Micro-perforazione con il laser CO₂ per la conservazione degli alimenti freschi

Una delle caratteristiche del laser CO₂ è che ha permesso di eseguire lavorazioni che, in precedenza erano impossibili da eseguire. A causa di questa limitazione tecnica era anche limitato il numero di prodotti che era possibile offrire.

L’avvento del laser ha tuttavia introdotto nuove possibilità che, a loro volta, sono state sfruttate per soddisfare la domanda del mercato. Una di queste applicazioni è, ad esempio, la microperforazione laser delle pellicole di plastica che si è rivelata molto utile per il confezionamento di prodotti freschi da distribuire tramite GDO.

Sacchetti microperforati con il laser per il packaging dei prodotti freschi

La microperforazione laser consiste nel realizzare dei fori microscopici su di un materiale. Per fare questo si utilizza un laser CO₂ azionato in modalità pulsata. A differenza della modalità continua, la modalità pulsata consiste nell’inviare lampi di luce laser ad altissima intensità e dalla durata brevissima sul materiale da trattare. Il risultato che si ottiene sono dei fori microscopici distribuiti uniformemente sul materiale da trattare.

I motivi per realizzare una lavorazione di questo tipo possono essere molteplici. Molto spesso i prodotti realizzati sono membrane che hanno il compito di regolare gli scambi di sostanze tra un interno e un esterno.

Nel settore dei tabacchi, ad esempio, la microperforazione laser è usata per produrre filtri delle sigarette:l laser permette di realizzare sulla carta dei microfori della dimensione voluta. L’aspetto interessante è che il laser permette di scegliere con precisione la dimensione dei fori che si vogliono produrre: in questo modo è possibile realizzare dei filtri ad hoc calibrati sulla dimensione delle particelle che si vogliono filtrare.

Ma l’applicazione in cui la microperforazione laser ha trovato largo impiego è il settore del packaging dei prodotti freschi. L’aumentare della domanda di frutta e verdura già pronta all’uso, distribuita tramite GDO, ha portato alla messa a punto di nuove strategie per assicurare la freschezza dei prodotti. Una di questo è il confezionamento in atmosfera controllata, una tecnica che permette di prolungare notevolmente la shelf life di questi prodotti.

La microperforazione laser ha permesso di ottimizzare la conservazione di questi prodotti, permettendo di realizzare confezione ottimizzate sul prodotto da confezionare.

Obiettivo: migliorare la traspirabilità delle buste di plastica

Nella maggioranza dei casi il packaging dei prodotti freschi confezionati in atmosfera controllata consiste in sacchetti in plastica. Queste buste consentono un isolamento ottimale dei prodotti e li sigillano perfettamente dalle contaminazioni esterne di muffe o batteri.

C’è però uno svantaggio: la traspirabilità di questi materiali. La pellicola di plastica è un materiale che limita molto gli scambi di gas con l’esterno. Per la corretta conservazione dei prodotti freschi questo è uno svantaggio notevole. I prodotti freschi sono infatti soggetti a cambiamenti metabolici: respirano, scambiano gas con l’esterno, producono gas a partire da processi chimici che si svolgono al loro interno.

Affinché la durata del prodotto sia ottimale è necessario che avvenga un continuo scambio di gas, in particolare ossigeno e anidride carbonica, con l’esterno e si mantenga quindi il giusto equilibrio di gas. Per questo le buste possono essere forate in modo da favorire un corretto passaggio di gas. Questo passaggio però è diverso da prodotto a prodotto: per questo motivo deve essere ben calibrato sulla busta da confezionare. Proprio questo aspetto è difficile da ottenere con i tradizionali metodi di foratura.

La microperforazione delle buste di plastica

Tradizionalmente, la perforazione delle buste in plastica si ottiene in due modi, entrambi meccanici:

• aghi caldi o freddi: la pellicola plastica viene forata tramite aghi caldi o freddi. Questo processo, sebbene poco costoso è lento. Inoltre, i fori realizzati hanno un diametro maggiore e possono lasciare passare agenti contaminanti come le spore e le muffe. Non è quindi adatto per prodotti sensibili alla contaminazione o che hanno bisogno di un moderato scambio di gas con l’esterno.
• scariche elettriche: mediante scariche elettriche prodotte da due elettrodi vengono realizzati dei fori sulla pellicola plastica. Il processo, seppure più veloce rispetto al precedente, è poco controllabile. Non è possibile controllare facilmente i parametri dei fori. Risulta quindi inadatto per quei prodotti che hanno bisogno di uno scambio di gas molto controllato.

Microperforazione laser: la precisione al servizio del prodotto

Lo strumento che permette i risultati migliori nella microperforazione delle buste in plastica si è rivelato essere il laser CO₂. Tramite la microperforazione con il laser CO₂ si può controllare con molta precisione il processo di perforazione e ottenere i risultati ottimali.

Il laser CO₂ viene assorbito molto bene dalla maggior parte dei polimeri e dalle termoplastiche: grazie al controllo di un software è possibile impostare i parametri per ottenere fori della dimensione e densità richiesta a garantire un passaggio di gas ottimale.

Una macchina per la microperforazione laser consente quindi di ottenere questi vantaggi:

• Flessibilità. I sistemi basati sulla lavorazione laser permettono di intervenire in tempo reale sul processo. I sistemi laser sono infatti gestiti tramite un software di controllo che permette di modificare i parametri della lavorazione. Semplicemente modificando i parametri del laser è possibile variare il tipo di fori che è possibile ottenere. Diventa così possibile variare molto velocemente il tipo di lavorazione per adattarlo al contenuto.
• Risparmio di risorse. Con il laser diviene quindi possibile definire il numero di fori più adatto a definire la traspirazione ideale per il prodotto confezionato. In questo modo, ad esempio, non è più necessario tenere grandi scorte di pellicola ma è possibile scegliere un solo tipo di pellicola e migliorarne la traspirabilità creando i fori adatti tramite microperforazione laser.
• Uniformità dei risultati. A differenza dei mezzi meccanici, il laser permette di ottenere una grande uniformità dei risultati. Tramite controllo software è possibile definire con estrema precisione forma, dimensione e densità dei fori e ottenere gli stessi risultati un numero infinito di volte.
• Velocità del processo. Tutte le lavorazioni laser sono dei processi non a contatto. Questa caratteristica gli permette di raggiungere la massima velocità di lavorazione eseguibile. In pochi minuti è possibile eseguire la microperforazione di decine di metri di pellicola plastica.

Si capisce come la microperforazione laser sia perfetta per il confezionamento dei prodotti freschi. La possibilità di definire con precisione le caratteristiche dei fori permette di realizzare un confezionamento ottimale, e portare sullo scaffale dei supermercati, e quindi sulla tavola dei consumatori, prodotti più freschi e naturali.