包裝越來越聰明
由于科技進步促進了商品生產的日新月異,從而帶動了商品包裝的蓬勃發(fā)展。隨著人們環(huán)保和健康意識的不斷增強,要求商品(尤其是食品)包裝不但要外觀精美且整體結構要合理,更要有良好的保質和防偽功能。因此,研發(fā)人員一直在研制開發(fā)包裝技術和包裝材料,而智能包裝則是包裝領域里的一朵奇葩,下面就談談智能包裝在食品包裝中的應用。
智能包裝的特點和主要類型
智能包裝技術充分體現了飛速發(fā)展的高新技術在包裝領域應用的特點,它不僅能反映包裝物的質量信息和商品流通信息,給物流管理和消費者帶來了很多方使。還能監(jiān)測包裝物的質量,警示食品等包裝產品的保質保鮮程度,從而保證消費者可安全食用,充分領略包裝食品的特有風味。此外,它還具有更加優(yōu)良的防偽效果,為優(yōu)質商品保駕護航。隨著時代的發(fā)展,商品種類更加繁多復雜,要求商品包裝所附有的功能也將越來越多。高新技術的浪潮將包裝技術推向了更高的發(fā)展境界,而智能包裝技術是隨著其它領域高新技術的發(fā)展而發(fā)展起來的,因此,發(fā)展智能化包裝是歷史必然。
目前,智能包裝技術主要有以下幾個顯著的方面。
1.自適應包裝
自適應包裝技術就是模擬食品所需的環(huán)境參數,而自動調節(jié)食品在儲藏與轉移中的環(huán)境變化,使包裝中的環(huán)境能最大限度地實現食品的儲藏與保質。在自適應包裝中,所要調節(jié)或適應的食品環(huán)境參數主要包括溫度、濕度、壓力、氣體組分等。自適應包裝技術是一種智能包裝技術,這種技術包含材料與工藝兩部分,有的環(huán)境參數要靠化學調節(jié),有的要靠生物調節(jié),有的要靠物理調節(jié)。因此,目前這種技術是最圓滿的包裝技術,同樣也是最難實現和控制的技術。
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采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,需要在制造程序、零售環(huán)節(jié),科學合理又巧妙的顯竊啟結構設計三方面采取相應的措施。顯竊啟包裝技術因包裝材料、銷售方法、容器結構、內容物的不同而具有多樣化特點,歸納起來,主要有以下幾種類型。(1)薄膜裹包。裹包形式有全面融合裹包、收縮裹包、拉伸裹包和貼體裹包幾種。(2)泡罩包裝。適合于高級食品、藥品和工藝品等,有泡眼包裝、淺盤包裝和蛤殼包裝等。(3)報警信號式包裝。利用現代科技使竊啟后的包裝容易被識別出來。這樣的材料有可變色的塑料薄膜、新型的光纖封條以及含有某些化學物質的特殊材料。(4)可破壞蓋。有斷開式蓋和真空蓋兩種形式。(5)瓶口封閉包裝。通常分為內封式和軟蓋式。(6)收縮箍套。(7)全封閉容器。(8)膠帶密封等。
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(yōu)化調整的包裝。這種包裝技術是在容器或托盤上裝有電子芯片,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于白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(qū)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。由于這種包裝形式具有一定的特殊性,從而極大地限制了它的應用范圍。
4.智能標簽
智能標簽也稱為無線射頻識別標簽,它是標簽領域高新技術產品,如今已在產品包裝中發(fā)揮重要的作用,逐步替代傳統(tǒng)的產品標簽和條形碼。智能標簽是標簽領域的新秀,它其有超越傳統(tǒng)標簽的功能,是電子和計算機等高新技術在標簽制印上的結晶。智能標簽包含無線射頻識別技術(RFID)電子標簽,隱蔽或公開的商標保護指示器或提示產品狀況的傳感器。電子標簽主要由芯片和天線組成,芯片主要用于接收和傳送數據,通過由閱讀器發(fā)出的無線射頻信號來讀取,閱讀器與天線和計算機網絡相連,形成一個電子模塊,閱讀器發(fā)送來自其天線的特殊信號給特定區(qū)域的電子標簽,再將反饋信息處理后傳送給計算機網絡,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了解商品庫存、流通、保質等情況,為廠商監(jiān)控其產品在供應鏈中的狀況和位置起到很大的作用。例如,很多食品和藥品等的包裝必須在特定的溫度和低污染環(huán)境下儲存運輸,一般的標簽無法了解和監(jiān)控產品保存的溫度和保質情況,而智能標簽就可以在產品貯運過程中適時監(jiān)控對溫度要求敏感的易腐爛產品的溫度,它憑借特殊的芯片、天線、傳感器等,測量貯運過程中的溫度,警示廠商防止溫度變化對產品的影響。還有,如倉庫管理員可以利用智能標簽了解貨架上的產品種類和數量的信息,來核對產品庫存數據而判斷產品的銷售情況。此外,智能標鑒提高了傳統(tǒng)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(tǒng)的條形碼標簽。
智能標簽的核心是含有IC 芯片的射頻電路和傳感器,內部裝有可程序化的集成電路和天線,可通過無線射頻信號與讀寫裝置進行信息的接收和傳輸,具有產品鑒別、防偽、防盜、管理等多種功能,是目前廣泛使用的產品條形碼標簽的升級和更新的產品。智能標簽具有小、薄、柔(制作的產品可達到0.1mm 左右厚度,大小從幾毫米到近20 cm,可隨意扭曲、彎折)的優(yōu)點,以及具有讀取數據信息快,并可依特殊命令讀取ID 號碼和一些特殊信息等特點。智能標簽有防沖撞的讀寫特性,并且能同時讀寫多個電子標簽。智能標簽可以攜帶數據,并可將其芯片中存儲的數據通過專門的讀卡器以無線的方式快速讀取,在工作過程中還可非常方便地對其數據進行改寫。智能標簽在使用時可以做到無須連線、無須電源、無須接觸,且還可在射頻頻率一上進行豐富的變化。在智能標簽中,可植入多種材料內部的特性和可讀取的功能,廣泛地應用于無線識別領域,如產品識別、質量監(jiān)控、票證、資產管理和提供系列追蹤管理等應用。智能標簽為防偽、物流管理領域提供了多變的新工具。
智能標簽制作與傳統(tǒng)標簽的印刷有著很大的區(qū)別。目前,我國傳統(tǒng)的標簽印刷技術已具有很高的水平,商標印刷業(yè)中不乏有豐富經驗的企業(yè),也生產出很多設計精美和高品質的產品,但對于智能標簽,有人認為它并無特殊之處,只要用普通標簽給它外覆一件美麗的外衣,這對于高品質標簽的制印企業(yè)來說并不困難,但這樣單純地添加美麗外衣的智能標簽,對于它的高附加值卻是令人擔憂的,否則會造成重要的損失。那么,與傳統(tǒng)標簽印刷相比,智能標簽印刷有什么特點呢?首先,從智能標簽的定義上來看,智能,是由芯片、天線等組成的射頻電路;而標簽是由標簽印刷工藝使射頻電路具有商業(yè)化的外衣。從印刷的角度來看,智能標簽的出現會給傳統(tǒng)標簽印刷帶來更高的含金量。智能標簽的芯片層可以用紙、PE、 PET 甚至紡織品等材料封裝并進行印刷,制成不干膠貼紙、紙卡、吊標或其他類型的標簽,芯片是智能標簽的關鍵,由其特殊的結構決定,不能承受印刷機的壓力。所以,除噴墨印刷外,一般是采用先印刷面層,再與芯片層復合、模切的工藝。
智能標簽的相關產品在商品生產、貯運、銷售的庫存管理等領域有廣闊的應用空間,在日本,日立、富士通和凸版印刷株式會社已經大規(guī)模生產并銷售智能標簽。在美國和歐洲,包括沃爾瑪在內的主要零售商都在努力推廣智能標簽的使用,2004 年6 月沃爾瑪公司就要求2005 年開始啟用RFID 技術管理貨品,要求其主要的100 家供貨商在2005 年前必須使用智能的RFID 標簽,并在一兩年內要求絕大部分供應商都要使用標準的智能標簽。據報道,目前這種智能標簽的生產呈高速增長的趨勢。在歐洲,2005 年市場已達到50 億美元以上,并以每年約40%的速度增長。預計2008 年,全世界的RFID 標簽的使用量將達到200 億個以上,屆時零售業(yè)將會全面普及應用RFID 的智能標簽。
智能包裝在食品包裝中的應用
智能包裝在食品包裝中的主要作用是可以警示食品的保鮮程度,保證食品的食用安全。目前,人們在確定包裝食品是否變質的主要依據是根據外包裝上標示的保質期,認為只要在保質期內,食品就一定是安全新鮮的,但事實往往并非如此,首先食品保質期與環(huán)境因素有關,不同的溫濕度、空氣流通情況等對食品的保質期有很大的影響。包裝技術、材料等也會影響到保質期。其次,保質期并非食品保鮮期,保質期內的食品最多只能保證食品尚未變質,而不能保證食品原有的新鮮度和風味。而利用智能包裝技術,不僅可以指示食品是否變質,還能延長食品保鮮期,從而更加保證食品的安全和原有風味。
此外,一些保鮮食品需要在低溫下保存,否則里面的細菌就會繁殖起來,導致食品變質,若在包裝上貼上能指示時間和溫度的新型標簽,就可以顯示食品在某一溫度下保存了多長時間。這種標簽像射擊用的靶子,有很多圈套圈的透明圓環(huán),中心的環(huán)含有一種化學物質,這種化學物質會隨時間和溫度不同而產生聚合反應,并由透明變成黑色。如果包裝的食品保持在低溫狀態(tài),該化學物質的聚合反應就很緩慢,一旦溫度增加,聚合反應就拿加速,化學物質就會由透明變成黑色。由于食品里的細菌會隨溫度和時間的增加而增加,因此化學物質變黑的程度會越來越嚴重。當內圈變黑時就意味著食品不再新鮮。消費者可以通過這種標簽顏色的變化判斷食品是否在高溫狀態(tài)下保存了很長時間。使用這種標簽,便于消費者有針對性地選擇包裝食品,避免誤選誤食變質的食品。另一種食品安全指示包裝技術,它通過與包裝袋內食品釋放的氣體發(fā)生作用,顯示肉類和蔬菜是否變質。這些先進的智能包裝技術已經在美國、法國等投入使用。其潛在的商業(yè)利益很大。目前,美國一家公司正在開發(fā)冷凍食品的保鮮指示包裝。這種包裝可以監(jiān)測肉、魚、蔬菜因保存不當發(fā)生腐爛變遺后釋放出來的氣體。