智能包裝

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智能包裝(Intelligent packaging)

　　所謂的“智能包裝”一般認為是具有執行智能功能的包裝技術。一般的智能功能是指：識別、檢測、記錄、追蹤、連接互聯網。智能包裝的應用能延長商品的貨架期、增強商品的安全性，提高商品的質量，提供給消費者商品從原材料採購，商品生產、包裝、商品的運輸及儲存等環節的信息，以及對消費者在購買和使用商品時可能出現的問題做出警告，從而更好的指導消費者。智能包裝系統通常包括安裝在包裝件外部或者內部的指示器。外部的指示器能檢測商品的外部儲存環境，如溫度、濕度等。安裝在內部的感測器，能指示商品的質量現狀。這些指示器通常和RFID標簽配合使用，RFID標簽能夠記錄商品在整個供應鏈中的信息。^[1]

　　智能包裝與傳統包裝比較，有以下優點：

　　(1)能夠提高物流的處理效率，減少物流費用；

　　(2)能夠有效地控制內容物和包裝的質量，減少損壞；

　　(3)能夠有效的保障商品質量安全性；

　　(4)對於重新利用和迴圈使用包裝件有積極的意義。

　　一個成功的智能包裝標簽應具備以下特點：安全、有效、方便使用、易識別、價格合理。很多智能包裝標簽的研究進展都受到阻礙，最終都因達不到價格要求而夭折。當智能包裝和其他科學原理結合，將會是一個很實用的工具，能追蹤產品和檢測產品周圍的環境，方便實時數據的獲取和交換，使人們迅速反應和及時地做出決定。在產品的加工過程和供應鏈環節中，對產品進行定位、跟蹤、記錄，是加強食品安全和生物安全的重要手段。智能包裝能夠和現有的追蹤系統結合，創造出更有效的流通環節。條形碼和RFID標簽能實現電子記錄和信息共用，特別是與能夠快速測試質量屬性和檢測食品安全的裝置連接。

　　智能包裝主要有以下功能特點：

　　1.自適應包裝

　　自適應包裝技術就是模擬食品所需的環境參數，自動調節食品在儲藏與轉移中的環境變化，使包裝中的環境能最大限度地實現食品的儲存與保質在自適應包裝中，所要調節或適應的食品環境參數主要包括溫度濕度、壓力、氣體組分等。自適應包裝技術包含材料與工藝兩部分，有的環境參數要靠化學調節，有的要靠生物調節，有的要靠物理調節。

　　2.顯竊啟包裝

　　顯竊啟包裝是指為防止開啟、偷換撕破、惡作劇等行為而對物品採取的某些特別技術措施，通過這種措施可以判斷物品在外包裝開啟前的安全性。為確保物品的安全性需要在製造程式零售環節科學合理又巧妙的顯竊啟結構設計三方面採取相應的措施。

　　3.可跟蹤性運輸包裝

　　可跟蹤性運輸包裝是指在運輸和流通中包裝物品及容器被全程跟蹤，以便管理者及時完成對其流通渠道和運輸路徑的優化調整的包裝。這種包裝技術是在容器或托盤上裝有電子晶元，可以追蹤記錄下各種信息，能夠在任何時間和地點被讀出。可跟蹤性運輸包裝尤其適合於自動化運輸管理和電子購物送貨方式因為電子交易要求配以即時生產法或精益生產法的供貨方式；同時，電子購物流通中心和地區配貨中心也希望以最短化路徑和混裝貨物滿載化進行送貨。從而達到降低成本的目的。

　　4.智能標簽

　　智能標簽是標簽領域高新技術產品如今已在產品包裝中發揮重要的作用逐步替代傳統的產品標簽和條形碼。智能標簽包含無線射頻識別標簽，隱蔽或公開的商標保護指示器或提示產品狀況的感測器。RFID標簽主要由晶元和天線組成晶元主要用於接收和傳送數據通過由閱讀器發出的無線射頻信號來讀取，閱讀器與天線和電腦網路相連形成一個電子模塊閱讀器發送來自其天線的特殊信號給特定區域的RFID標簽，再將反饋信息處理後傳送給電腦網路從而使管理人員得到商品的特殊信息。智能標簽可以幫助廠商和消費者實時瞭解商品庫存流通、保質等情況為廠商監控其產品在供應鏈中的狀況和位置起到很大的作用。如倉庫管理員可以利用智能標簽瞭解貨架上的產品種類和數量等信息來核對產品庫存數據而判斷產品的銷售情況。此外，智能標鑒提高了標簽的防偽效果，尤其在藥品包裝中，它的防偽功能已大大超過傳統的條形碼標簽。

　　智能包裝被分為功能結構型智能包裝和功能材料型智能包裝兩大類。目前市場上常見的功能結構型智能包裝有：自動加熱包裝和自動冷卻包裝。這類包裝使包裝成本增加，使用後的包裝廢棄物增多，加重環境負荷。而常見的功能材料型智能包裝主要有：智能材料、智能油墨和智能塗料。

　　1.功能結構型智能包裝

　　功能結構型智能包裝最有代表性的是自動加熱和自動冷卻包裝。現在市場上常見的帶有智能控溫包裝有以下幾種：自冷式飲料罐。內裝有壓縮CO₂，的小容器，在開啟時CO，體積迅速膨脹，可在9秒內使飲料溫度下降到4.4℃。日清公司利用金屬氧化原理開發了一種自加熱方便罐頭，可使罐內食物幾分鐘內煮熟。

　　這種智能控溫包裝都是增加了包裝的部分結構，而使包裝具有部分自動功能。但是生產這種包裝是由專門的能量工廠生產，一般能量工廠和食品加工廠不在同一個地方，增加了運輸費用：而且這種功能性包裝的成本增高，會提高食品價格。這種通過外接的結構和功能性物質來自加熱或自冷卻包裝內的產品的包裝，不能夠利用自然界的太陽光來調節溫度，本身就是一種資源的浪費。

　　2.功能材料型智能包裝

　　智能包裝材料通常包括光電、溫敏、濕敏、氣敏等功能材料，這些材料可以廣泛應用於食品和藥品包裝。如在食品包裝中，“智能”包裝材料能改變顏色，讓顧客知道食品新鮮程度，顯示是否由於貯存時溫度變化或包裝泄漏而導致食品變質敗壞。智能材料型智能包裝有：智能包裝材料、智能油墨、智能塗料等。

　　(1)智能包裝袋

　　斯特萊斯克萊德大學開發出一種能夠自動檢查內含物是否開始變質的“智能”塑料包裝。在包裝材料中添加了一種特殊添加劑，這種智能包裝能根據包裝食品的質量情況及時做出反應。如果肉、魚和蔬菜等食物超過保質期或放置冰箱外過長時間，新鮮度就會受到破壞。當新鮮程度降至某一界限，這種智能塑料包裝袋就會改變顏色。如果包裝破損危及到食品質量時，這款塑料袋也有警示。

　　這款智能包裝袋能幫助消費者區分“最佳食用期”和“質量保質期”。抑制有機物分解食物，自動調節包裝件內的氣體組成，這款食品包裝袋將像空調一樣具備“換氣”功能，食品的質量安全性得到有效的保證，延長食品保存期限。

　　官方統計數字顯示，英國家庭每年要扔掉大約830萬噸食物，每年有36.4萬噸可食用食物因超過“最佳食用期”而被扔掉，其中3.9萬噸食物還未開封。這款智能包裝袋的上市，對減少食品浪費有重要意義。

　　(2)智能油墨

　　目前，食品供應鏈中的各個環節，從包裝學科的專家、製造商、零售商到消費者，都對“有活性的”、“智能的”，並且能夠直接印刷的油墨產生越來越濃厚的興趣。印刷有智能油墨的包裝件能夠感知包裝件外部的溫度和包裝內的氧氣和二氧化碳的濃度的變化，並且產生不可逆的，容易辨別的顏色改變。智能油墨將來會是智能包裝發展的重要方向之一，因為它有識別、檢測、記錄、追蹤、連接互聯網的功能。隨著科技的進步，我們希望在不久的將來智能油墨能夠直接印刷在包裝件的內部，和包裝內容物直接接觸，能夠更精確地反映出包裝內容物的質量狀況。

　　(3)智能控溫塗料

　　許多物質在特定溫度下會改變形態，這類物質稱為智能相變材料。市場上的智能控溫塗料的主要控溫原理是：依靠自動吸收和釋放熱能和冷能的智能化材料和牆體結構：能夠吸收室內多餘的熱量，同時阻止室外熱量進入室內，從而調節室內溫度範圍穩定在24℃上下。

　　智能調溫元素可感知人體“生理零度”調節環境溫度，當環境溫度變化高於或低於人體最舒適的黃金溫度時，類似一個“溫度調節器”自動吸熱、放熱，通過吸放熱過程調節周圍環境的微氣候，將環境溫度控制在人們需要的理想範圍。實驗測試表明：同樣質量的混凝土牆與加入一定量的智能調溫元素的混凝土牆比較，吸收44.3J的熱量，普通混凝土牆溫度升高49.22℃，智能調溫混凝土牆溫度只升高了1℃。

　　智能包裝的應用保障了商品的質量和安全，方便消費者選擇安全滿意的商品。同時，智能包裝特有的“交流”功能，不但改善了商品與消費者之間的關係，而且有利於企業對商品的監管和改進。但是，目前消費者對智能包裝的認識不足和智能包裝裝置相對商品本身的價值較高，阻礙了智能包裝的開發和應用，這些將是智能包裝未來的發展方向。