智能包装研究及应用进展一类参照
6页1、智能包装研究及应用进展摘要 :包装的创新旨在提高、结合或者是扩展传统包装的四大基本功能。智能包装就是包装创新的体现,它 是指对环境因素具备“识别”和“判断”,并对感知信息作出响应的功能型包装。本文阐明了智能包装的定 义与分类,详细分析了智能包装在国内外的发展、应用现状及市场前景,并提出了智能包装在各个领域的发 展趋势,如时间 - 温度指示剂(TTI)、气体指示剂(GI)、射频识别技术(RFID)等领域。本文不仅全面 地总结了智能包装的发展历程,并且是包装研究人员的创新灵感来源。 关键词 :智能包装 ;食品包装 ;指示剂 ;RFID引言 虽然传统的包装对早期的商品物流系统做出了 巨大的贡献,但随着现代社会变得越来越复杂,社 会中的每一个个体(商品生产、加工、物流运营商、 零售商和消费者)都需要具有创新性的包装 , 来保 证商品的安全、质量和可追溯性,这需要可以集成 在包装的技术。为了包装创新商业的可行性和成功性被目标群体所接受 , 他们必须符合日益严厉的监 管要求,最低限度地添加防腐剂,最后获得比使用 新技术的花费还要有益的结果。此外,包装的创新 也应该旨在减少环境压力,考虑可持续发展问
2、题(防 止浪费、有效地利用资源、流程优化、回收和再利 用)。如图 1,传统意义上包装的功能有四个,分别 是保护、流通、便捷和储存。这几个功能并不是互相排斥的,例如,食品包装通过信息流通功能可以 为消费者提供便捷的使用方法,也可以为生产者提 供物流信息以实施监管。活性包装的出现突破了传 统包装难以保存新鲜食物的缺陷。但是,随着科技 的发展,智能包装将在活性包装的基础上结合物理、 化学、计算机等科技使得包装“智能化”,智能包 装能够在一定程度上代替人工,做出有效的沟通和 合理决策,并且第一时间能够获取、存储、处理和 分享信息。智能包装和聪明包装往往在各种会议和研讨会 上交替使用 , 但这些术语也被几个期刊和杂志的作 者赋予不同的含义。Brody 等人 1 定义的智能包装 为一个可以感觉和沟通的包装系统 , 而聪明包装是 一个同时拥有活性包装和智能包装的功能的术语。 Clarke2 定义的智能包装是一个包含逻辑能力的术 语,聪明包装是一个具有沟通功能的术语。Rijk3 定义的智能包装 , 通过监控包装中食品的条件来传 达关于在运输和储存过程中食物质量的信息。这些 定义的一个主要弱点是他们自由
3、地组合智能包装(聪明包装)的特性,却没有认真判断其意义和目的。 模棱两可 , 含糊不清的定义也大大限制了智能包装 的效用。1 智能包装的定义根据现代汉语词典,“智能”这个词的定义 是“智慧和能力”,可以自我发现故障,自我修复, 并根据实际情况做出优化反应,发挥控制功能的 能力。 如图 2,智能包装是指对环境因素具有“控 制”、“识别”和“判断”功能的包装,它可以识别 和显示包装空间的温度、湿度、压力以及密封的程 度、时间和包装内容物的泄露物质等重要参数。因 此,智能包装可应用于数据记录媒介,如 :二维码 和 RFID ;或者是应用于包装指示剂,如 :气体指 示剂、生物传感器和时间温度指示剂(TTI)。智 能包装是一个作为能使用智能功能 ( 如检测、传感、 记录、跟踪、沟通,并应用科学逻辑 ) 以促进决策 的制定,从而实现延长货架寿命、提高安全、提高 质量、提供信息、警告可能出现的问题等功能的包 装系统。我们认为智能包装的独特性在于它的沟通 能力 :因为包装与商品在供应链过程中经常一起移 动,包装是商品最好的搭档,包装也处于传达商品 即时状态最好的位置。 我们相信智能包装的出现表示包装的
4、概念有了 另一范式的提升包装从一个平庸的执行者到一 个聪明的沟通者的改变。正如前面提到的,规范智 能包装定义的目的是鼓励人们以创新和有效的方式 提升包装的交流功能。2 智能包装的分类智能包装是一个多元学科的交叉应用领域,支 撑智能包装的学科主要有材料科学、人工智能、现 代控制理论、微电子学、计算机科学等等。智能包 装分为三类,分别是功能材料型智能包装、功能结 构型智能包装及信息型智能包装,如表 1。2.1 功能材料型智能包装功能材料型智能包装是为了实现改善和增加包 装的功能,而应用新型智能包装材料,以达到和完成特定包装的目的。目前研制的功能材料型智能包 装通常是采用湿敏、光电、温敏、气敏等功能材 料,并且对环境因素具有“识别”和”判断”功能。 复合制成的包装材料可以识别和显示包装内部的温 度、湿度、压力以及密封的程度、时间等一些重要 参数。功能材料型智能包装对于需长期储存的包装 商品很有发展前景。 功能材料型智能包装一般具有时间 - 温度记录 标志、氧气和二氧化碳等气体指示标志、光致变色 标志、物理冲击记录标志、微生物污染标志等功能。 这些功能材料与包装材料复合使包装变得更加“智 能”
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