L\u2019incisione laser su frutta, verdura e altri prodotti alimentari freschi \u00e8 un processo innovativo che sta sostituendo i metodi tradizionalmente usati per contrassegnare i prodotti alimentari. Un laser CO2 riesce non solo a incidere codici alfanumerici e codici a barre, ma pu\u00f2 rappresentare grafiche di qualsiasi tipo.<\/p>\n
Questa versatilit\u00e0 gli permette di sostituire egregiamente metodi come la marcatura a caldo, la stampa a getto d\u2019inchiostro e l\u2019applicazione di etichette adesive. I vantaggi in termini di velocit\u00e0 e risparmio di risorse che si ottengono sono notevoli. Per questa ragione l\u2019interesse e la sperimentazione della marcatura laser diretta dei cibi \u00e8 sempre pi\u00f9 attuale.<\/p>\n
In questo articolo presentiamo una panoramica generale dell\u2019etichettatura laser dei cibi<\/em>. Ne mostreremo i principali campi di applicazione, i vantaggi che riesce a portare alla filiera produttiva e all\u2019ambiente, il funzionamento del processo, le tecnologie utilizzate e i principali campi di applicazione.<\/p>\n <\/a>Etichettatura laser dei cibi: i campi di applicazione<\/p>\n I prodotti alimentari fanno un largo utilizzo di codici, etichette e contrassegni di vario tipo. Le ragioni sono molte: tutelare la sicurezza dei consumatori, tracciare i prodotti lungo i vari passaggi della filiera, combattere la contraffazione dei prodotti. Le informazioni riportate sui prodotti possono essere le pi\u00f9 disparate e includono:<\/p>\n Tutte queste informazioni sono riportate sui prodotti attraverso vari metodi:<\/p>\n L\u2019utilizzo del laser nell\u2019industria alimentare<\/em> non \u00e8 nuovo. La tecnologia produttiva ha da tempo scoperto le potenzialit\u00e0 di questo strumento. Il suo utilizzo per\u00f2 riguardava il controllo dei processi (ad esempio lettura di codici a barre), la bio-stimolazione dei prodotti freschi o ancora la disinfezione dei prodotti attraverso l\u2019utilizzo di laser con una lunghezza d\u2019onda nell\u2019ultravioletto.<\/p>\n Oggi invece si stanno sperimentando nuovi metodi per eseguire l\u2019etichettatura attraverso marcatura laser degli alimenti<\/em>. Metodi che sono conosciuti da diversi anni. I primi brevetti risalgono alla fine degli anni Novanta. Il processo per\u00f2 non ha avuto una larga diffusione. L\u2019alto costo delle attrezzature laser e la mancanza di conoscenze specifiche sul processo faceva ancora preferire l\u2019utilizzo di metodi tradizionali, comunque abbastanza veloci ed economici rispetto al laser.<\/p>\n Negli ultimi anni l\u2019interesse nei confronti di questa lavorazione \u00e8 invece aumentata fino a uscire dall\u2019ambito degli specialisti. Recentemente \u00e8 uscita la notizia che alcune aziende leader nel settore dei prodotti freschi hanno deciso di adottare l\u2019etichettatura laser diretta dei prodotti<\/a>. In effetti fattori come la riduzione dei costi della tecnologia laser l\u2019aumento della richiesta di prodotti naturali e organici, la necessit\u00e0 di ottimizzare le risorse aziendali e la necessit\u00e0 di ridurre l\u2019impronta ecologica<\/strong> della produzione hanno avuto il loro peso nel favorire l\u2019abbandono dei metodi tradizionali di etichettatura.<\/p>\n Che il processo porti dei vantaggi lo dimostra anche il fatto che le istituzioni europee abbiano dedicato delle risorse a questa tecnologia. Un progetto europeo 2010 nell\u2019ambito dell\u2019innovazione ecologica ha sperimentato la possibilit\u00e0 di sostituire le etichette adesive dei prodotti freschi con l\u2019incisione al laser direttamente sulla buccia dei prodotti<\/a>.<\/p>\n Gli ambiti di applicazione di questa tecnica hanno riguardato soprattutto la possibilit\u00e0 di etichettare la frutta e la verdura<\/strong> ma non sono l\u2019unico ambito di applicazione. Anche i formaggi stagionati possono essere efficacemente marcati con il laser<\/a>. In un recente articolo abbiamo parlato del sistema che abbiamo realizzato per marcare al laser le forme di formaggio stagionato con i contrassegni tipici.<\/p>\n Un altro tipo di applicazione, di cui abbiamo parlato su questo blog \u00e8 l\u2019impressione al laser di codici sui gusci delle uova. Spesso sui gusci delle uova devono essere impresse sui gusci informazioni come codici per la tracciabilit\u00e0, data di scadenza e data di deposizione. Queste informazioni servono alla sicurezza alimentare dei consumatori. Il metodo tradizionalmente utilizzato \u00e8 basato sulla stampa a inchiostro. La marcatura laser<\/strong> sostituisce efficacemente la stampa a getto di inchiostro e permette di eliminare l\u2019impiego di sostanze chimiche come inchiostri a contatto con alimenti.<\/p>\n La marcatura laser pu\u00f2 essere eseguita su una vasta serie di prodotti freschi. In linea generale, i risultati migliori si ottengono sulla superficie di alimenti dotati di una buccia<\/strong> di qualche tipo, sia spessa, come l\u2019avocado, che sottile, come il pomodoro. Ad oggi le operazioni di marcatura sono state eseguite con successo su vari tipi di prodotti. Eccone un elenco parziale:<\/p>\n Rispetto alle tecniche tradizionali, l\u2019etichettatura diretta tramite marcatura laser ha una serie di considerevoli vantaggi<\/strong>.<\/p>\n La velocit\u00e0 di esecuzione della lavorazione \u00e8 una delle caratteristiche pi\u00f9 note del laser. Una sorgente laser integrata in un sistema con nastro trasportatore \u00e8 in grado di eseguire la marcatura di decine di pezzi al minuto.<\/p>\n Grazie al controllo numerico, mediante il laser \u00e8 possibile incidere caratteri, codici e immagini ad alta risoluzione sulla superficie dei prodotti senza lasciare residui di alcun tipo. Questa caratteristica lo rende ideale, ad esempio, per imprimere codici a barre, QR code o loghi commerciali dalle forme complesse sui prodotti.<\/p>\n Una delle caratteristiche innovative della lavorazione laser \u00e8 la sua versatilit\u00e0 nelle lavorazioni. Cambiare tipo di lavorazione diventa molto semplice e richiede solo una riprogrammazione del software di controllo del laser.<\/p>\n L\u2019incisione al laser sostituisce l\u2019uso di numerosi materiali potenzialmente inquinanti. Etichette in plastica o in carta, colle e inchiostri: tutti questi oggetti sono eliminati dall\u2019etichettatura laser. Questo comporta una notevole riduzione dell\u2019impronta ecologica della produzione. I prodotti sono quindi meno dannosi per l\u2019ambiente e per le persone che li consumano.<\/p>\n La marcatura eseguita con il laser incide direttamente la superficie dei prodotti. Per questo motivo non pu\u00f2 essere cancellata o contraffatta facilmente. Questa caratteristica la rende ideale per tutti quei prodotti che riportano i contrassegni di origine come forma di tutela del prodotto.<\/p>\n <\/a>L\u2019etichettatura laser degli alimenti: un processo di marcatura laser<\/strong><\/p>\n Il processo di etichettatura \u00e8 un sottoinsieme della marcatura al laser, una lavorazione che ha numerosi campi di applicazione. La marcatura laser consiste nella rimozione di un sottile strato dalla superficie del materiale da lavorare. Tale asportazione \u00e8 provocata da un processo termico, messo in atto dall\u2019energia del raggio laser.<\/p>\n Quando raggiunge la superficie da lavorare, il raggio laser fa salire istantaneamente la temperatura del materiale fino causare la sublimazione, vale a dire il passaggio istantaneo del materiale dallo stato solido allo stato gassoso.<\/p>\n Il materiale cos\u00ec rimosso crea un contrasto ben definito tra la superficie non lavorata e l\u2019area raggiunta dal raggio laser. I vantaggi di questo processo sono noti in numerosi settori: la marcatura laser \u00e8 un processo ben consolidato e usato in numerosi settori su materiali non destinati al consumo alimentare.<\/p>\n <\/a>Etichettatura laser degli alimenti: la tecnologia<\/strong><\/p>\n Nelle sue parti generali, un sistema laser per l\u2019etichettatura degli alimenti \u00e8 identico a qualsiasi altro sistema per la marcatura laser. Le componenti che non possono mancare saranno sicuramente:<\/p>\n La progettazione dei dettagli di layout della macchina, naturalmente, dipenderanno dal tipo di impianto, dal tipo di lavorazione, dal tipo di prodotto etc. Un\u2019azienda che si occupa della distribuzione e commercializzazione di mele avr\u00e0 bisogno di una macchina configurata diversamente da un\u2019azienda che si occupa della marcatura laser dei salumi.<\/p>\n Tuttavia entrambe le macchine dovranno utilizzare una sorgente laser CO2<\/em>, una testa di scansione<\/em> che lo movimenta e lo focalizza sulla superficie dell\u2019oggetto e un software collegato<\/em> a un\u2019unit\u00e0 di controllo che costituisce l\u2019interfaccia tra il sistema e l\u2019utente.<\/p>\n Vediamo quali caratteristiche devono avere questi componenti per eseguire efficacemente l\u2019etichettatura degli alimenti con il laser<\/em>.<\/p>\n Fra le sorgenti laser esistenti in commercio, le sorgenti laser a CO2 sono quelle che mostrano le migliori caratteristiche di assorbimento sui materiali organici. Questi infatti assorbono efficacemente la lunghezza d\u2019onda infrarossa<\/strong> (10.6 micrometri) della sorgente laser CO2 grazie alla loro scarsa conduttivit\u00e0 termica.<\/p>\n Per le operazioni di marcatura \u00e8 necessaria una sorgente laser capace di mantenere stabili i parametri del laser<\/strong> e quindi di garantire un\u2019elevata precisione del risultato. Per questo motivo \u00e8 essenziale che il medium produttore del laser sia sempre in ottime condizioni. Questo non sempre \u00e8 possibile.<\/p>\n Ogni dispositivo laser, in un modo o in un altro, \u00e8 soggetto a un naturale processo di degradazione. Nel caso del laser a CO2 questo medium \u00e8 costituito da una miscela di gas di cui la parte principale \u00e8 costituita da anidride carbonica. Nel corso del tempo, la continua fuga di molecole di gas porta a un rarefarsi delle molecole di gas presenti nella cavit\u00e0 di risonanza con una conseguente progressiva degradazione dei parametri del raggio laser.<\/p>\n I mutamenti subiti dal raggio laser si manifestano in una scarsa qualit\u00e0 delle lavorazioni. Il ripristino dei parametri originari rende spesso inevitabile l\u2019intervento di manutenzione della ditta produttrice, con un conseguente sospensione delle attivit\u00e0 produttive e un aumento dei costi.<\/p>\n Per ovviare a questo inconveniente – tipico di tutti i laser a CO2 – El.En. ha studiato un tipo di sorgente laser a CO2 ricaricabile autonomamente e con poco costo. Grazie a questa caratteristica le sorgenti laser El.En. riescono a mantenere i parametri fondamentali del laser sempre a un livello ottimale.<\/p>\n Per eseguire operazioni di marcatura sui prodotti organici non servono grandi potenze. Tuttavia la potenza della sorgente laser CO2<\/strong> influenza direttamente la velocit\u00e0 del risultato ed \u00e8 quindi un elemento da tenere in considerazione. Una sorgente laser pi\u00f9 potente impiegher\u00e0 meno tempo a eseguire una marcatura laser in quanto la maggiore potenza utilizzata permetter\u00e0 di eseguire la lavorazione molto pi\u00f9 velocemente.<\/p>\n Ogni applicazione di marcatura laser ha bisogno di una testa di scansione<\/strong> per poter funzionare. Abbiamo avuto gi\u00e0 modo di vedere in altri articoli qual \u00e8 il funzionamento di una sorgente laser e qual \u00e8 la sua utilit\u00e0. Una testa di scansione laser \u00e8 un dispositivo che ha il compito di muovere il raggio laser su un percorso prestabilito, coincidente con la lavorazione da eseguire.<\/p>\n Un raggio laser infatti \u00e8 un fascio di luce che procede in linea retta finch\u00e9 non incontra un ostacolo di qualche tipo. Se non \u00e8 deviato in qualche modo, un raggio laser non pu\u00f2 essere utilizzato ai fini delle lavorazioni. La testa di scansione ha appunto il compito di deviare il raggio laser facendogli seguire un percorso prestabilito.<\/p>\n Per svolgere questo compito, la testa di scansione utilizza degli specchi galvanometrici<\/strong> che spostano il raggio laser lungo gli assi X e Y di un\u2019area di lavoro.<\/p>\n Affinch\u00e9 possa eseguire efficacemente la lavorazione, il raggio laser deve essere sempre ben focalizzato sulla superficie da lavorare. A tal fine \u00e8 necessario l\u2019utilizzo di una lente z-lineare che, aumentando e diminuendo la lunghezza focale della lente in base alla necessit\u00e0, riesce a tenere il laser nel punto esatto della lavorazione.<\/p>\n La sorgente laser e la testa di scansione, composta dai dispositivi di cui abbiamo appena parlato, devono agire in coordinazione. La posizione del laser, il suo fuoco, la sua potenza e la durata del raggio devono essere attivati in funzione della lavorazione da eseguire.<\/p>\n Il compito di coordinare tutti questi dispositivi<\/strong> \u00e8 svolto dal software e dall\u2019unit\u00e0 di controllo. Il software rappresenta l\u2019interfaccia tra la macchina e l\u2019utente. Si occupa di tradurre il pattern della lavorazione da eseguire in coordinate e parametri che poi l\u2019unit\u00e0 di controllo invia alla testa di scansione e alla sorgente laser.<\/p>\n In questo modo \u00e8 possibile incidere qualsiasi tipo di informazione semplicemente modificando i parametri del software o inserendo un nuovo disegno CAD.<\/p>\n <\/a>Un processo sicuro<\/p>\n Uno dei timori di chi prende in considerazione la possibilit\u00e0 di adottare dei processi di marcatura laser \u00e8 la possibilit\u00e0 che essa influisca sulla shelf life dei prodotti. In effetti la buccia protegge il prodotto da muffe, batteri e altri agenti che potrebbero danneggiare le qualit\u00e0 organolettiche o addirittura renderlo pericoloso per i consumatori.<\/p>\n La marcatura laser \u00e8 un processo basato sulla rimozione di materiale<\/strong> dallo strato superficiale di un alimento destinato al consumo. Che si tratti della crosta di un formaggio o della buccia di un frutto, questo strato superficiale ha il compito di proteggere il prodotto dagli attacchi di potenziali agenti contaminanti che potrebbero danneggiarlo.<\/p>\n Nel caso di prodotti come salumi e formaggi il rischio \u00e8 minimo: la crosta esterna di questi prodotti \u00e8 molto spessa. Su di essa la marcatura laser fa delle incisioni di pochi micron, certo meno invasive delle corrispondenti marcature a caldo effettuate tradizionalmente.<\/p>\n Il problema \u00e8 pi\u00f9 rilevante per i prodotti vegetali freschi e, in particolare, per quelli dalla buccia molto sottile, come ad esempio i pomodori o l\u2019uva. Rimuovere uno strato, per quanto superficiale, dalla buccia, potrebbe essere causa di disidratazione e contaminazioni di vario tipo.<\/p>\n Tuttavia, la realt\u00e0 \u00e8 diversa. Diversi studi hanno per\u00f2 evidenziato come la marcatura laser avviene solo sulla superficie<\/strong> e non provoca nessuna alterazione al prodotto. La funzione protettiva della buccia insomma non viene meno<\/a> e la shelf life dei prodotti rimane inalterata.<\/p>\n Di conseguenza anche le qualit\u00e0 organolettiche rimangono inalterate: l\u2019etichettatura laser della frutta e della verdura non altera in alcun modo il sapore dei prodotti.<\/p>\n<\/h2>\n
\n
\n
\n
<\/a>I vantaggi dell\u2019etichettatura laser<\/h2>\n
<\/a>1. Velocit\u00e0<\/h3>\n
<\/a>2. Precisione e pulizia<\/h3>\n
<\/a>3. Flessibilit\u00e0<\/h3>\n
<\/a>4. Ecologia<\/h3>\n
<\/a>5. Indelebilit\u00e0<\/h3>\n
<\/h2>\n
<\/h2>\n
\n
<\/a>Scegliere la sorgente laser pi\u00f9 adatta<\/h3>\n
<\/a>La testa di scansione laser<\/h3>\n
<\/a>Il software e l\u2019unit\u00e0 di controllo<\/h3>\n
<\/h2>\n
<\/a>Un mondo tutto da esplorare<\/h2>\n