aufweisen:

• mechanische Stabilität
• undurchlässig für Gase, Feuchtigkeit und Licht
• hitzebeständig (zum Sterilisieren oder Pasteurisieren)
• ungiftig
• chemisch beständig
• leicht zu bearbeiten
• preisgünstig

Diese Anforderungen erfüllen Verpackungsmittel aus Metall, die durch Verfahren Oberflächentechnik vor dem Angriff durch den Inhalt und durch äußere Einwirkungen geschützt sind. Als metallisches Verpackungsmaterial für Lebensmittel haben sich Weißblech und Aluminium durchgesetzt.

Wo wird Metall für die Verpackung verwendet?

Weißblech findet man hauptsächlich in Form von Konservendosen und Verschlüssen für Gläser und Flaschen. Aus Aluminium bestehen vor allem Getränkedosen, Tuben, Folienschalen (Assietten) und Behältnisse für Snacks, Süßwaren und Gebäck. Dünne Aluminiumfolien und Verbundmaterialien, die Sperrschichten aus Aluminium enthalten, sind ebenfalls weit verbreitet (Silberpapier, Tetrapack, Folienbeutel).

Wie wird eine Metallverpackung hergestellt?

Metallbearbeitung von Weißblech

Weißblech ist ein dünnes Stahlblech mit einer Beschichtung aus Zinn. Grundlage ist kaltgewalztes Blech, das durch eine Wärmebehandlung die erforderliche Verformbarkeit erhält. Anschließend erfolgt das Nachwalzen auf eine Dicke von 0,2 bis 0,5 mm. Umformschmierstoffe sorgen für den reibungslosen Ablauf dieses Prozesses.

Um das Metall als Verpackung für Lebensmittel nutzen zu können, muss es verzinnt werden.

Vor dem Verzinnen erfolgt die gründliche Reinigung der Oberflächen. Die Zinnschicht wird in der Regel galvanisch erzeugt. Unter Einwirkung von elektrischem Strom lagern sich Zinnatome auf dem Blech ab. Die Schichtdicke beträgt dabei oft nur 0,2 µm. Das reicht aus, um das Blech mit einem Korrosionsschutz zu versehen.

Um die Lebensmittel vor dem Kontakt mit der Zinnschicht zu schützen, kommen weitere Verfahren der Oberflächentechnik zum Einsatz, wie beispielsweise eine Lackierung oder die Beschichtung mit Kunststoff. Aus dem Blech werden die Teile der Konservendose ausgestanzt. Das sind der runde Boden, der runde Deckel und die das rechteckige Blech für den Mantel, das zu einem Zylinder, der Zarge, gebogen und an der Nahtstelle zusammengeschweißt wird. Große Konservendosen erhalten zur Verbesserung der Stabilität meist Sicken. Das sind umlaufende ringförmige Vertiefungen. Die Verbindung von Zarge und Boden erfolgt durch Bördeln. Dabei wird überstehendes Blech beider Teile zusammengedrückt und umgebogen. Nach dem Befüllen wird der Deckel angebördelt. Durch das Erhitzen der verschossenen Dose erhält der Inhalt seine Haltbarkeit.

Tiefziehen von Aluminium

Dosen aus Aluminium entstehen durch das Tiefziehen von Ronden. Ähnlich werden auch Zylinder hergestellt, die für die Weiterverarbeitung zu Tuben vorgesehen sind. Beim Tiefziehen drückt ein Stempel, unterstützt durch lebensmittelverträgliche Umformschmierstoffe, das Verpackungsmaterial in eine zylindrische Matrize. dadurch wird es gezwungen, in den Spalt zwischen Matrize und Stempel zu fließen. Das Verfahren wird auch als Rückwärtsfließpressen bezeichnet. Daran schließt sich die gründliche Reinigung der Oberflächen an. Der Verschluss von Aluminiumdosen erfolgt nach dem Befüllen durch das Anbördeln eines Deckels. Tuben erhalten mit Profilwalzen das Gewinde für den Schraubverschluss.

Nach dem Befüllen wird der untere Teil zusammengedrückt und eingerollt. Die Oberflächentechnik sorgt durch das Eloxieren des Aluminiums dafür, dass sich das Metall als Verpackungsmaterial eignet. Dabei wird durch elektrischen Strom eine chemisch stabile Oxidschicht auf der Oberfläche erzeugt. Außerdem kann ein zusätzlicher Schutzfilm aus Lack oder Kunststoff die Beeinträchtigung empfindlicher Lebensmittel durch Reaktionen mit dem Verpackungsmaterial verhindern.

Aluminiumfolien für Verpackungen

Aluminium lässt sich in biegsame Folien walzen. Je nach erreichter Dicke wird dieses Metall als Verpackung für unterschiedliche Zwecke genutzt. Sehr dünne Folien schmiegen sich an feste Lebensmittel an und schützen sie vor Umwelteinflüssen. Bekannt ist das glitzernde, oft bunt bedruckte Silberpapier vor allem als Schutz von Schokolade. Auch Butter wird auf diese Art verpackt. Dickere Aluminiumfolien lassen sich leicht in die Form von Assietten bringen. Verschlossen werden diese Folienschalen durch Deckel, die aus dem gleichen Metall bestehen und am Rand angebördelt werden.

Recycling von Metallverpackungen

Neben der Schutzwirkung für die Lebensmittel ist vorteilhaft, dass sich das Metall der Verpackung sehr gut recyceln lässt. Weißblech kann man mit einem Elektromagneten leicht aus einem Abfallhaufen herausziehen. Die Pfandpflicht für Getränkedosen aus Aluminium und die Mülltrennung sorgen dafür, dass auch dieses Metall in den Wirtschaftskreislauf zurückkehrt. Die Erzeugung der Metalle aus Erzen ist sehr energieaufwändig und oft mit Umweltbelastungen verbunden. Während der Verfahren liegen die Metalle zeitweise in flüssiger Form vor. Zu diesen Schmelzen lassen sich die Altmetalle hinzufügen. Weißblech und Aluminium können so beliebig oft wiederverwendet werden.