Recycling versus Sicherheit - chemisch-analytische Betrachtungen - Dr. Thomas Gude
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Recycling versus Sicherheit
- chemisch-analytische Betrachtungen -
Dr. Thomas Gude
Zürich . Fribourg Tirupur Hongkong 1
Aug 2020
(Nachhaltige) Lebensmittelverpackung
• Verhindern
– Produziere keinen Abfall
• Wiederverwendung
– Mehrfachnutzung
• Recyceln
– Wiederverwerten
• Rückgewinnen
– Energierückgewinnung
• Entsorgen
– Abfall produzieren
Im Allgemeinen können Verpackungsmaterialien mechanisch recycelt, kompostiert, verbrannt oder deponiert
werden. Insgesamt werden in der EU-28 fast 66% der Verpackungsabfälle recycelt (Materialrecycling +
organisches Recycling / Kompostierung). Diese hohen Recyclingraten resultieren aus dem Recycling von
Glas und Papier.
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European Food Safety Authority (EFSA)
Die EFSA ist der Grundstein für die Risikobewertung der
Europäischen Union (EU) in Bezug auf die Lebens- und
Futtermittelsicherheit.
Rolle: Bietet wissenschaftliche Beratung und kommuniziert
über bestehende und neu auftretende Risiken im
Zusammenhang mit der Lebensmittelkette
Gegründet in: 2002
Anzahl der Mitarbeiter: 435
Ort: Parma (Italien)
Website: EFSA
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Recycling-Verordnung (EU) 282/2008
▪ EFSA bewertet nicht (außerhalb des Geltungsbereichs der Verordnung)
• Wiederverwendung von Artikeln
• Reststücke und Fabrikatins-Rework
• Chemische Prozesse
▪ EFSA bewertet
• Closed- und Controlled-Loop-Prozesse
• Mechanische Prozesse mit offenem Regelkreis
▪ EFSA guidance (EFSA AFC Panel, 2008)
• Richtlinien für die Einreichung eines Dossiers zur Sicherheitsbewertung von
einem Kunststoff-Recycling-Prozess
• Es enthält Leitlinien zum Format des Antrags, zu Verwaltungsangelegenheiten
und zu technischen Daten, die zur Bewertung wie folgt zur Verfügung gestellt
werden sollen
− z.B. Flussdiagramm, Prozessbeschreibung, Charakterisierung des Inputs,
Bestimmung der Dekontaminationseffizienz, Charakterisierung des
recycelten Kunststoffs, beabsichtigte Anwendung, Einhaltung von 10/2011,
Prozessanalyse, Q&As usw.
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«Closed and controlled loop" Prozesse
▪ Verordnung 282/2008, Art. 4: „Die Eingabe muss aus einer
Produktschleife stammen… um sicherzustellen, dass nur
Materialien und Artikel verwendet werden, die für den
Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, und dass jegliche
Kontamination ausgeschlossen werden kann.“
▪ Ca. 10 Prozesse bewertet (auf Polyolefin-Basis)
▪ Bewertung von „Closure and Control“ anhand der
Beschreibung
▪ Bewertung der Auswirkungen des wiederholten Recyclings
auf die Bildung von Abbauprodukten
▪ Es geht hauptsächlich um GMP und nicht um die
Bewertung des chemischen Risikos
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«Open loop mechanical" Prozesse
▪ Der Input stammt aus Post-Consumer-
Abfällen, daher gibt es keine Kontrolle
darüber, was nach dem primären Gebrauch
passiert, und es kann kontaminiert werden
▪ Mögliche / zufällige chemische Kontamination
▪ Missbrauch durch Verbraucher: z.B.
Farbentferner, Reinigungsmittel, Shampoo,
Pestizide, Lösungsmittel, Kraftstoff
▪ Anwendungen ohne Lebensmittelkontakt:
Nicht zugelassene Substanzen und
Inhalte (z. B. Kosmetika,
Körperpflegeprodukte, Haushaltsreiniger)
▪ Nicht-PET, Chemikalien aus Recycling,
Abbau, Lebensmittelkomponenten
▪ Risiko = Migration von Verunreinigungen
aus recyceltem Kunststoff in Lebensmittel
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Risiko-Beurteilung für «open loop
mechanical" Prozesse
Verordnung (EU) 282/2008, Art. 4:
▪ recycelter Kunststoff muss lebensmittelecht / konform mit (EU) 10/2011 sein
▪ Die Qualität des Kunststoffeinsatzes muss charakterisiert und kontrolliert
werden
▪ Für alle Schritte vom Eingang zum Ausgang sollten nachgewiesen werden,
dass der Recyclingprozess in der Lage ist, jegliche Kontamination des
Kunststoffeintrags auf eine Konzentration zu reduzieren, die kein Risiko für
die menschliche Gesundheit darstellt
EFSA CEF Panel „PET-Kriterien“ (2011)
▪ Kriterien für die Sicherheitsbewertung eines mechanischen Prozesses zur
Herstellung von recyceltem PET (EFSA CEF Panel, 2011)
= Einstellung des „Kontaminationsniveaus“, Bewertung der
Dekontaminationseffizienz und Einstellung des Kontaminationsniveaus in
gereinigtem recyceltem PET, die zu einer Migration unterhalb eines
vernachlässigbaren Gesundheitsniveaus führen
▪ Ca. 130 Prozesse bewertet
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Recycling Prozess -1
Kunststoff-Abfall Food-uses PET
Manuelles und waste
automatisiertes
Sortieren
Zerschreddern
Polyethylene terephthalate
(PET)
Automatisiertes
Sortieren und
Gewaschene & getrocknete Waschen
Kunststoff-Flakes
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Recycling Prozess - Dekontamination
Pellet
s Bottle
Gewaschene s
& getrocknete
Kunststoff-
Flakes
Flake
s
Recycling-Prozess
Dekontamination
Trays
Films
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Kriterien für die Beurteilung
KUNSTSTOFFEINGANG: Durchschnittliche Default Belastung, bei der das Risiko für die
Referenzkontamination von gewaschenen menschliche Gesundheit vertretbar wäre und
und getrockneten Flocken welche nicht überschritten werden sollte =
3 mg/kg PET 0.0025 µg/kg bw/day (Kroes, 2004)
RECYCLING-PROZESS MIT MIGRATION IN LEBENSMITTELN (Standard
DEKONTAMINATIONSTECHNOLOGIE Kleinkind Scenario)
Dekontaminationseffizienz gemessen mit 0,1 µg / kg Lebensmittel = höchste Konzentration
eines Schadstoffs (in Wasser)
einem Challenge-Test Eff (%)
KUNSTSTOFFAUSGANG Kunststoff in Kontakt
Restkontamination im recycelten PET Cmod = modellierte Restkontamination im
Cres = 3 (mg/kg PET) *(1-Eff %) recycelten PET
Ja Nein
Cres < Cmod
Keine Sicherheits- Weitere, vertiefte
bedenken Betrachtungen
Zürich . Fribourg Tirupur Hongkong 10Von sicherer Exposition zu sicherer
Konzentration in Lebensmitteln
▪ Expositionsniveau, das kein Risiko für den Menschen darstellt (keine
Genotixizität) = 0,0025 µg / kg Körpergewicht / Tag
▪ Standardverbrauch (höchster Verbrauch) für Wasserflaschen
▪ Säuglinge verbrauchen 150 g Wasser / kg Körpergewicht / Tag (5 kg
Körpergewicht / 0,75 l). Für andere Zwecke als Wasserflaschen (Trays):
Szenario für Kleinkinder
▪ Schadstoffkonzentration in Lebensmitteln, die kein Risiko für den Menschen
darstellt = 0,017 µg / kg Lebensmittel (Überschätzung x 5-100)
▪ Modellierte Konzentration in PET (Cmod)
▪ diese Überschätzung von 5 ist in die sichere Konzentration in Lebensmitteln
(0,017 µg / kg Lebensmittel * 5) integriert
▪ Dieser Wert von 0,1 µg / kg Lebensmittel wird dann zum Einstellen des
sicheren Konzentration in PET (Cmod) verwendet, die nicht überschritten
werden sollte
Zürich . Fribourg Tirupur Hongkong 11Non-Food Anteil
▪ Non-Food-Anwendungen sind "Do it yourself", Reinigungsmittel, Kosmetik,
Körperpflege, Farbentferner usw. 1/3
▪ PET-Anwendungen ohne Verwendung in Lebensmitteln aber von
Lebensmittelqualität = hergestellt gem. zu Reg EU 10/2011
▪ Kontaminations-Besonderheiten
• Missbrauch (möglicherweise höhere Häufigkeit und / oder höherer
Verschmutzungsgrad)
• PLUS Non-Food-Gehalt der Behälter
▪ 2 Informationsebenen: aus Antragsteller-Dossiers)
• Anteil ≤ 5% (basierend auf Marktdaten)
• AnteilChallenge Test
Surrogate Kontaminanten:
Toluol, Methylsalicylat,
Chlorbenzol,
Benzophenon, … Dekontaminations-
Schritte des Prozesses
Konzentration Cf
Waschen und Trocknen, Die Effizienz für jedes
um oberflächliche Surrogat wird anhand
Verunreinigungen zu der vor und nach den
entfernen Challenge test im reduzierten
oder vollen Maßstab und unter getesteten
Bedingungen, die nicht strenger Verfahrensschritten
sind als die des industriellen gemessenen
Prozesses Restkonzentration
berechnet
Konzentration Ci
Zürich . Fribourg Tirupur Hongkong 13Ein Beispiel
Zürich . Fribourg Tirupur Hongkong 14…kann zu folgenden Ergebnissen führen
Zürich . Fribourg Tirupur Hongkong 15Sicherheit von Rezyklaten
B. Geueke et al. / Journal of Cleaner Production 193 (2018) 491e505
PET
HDPE
Dr. Frank Welle Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung 10. IK Lebensmittelverpackungstagung 14. April 2016, Bad Homburg
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 16Sicherheit: Das Vorsorgeprinzip
• Das Vorsorgeprinzip findet man an einigen
Stellen des amerikanischen Gesetzes
(allerdings nicht explizit für Lebensmittel erwähnt)
genauso wie im EU-Vertrag von Maastricht und in
der Schweizer Bundesverfassung.
• Es besagt, dass neue, möglicherweise schädliche Stoffe
verboten werden müssen, selbst wenn die Gefahr
wissenschaftlich nicht belegt ist. Voraussetzung für die
Zulassung ist im Gegenteil der Beweis der Unbedenklichkeit.
• Diese Regel halten vermutlich 99 Prozent der Bevölkerung für
selbstverständlich, weswegen auch Politiker sie lieben.
• Sie klingt nach gesundem Menschenverstand, und Vorsicht ist
bekanntlich die Mutter der Porzellankiste
(better safe than sorry).
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 17Food Contact Materials- im Allgemeinen
A Risk for the CONSUMER?
?
A Risk for the PRODUCER?
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 18Das Problem der Migration
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 19Sicherheit: aktuelle Themen
Hazards:
• Toxicological properties
• NOAEL (no observable
adverse effect level
• TDI (tolerable daily
intake)
• ADI (acceptable daily
intake)
• …
• Computer models
Exposure
• Contaminants in food
• National consumption
studies
• Migration testing
• Matrix model
• FACET
• Food consumption
habits
• Body weight
• …
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 20Ist das möglich?
• Die Gesetzgebung ist nicht klar
– Keine abschließenden Positivlisten bzw. konzentriert
sich nur auf Substanzen, nicht auf Produkte
– Viele Materialien unterliegen nicht der EU-Gesetzgebung
– Keine weltweite Harmonisierung, obwohl Produkte / Materialien /
Substanzen weltweit gehandelt werden
• Analytische Tests sind nicht klar
– Mehrere Methoden: Target-Methoden versus Non-Target-Methoden
– Simulation von FCM im Vergleich zu realen Tests in Lebensmitteln
• Bewertungen sind nicht klar
– Besonders für unbekannte, aber auch für bekannte Substanzen
– Expositionsabschätzungen, insbesondere von Einzelhändlern und/oder
Nichtregierungsorganisationen, meistens sogar nicht von lokalen
Behörden, werden nicht wirklich anerkannt
– Toxikologische Hilfsmittel sind für komplexe Gemische nicht anerkannt
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 21Sicherheit von Rezyklaten – Beispiel Papier
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 22Neuere Erkenntnisse (?)
Beispiel: Bisphenol A
• Zusammensetzung:
– PET-Flasche – geprüft
– Etikett – Thermotransferpapier – BPA
enthaltend
• Versuch – rezyklierte PET-Flakes
– Standard Test: 24h bei Raumtemperatur
– Extrem-Tests: 8 h unter Rückfluss mit
Dichlormethan
• Ergebnis
– Standard Test: kein Bisphenol A
– Extrem-Tests: bis zu 500 µg/kg Flake
(Limit in F: 100 µg/kg)
• Bewertung
– Quellen
– Gehalt versus Migration https://www.bundestag.de/resource/blob/689040/0f9fb207c4f2875
– ???? 20ab4076d1016eb20/WD-8-128-19-pdf-data.pdf
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 23Wichtig festzuhalten
• Die Belastung der Ökosysteme macht ein
Umdenken erforderlich
• Das hat auch einen Einfluss auf das
Konsumverhalten
• Verbraucher setzen nachhaltige Verpackungen
häufig gleich mit alternativen Materialien,
Rezyklaten etc.
• Für Hersteller und Marken ergeben sich Chancen
• Für Hersteller und Marken ergeben sich auch
Risiken
• Bei «ganzheitlicher» Betrachtung zeigt sich aber
auch häufig, dass ein Ersetzen, wie auch immer,
nicht immer realistisch ist
• Denn das führt häufig zu Aktionismus zu Lasten der
Sicherheit
• Wichtige Punkte sind daher mehr Wissen,
Aufklärung und transparente Kommunikation
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 24Zusammenfassung
• “Nachhaltige” Materialien
müssen genau so sicher sein,
wie bestehende Materialien
• Steigende Sicherheits-
anforderungen gelten für alle
Materialien
• Rezyklierbarkeit kann Sicherheits-
fragen aufwerfen
• Einfache Materialien – zwar gut rezyklierbar (z.B.
Monofolien) bieten aber keine ausreichende Sicherheit
• Es muss gut überlegt sein, in welche Materialien man
investiert
• Es bleibt (chemisch-analytisch) komplex
Zürich . Hongkong Tirupur Fribourg 25Sie können auch lesen
