Lebensmittel beschriften mit Laser: Ökologisch!

Lebensmittel beschriften mit Laser? Kein Problem. Laserbeschrifter können sowohl essbare Produkte direkt als auch deren Verpackungen kennzeichnen. Die Laserbeschriftung hat viele Vorteile und ermöglicht in der Nahrungsmittelindustrie spannende Anwendungen. Sie werden staunen, was möglich ist und welche Vorteile der Laser bietet.

Funktionsweise eines Lasers

Das Wort Laser setzt sich aus den Wörtern „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ (Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung) zusammen. Um einen Laserstrahl erzeugen zu können, benötigt ein Laser ein laseraktives Medium. Dieses kann gasförmig (zum Beispiel Kohlendioxid (CO2)), fest (zum Bei­spiel Neodym (Nd) oder Yttrium (Y)) oder flüssig (zum Beispiel Fluoreszenzfarbstoff) sein. Durch Zuführen von Energie werden die Atome bzw. Moleküle des laseraktiven Mediums energetisch angeregt. Ein optischer Resonator verstärkt zum Beispiel mit Hilfe von zwei gegenüberliegenden Spiegeln die so erzeugte Laserstrahlung zusätzlich, indem er sie immer wieder phasenrichtig in das Lasermedium zurücksendet. Einer der Spiegel ist teildurchlässig. Durch ihn tritt ein Teil der erzeugten Strahlung aus. Er wird in Form eines gebündelten Lichtstrahls nach außen abgegeben.

Lasertechnologie und Laserverfahren

Im Kennzeichnungsbereich gibt es verschiedene Beschriftungslaser auf Basis unterschiedlicher Technologien: CO2-Laser, Faserlaser und YAG-Laser (Diodenlaser).
Doch nicht jeder Laser ist für jedes Material gleich gut geeignet. Auch gibt es verschiedene Laserbeschriftungsverfahren: angefangen bei der Gravur, über die Anlassmarkierung sowie den Farbumschlag (mittels Aufschäumen und Karbonisieren), bis hin zum Farbabtrag.

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CO2-Laser deckt viele Anwendungen in Nahrungsmittelindustrie ab

Im Nahrungsmittelbereich sind meistens CO2-Laser die erste Wahl, wenn es um Kennzeichnung geht. Sie sind ideal geeignet zum Beschriften von lackierten Verpackungsoberflächen, Kunststoffen und organischen Materialien. Alles Materialien bzw. Oberflächen, wie sie häufig in der Nahrungsmittelindustrie vorkommen.
Bei lackierten Oberflächen wird beispielsweise mittels Farbabtrag eine Kennzeichnung erreicht. Bei organischen Materialien kann der Laser je nach Oberfläche gravieren oder einen Farbumschlag durch Karbonisieren erzeugen. Auf Kunststoffen hinterlässt ein CO2-Laser durch Aufschäumen oder Gravieren eine unauffällige Kennzeichnung.
Faserlaser oder YAG-Laser sollten eingesetzt werden, wenn optisch ansprechende und deutlich hervorstechende Beschriftungen auf Kunststoffen gewünscht sind. Sie erzielen beispielsweise einen Farbumschlag auf der Kunststoffoberfläche.
Allerdings ist zu beachten, dass sich nicht jeder Kunststoff gleich gut mit jedem Laser beschriften lässt.

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Verpackungen lasern

Laser eignen sich sehr gut zum Beschriften von Verpackungen in der Nahrungsmittelindustrie, da sie die hohen Anforderungen der Branche erfüllen. Als Kennzeichnungsspezialist bieten wir verschiedene Lasersysteme mit hohem IP-Schutz an: IP52, IP54 oder IP65. So sind sie gut geschützt vor Staubablagerungen im Innern sowie Spritz- und Strahlwasser von außen. Gerade in nassgereinigten Produktionsumgebungen ist letzteres besonders wichtig. Zusätzlichen Schutz für die Laseroptik kann außerdem ein Linsenschutzglas bieten.
Auch die sehr hohen Liniengeschwindigkeiten in der Lebensmittelindustrie sind kein Problem für Laser. Blitzschnell bringen Laser MHD, Losnummer und Abfülllinie sowie weitere Informationen auf.

Lackierte bzw. bedruckte Faltschachtelkartons, Papieretiketten oder auch Tuben aus Metall und Konservendeckel lassen sich sehr gut mit einem CO2-Laser beschriften. Dies geschieht in der Regel durch einen Lackabtrag. Der Laser entfernt beim Markiervorgang die oberste Farbschicht, sodass das darunterliegende Material zum Vorschein kommt. Die Lipperland Konserven GmbH & Co. KG aus Lage kennzeichnet zum Beispiel ihre dunkel lackierten Konservendeckel kontrastreich und haltbar mit einem CO2-Laser e-SolarMark, nachdem Tintenstrahldrucke auf den Deckeln nicht gut lesbar waren.

Ebenso können Laser – sowohl CO2-Laser als auch Faserlaser – zum Beispiel Kunststoff-Verpackungen wie etwa die typischen Quetschflaschen für Saucen beschriften. Denkbar ist hier eine Markierung per Farbumschlag oder Gravur.

Folien lasern

Laser können aber auch Folienverpackungen in der Lebensmittelindustrie beschriften: Die Jack Link’s LSI Germany GmbH kennzeichnet die metallisierten Folienverpackungen ihrer Bifis mit einem CO2-Laser. Hier bringt der Laser durch Abtragen der orangenen Farbschicht das Mindesthaltbarkeitsdatum und LOT-Nummer auf.

Eine Besonderheit stellen durchsichtige, dünnere Folienverpackungen dar, wie sie zum Beispiel bei abgepacktem Fleisch zu finden sind. Der Laser muss die Folie schonend markieren, ohne sie zu perforieren. Gleichzeitig soll die Kennzeichnung deutlich zu sehen sein. Ein aufgedrucktes weißes Markierfeld auf der Folie ermöglicht hier schwarze, kontrastreiche Beschriftungen mit einem CO2-Laser.

Essbare Produkte beschriften mit Laser

Das Kennzeichnen von Lebensmittelverpackungen mit Laser ist gang und gäbe. Doch zunehmend werden Lebensmittel auch direkt mit Laser gekennzeichnet. So können Laserbeschrifter beispielsweise Backwaren und sogar frisches Obst und Gemüse lasern. „Natural Branding“ oder „Natural Labeling“ ist der Begriff dafür. Die Laserbeschriftung ist dabei absolut unbedenklich und hat keinerlei Auswirkungen auf die Qualität, den Geschmack oder die Haltbarkeit des Lebensmittels.

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In der Backwarenindustrie sind Lasermarkiersysteme eine interessante Alternative zu Prägestempeln, um Logos oder Markennamen auf Brot, Brötchen oder Waffeln aufzubringen. Mit Schutzart IP 55 oder IP 65 sind sie problemlos in mehlstaubigen oder nassgereinigten Produktionsumfeldern einsetzbar. Laser bringen blitzschnell die Informationen auf und erlauben variable Kennzeichnungen. Im Gegensatz dazu ist das Kennzeichnen mit Prägestempeln unflexibel. Außerdem verschleißen sie. Im Bluhm Laserlabor haben wir in der Vergangenheit mit einem CO2-Laser auf Waffeln Konturen gezeichnet sowie einen Datamatrix-Code aufgebracht. Und zwar so präzise, dass eine professionelle Kamera den Datamatrix auslesen kann!

Gelaserte Äpfel

Doch auch frisches Obst und Gemüse lassen sich mit Laser beschriften. Vor allem im Bio-Bereich kann ein Laser den sonst üblichen Aufkleber oder die Plastikverpackung ersetzen, indem er das Produkt selbst mit Bio-Siegel oder PLU Code (price look-up code) kennzeichnet. Gleichzeitig ermöglicht der Laser eine variable Beschriftung der Produkte mit Logos oder personalisiertem Text.
Bereits 2014 hat die Bluhm Systeme GmbH für ihren Messeauftritt auf der Verpackungsmesse FachPack in Nürnberg Äpfel mit einem Obst Laser, einem CO2-Laser, graviert.
Und auf der Anuga Food Tec 2018 präsentierte Bluhm eine Laseranlage zum effizienten Kennzeichnen von Obst und Gemüse im Mehrfachnutzen.

Seit 2013 erlaubt EU Lasergravur von Obst und Gemüse

2013 hat die EU zugestimmt, dass Obst und Gemüse direkt mit Laser gekennzeichnet werden dürfen. In Australien und Neuseeland lasert man bereits seit 2009 Früchte und Gemüse. Auch in den USA haben die für die Lebensmittelsicherheit verantwortlichen Autoritäten das natürliche Labeling genehmigt und als unbedenklich erklärt. Denn für das Kennzeichnen solcher Lebensmittel kommt ein Niedrig-Energie CO2-Laser zum Einsatz. Punktuell erhitzt er die Schale und sorgt dafür, dass das Farbpigment an entsprechender Stelle verdampft. Die Optik, der  Geschmack oder der Geruch werden dadurch in keiner Weise negativ beeinflusst. Auch belegen Untersuchungen, dass natürliches Labeling keine Auswirkungen im Hinblick auf die Verderblichkeit oder die Kontamination mit Bakterien hat.

Natürliches Labeling: Nature & More ist Vorreiter

Nature & More, ein Anbieter von Bio-Obst und –Gemüse und zum international aufgestellten Unternehmens Eosta zugehörig, hat die positiven Eigenschaften der Lasermarkierung schon früh entdeckt und kennzeichnet die Produkte mit einem gebündelten Laserlichtstrahl. Wo einst auf Avocados und Co. Aufkleber mit Bio-Logo oder EU-Bio-Siegel prangten, ist jetzt eine saubere und gut sichtbare Laserkennzeichnung zu sehen. Beim Markiervorgang wird bei dem Obst und Gemüse nur die oberste Pigmentschicht der Schale abgetragen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von natürlichem Labeling. Denn außer Licht kommen hier keine zusätzlichen Hilfs- und Kontraststoffe zum Einsatz.

Gemeinsam mit der schwedischen Supermarktkette ICA brachte Nature & More bereits 2017 beispielsweise Avocados und Süßkartoffeln mit der umweltfreundlichen Markierung auf den Markt. Einzeln markiert und ohne Verpackung. Durch Laserbeschriftung auf jedem einzelnen Produkt spart Nature & More Millionen an Kunststoffverpackungen. So wurden 2017 750.000 Schlauchbeutel aus Kunststoff (sogenannte Flowpacks) eingespart, in denen bisher die Avocados abgepackt wurden. Aber nicht nur der Verpackungsmüll, sondern auch der CO2-Ausstoß wird auf diese Weise reduziert. 2015 verkaufte Nature & More 725.380 Packungen mit Bio-Avocados an schwedische ICA-Supermärkte. Das waren 2042 kg Plastik! Durch den Verzicht auf die Verpackungen, werden jetzt Energie und somit Treibhausemissionen eingespart. Allein bei den Avocados beträgt die CO2-Einsparung so viel wie bei einer Autofahrt 1,3 Mal um die Welt freigesetzt werden würde.

Neben der Umwelt profitiert auch der Verbraucher davon: Er kann nun einzelne Bio-Avocados oder -Süßkartoffeln kaufen und muss nicht gleich die große Verpackungseinheit nehmen.

Vorteile der Laserbeschriftung

Lebensmittel beschriften mit Laser bietet einige Vorteile. Mit dem passenden Lasersystem lässt sich auf nahezu jedem Material eine gut lesbar, haltbare und lebensmittelechte Kennzeichnung erreichen. Blitzschnell und flexibel bringen Laser alle notwendigen Informationen wie MHD, Produktinformationen (Herkunft, Ernte- bzw. Produktionsdatum etc.) oder Logos auf. Entweder als Klartext oder als Barcode oder Datamatrix-Code.
Das Laserverfahren ist besonders schonend, da die Informationen kontaktlos auf das Produkt oder die Verpackung aufgebracht werden.
Die Lasertechnolgie erweist sich dabei als sehr kostengünstig: Sie benötigt keinerlei Verbrauchsmaterialien wie Tinte, Farbbänder oder Etiketten. Im Obst- und Gemüsebereich ist sie zudem eine umweltfreundliche Alternative zu den Aufklebern und Verpackungen.

Lebensmittel beschriften mit Laser hat Vorteile:

• langfristig kostengünstig, da keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte oder Etikett
• wartungsfrei
• Energiesparend – Verpackungen und Aufkleber entfallen
• gut lesbare Kennzeichnung
• haltbare Beschriftung – Etiketten haften insbesondere auf riffeligen Schalen wie bei Avocados oder lehmbehafteten wie bei Kartoffeln schlecht und können während des Transportes abfallen
• schonendes Beschriftungsverfahren
• flexibel: variable Kennzeichnung möglich 
• lebensmittelechte Kennzeichnung

Nachteile der Laserbeschriftung

Zwar überwiegen die Vorteile der Laserbeschriftung, doch wollen wir an dieser Stelle auch die Nachteile bzw. Grenzen der Lasertechnologie erwähnen. Anders als mit Tintenstrahldruckern und entsprechend farbigen Tinten lassen sich mit einem Laser nicht gezielt farbige Markierungen erzeugen. Höchstens bei Gravuren können die Vertiefungen mit Farbe aufgefüllt werden. Dieses Verfahren ist jedoch aufwändig und zudem sind Gravuren im Nahrungsmittelbereich eher untypisch. Auch die Tatsache, dass es kein Lasersystem gibt, das für jede Oberfläche geeignet ist, kann als Nachteil angesehen werden. Die hohen Anschaffungskosten fallen ebenfalls negativ auf. Allerdings darf man hier nicht vergessen, dass diese sich später amortisieren, da ein Laser ohne Verbrauchsmittel betrieben wird.

 Die Nachteile bzw. Grenzen der Lasertechnologie im Überblick:

• keine farbigen Beschriftungen
• nicht ein Lasersystem für alle Oberflächen
• hohe Anschaffungskosten (dafür aber Kosten sparend im Betrieb!)

Lebensmittel beschriften mit Laser – Fazit

Lebensmittel beschriften mit Laser kann sich durchaus lohnen. Die Lasersysteme sind sowohl zum Kennzeichnen von Verpackungen wie auch den essbaren Produkten selbst geeignet. Gegenüber anderen Kennzeichnungstechnologien bieten Laser einige Vorteile wie haltbare Beschriftungen und einen wartungsfreien, extrem kostengünstigen Betrieb.

Sie haben ein essbares Produkt zu kennzeichnen? Oder müssen Informationen auf eine Verpackung aufbringen?  Gerne unterstützen wir Sie dabei, den passenden Laser für Ihre Anwendung zu finden.

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