Czym jest inteligentne opakowanie? Rodzaje, przykłady i korzyści

Inteligentne opakowanie łączy materiały opakowaniowe i technologie z funkcjami, które wspierają produkt przez całe jego życie.

To kompletny system, w którym każda część – pojemnik, etykieta, zakrętka, wkładka lub czujnik – współpracuje ze sobą. Inteligentne opakowanie obejmuje wszystkie te elementy i funkcje, a nie tylko zewnętrzne pudełko czy butelkę.

To może:

1. Zmień lub popraw środowisko wewnątrz opakowania
2. Sprawdź i zgłoś stan produktu
3. Podziel się pomocnymi szczegółami na temat produktu
4. Połącz fizyczną paczkę z informacją cyfrową

Istnieją trzy główne rodzaje:

Aktywne opakowanie

Aktywne opakowanie wpływa na produkt lub jego otoczenie.

Może wchłaniać, uwalniać, blokować lub kontrolować coś wewnątrz opakowania. Celem jest zazwyczaj pomoc w utrzymaniu świeżości, jakości, bezpieczeństwa lub okresu przydatności do spożycia.

Aktywne opakowania mogą przyjmować różne formy. Ta sama funkcja może występować jako saszetka, podkładka, folia, powłoka, naklejka lub część opakowania.

Kontrola tlenu i dwutlenku węgla

Różne gazy mogą wpływać na jakość produktu w różny sposób. Aktywne opakowania mogą kontrolować poziomy tlenu (O₂) i dwutlenku węgla (CO₂) wewnątrz opakowania, aby pomóc w utrzymaniu jakości produktu i okresu przydatności do spożycia.

Kontrola tlenu Tlen może powodować utlenianie, co może prowadzić do zmiany smaku, koloru i świeżości. Może również wspierać wzrost niektórych mikroorganizmów. Aktywne opakowanie może wykorzystywać pochłaniacze tlenu lub materiały pochłaniające tlen, aby zmniejszyć ilość tlenu wewnątrz opakowania.

Przykłady komercyjne: Amosorb firmy Avient i folie tlenochłonne Cryovac firmy Sealed Air.

kontrola CO₂ Dwutlenek węgla może wpływać na jakość i okres przydatności do spożycia produktów takich jak świeże mięso, ryby, kawa, pieczywo i świeże produkty spożywcze. W zależności od produktu, zbyt duża lub zbyt mała ilość CO₂ może wpłynąć na świeżość, teksturę lub inne cechy jakościowe. Aktywne opakowania mogą wykorzystywać pochłaniacze lub emitory CO₂ do utrzymania odpowiedniego poziomu.

Przykład komercyjny: CO2 Technologies CO2 Fresh-Pads.

Kontrola wilgotności

Zbyt duża wilgotność może sprawić, że jedzenie stanie się rozmiękczone, spowodować sklejanie, sprzyjać rozwojowi pleśni lub uszkodzić produkty wrażliwe na wilgoć.

Aktywne opakowanie może usunąć lub kontrolować wilgoć wewnątrz opakowania.

Przykłady obejmują:

• Saszetki z osuszaczem
• Pady chłonące wilgoć
• Filmy chłonące wilgoć
• Materiały kontrolujące wilgotność

Desi Pak i Sorb-It firmy Clariant to przykłady komercyjnych produktów sorpcyjnych stosowanych do ochrony towarów wrażliwych na wilgoć.

Nowoczesne opakowania mogą również zawierać wchłanianie wilgoci w samym opakowaniu. ProAmpac i Ozzi, na przykład, opracowały film wchłaniający wilgoć do mieszanki do napoju Crave Crusher firmy Ozzi.

Tutaj opakowanie aktywnie usuwa wilgoć zamiast po prostu zapobiegać dostawaniu się wody.

Etylen i kontrola dojrzewania

Wiele świeżych owoców i warzyw wytwarza lub są wrażliwe na etylen, gaz przyspieszający dojrzewanie i starzenie się. .

Aktywne opakowanie może usunąć etylen lub zmniejszyć jego działanie. Może to pomóc zwolnić dojrzewanie i przedłużyć okres przydatności do spożycia świeżych produktów spożywczych.

Przykłady obejmują:

• Absorbenty etylenu
• Aktywne naklejki
• Opakowanie, które uwalnia inhibitor dojrzewania

Świeży przykład komercyjny Vidre+ firmy Inset to. Jego aktywna naklejka uwalnia 1-MCP, który blokuje działanie etylenu na produkty.

Fresh Inset opracował również MCPBag, który integruje technologię bezpośrednio w torbie na produkty.

Opakowanie robi więc więcej niż trzyma produkty. Aktywnie pomaga kontrolować proces dojrzewania.

Kontrola mikrobiologiczna

Niektóre aktywne opakowania pomagają spowolnić wzrost bakterii, pleśni i innych mikroorganizmów.

Substancje przeciwdrobnoustrojowe można dodać do:

• Filmy
• Powłoki
• Poduszki
• Inne materiały opakowaniowe

Niektóre systemy uwalniają substancję przeciwdrobnoustrojową stopniowo. Inne korzystają z materiałów, które już posiadają właściwości przeciwdrobnoustrojowe.

InvisiShield firmy Aptar Food Protection to komercyjny przykład technologii aktywnego pakowania opracowany w celu ochrony żywności przed bakteriami, wirusami i grzybami.

Inne badania nad aktywnym pakowaniem i komercyjnym rozwojem wykorzystują materiały takie jak chitozan i związki roślinne do ochrony przed mikroorganizmami.

Kontrola temperatury i ogrzewanie

Niektóre aktywne opakowania pomagają kontrolować temperaturę wokół produktu, zarówno poprzez buforowanie zmian temperatury, jak i dodawanie ciepła.

Bufor termiczny Materiały zmieniające fazę (PCMs) absorbują lub uwalniają ciepło w miarę zmiany stanu, pomagając utrzymać produkt w określonym zakresie temperatur. Są one stosowane w transporcie żywności i innych produktach wrażliwych na temperaturę.

Przykład komercyjny: Rozwiązania pakowania termicznego i inni dostawcy oferują systemy oparte na PCM zaprojektowane do utrzymywania określonych zakresów temperatur podczas transportu.

Susceptory mikrofalowe Specjalne materiały w opakowaniu absorbują energię mikrofalową i przekształcają ją w ciepło. Pomaga to zarumienić i zrumienić jedzenie podczas podgrzewania w kuchence mikrofalowej.

Przykład komercyjny: Qwik Crisp firmy Graphic Packaging International.

Opakowanie samorozgrzewające Wbudowane elementy grzewcze wytwarzają ciepło bez użycia mikrofalówki, kuchenki ani zasilania elektrycznego.

Przykład komercyjny: Ogrzewacz racji bez ognia Luxfer Magtech, który wykorzystuje stop magnezu reagujący z wodą, aby wytworzyć ciepło do posiłków.

Wszystkie trzy są aktywne, ponieważ opakowanie robi więcej niż tylko zawiera produkt. Aktywnie kontroluje lub dodaje ciepło.

Inteligentne opakowanie

Inteligentne opakowanie wykrywa, monitoruje lub raportuje informacje o produkcie lub jego stanie.

Zawiera informacje, które mogą pomóc producentom, sprzedawcom lub konsumentom podjąć decyzje dotyczące produktu.

Inteligentne opakowania mogą wykorzystywać wskaźniki wizualne, etykiety zmieniające kolor, wydrukowane sensory, wskaźniki chemiczne lub sensory elektroniczne.

Technologia może monitorować rzeczy takie jak temperatura, świeżość, gazy, integralność opakowania lub inne zmiany, które mogą wpłynąć na produkt.

Historia środowiskowa i wskaźniki świeżości

Niektóre inteligentne opakowania rejestrują warunki, jakim poddany był produkt. Inne wykorzystują te warunki do wskazania świeżości lub pozostałego okresu przydatności do spożycia.

Próbki:

Timestrip PLUS to komercyjny wskaźnik czasowo-temperaturowy. Rejestruje łączny czas, jaki produkt spędził powyżej określonego progu temperatury i pokazuje wynik poprzez widoczną zmianę koloru. Timestrip twierdzi, że jego wskaźniki są stosowane w branżach spożywczej, farmaceutycznej i logistycznej.

Inny rodzaj wskaźnika skupia się na świeżości, a nie tylko informuje o naruszeniu temperatury. FreshTag firmy Insignia Technologies zmienia kolor w zależności od warunków, jakie doświadcza produkt, i może być skonfigurowany dla różnych cykli życia produktu. Zapewnia widoczną wskazówkę, ile czasu pozostało, zanim produkt osiągnie koniec okresu świeżości.

Wskaźniki atmosfery i psucia

Niektóre inteligentne opakowania wykrywają zmiany w gazach wewnątrz opakowania.

Te gazy mogą dostarczyć informacji na temat stanu produktu lub otoczenia wokół niego.

Przykłady obejmują tlen, dwutlenek węgla, amoniak i inne gazy związane z pogorszeniem produktu.

Ageless Eye, od Mitsubishi Gas Chemical, to wskaźnik tlenu używany wewnątrz opakowań. Jego kolor zmienia się w zależności od poziomu tlenu, dostarczając widocznego wskazania, czy utrzymano środowisko wolne od tlenu. Źródła komercyjne i akademickie identyfikują go jako przykład wskaźnika gazowego w opakowaniu.

Wskaźniki gazowe mogą również być zaprojektowane do wykrywania gazów związanych z psuciem się. Na przykład, niektóre sensory świeżości reagują na lotne związki powstające podczas pogarszania się jedzenia. Te wskaźniki dostarczają informacji o stanie produktu, zamiast zmieniać środowisko opakowania.

Integralność opakowania i wskaźniki manipulacji

Inteligentne opakowanie może również wskazywać, czy paczka została uszkodzona, naruszona lub narażona na warunki, które mogą wpłynąć na jej barierę ochronną.

Novas, firmy Insignia Technologies, to przykład wskaźnika integralności dla produktów pakowanych w zmodyfikowanej atmosferze. Technologia wykorzystuje pigment zmieniający kolor w materiale opakowaniowym, aby pokazać, kiedy opakowanie zostało uszkodzone i jego ochronna atmosfera została naruszona.

Ten rodzaj technologii pomaga zidentyfikować problem z paczką bez konieczności jej otwierania lub ręcznej inspekcji.

Połączone opakowanie

Połączone opakowanie łączy fizyczny produkt lub opakowanie z informacjami cyfrowymi lub usługami.

Połączenie można utworzyć poprzez Kody kreskowe 2D NFC lub RFID. Większość połączonego opakowania łączy się z treściami cyfrowymi, które odnoszą się do całej linii produktów lub partii. W przeciwieństwie do tego, inteligentne opakowanie dostarcza konkretnych informacji unikalnych dla jednego przedmiotu.

Podczas gdy te technologie wszystkie łączą produkt z informacjami cyfrowymi, różnią się one sposobem nawiązania połączenia i odczytania produktu.

NFC

NFC (Near Field Communication) łączy opakowanie z informacjami cyfrowymi za pomocą małej naklejki NFC dołączonej do opakowania lub wbudowanej w nie.

NFC tag zawiera chip i antenę. Chip przechowuje informacje, takie jak adres URL lub identyfikator produktu. Większość tagów NFC jest pasywna, co oznacza, że nie potrzebują baterii. Gdy zbliża się smartfon z obsługą NFC, jego czytnik tworzy pole magnetyczne, które zasila tag. Tag następnie wysyła przechowywane informacje do telefonu, który może otworzyć adres URL lub przetworzyć inne dane.

NFC zaczęło pojawiać się w smartfonach pod koniec 2010 roku, zostało szeroko przyjęte przez główne marki smartfonów od 2014 roku i jest teraz standardowym elementem większości smartfonów. Apple wprowadził odczytywanie tagów NFC za pomocą Core NFC w iOS 11 dla iPhone'a 7 i nowszych modeli.

Przykładowe zastosowanie: Destylarnia Kilchoman używa tagów NFC Na swoich etykietach butelek whisky. Konsumenci mogą dotknąć butelki smartfonem z funkcją NFC, aby uzyskać dostęp do treści cyfrowych związanych z produktem.

RFID

Radio Frequency Identification (RFID) łączy produkty fizyczne z systemami cyfrowymi za pomocą fal radiowych.

RFID to szeroka rodzina technologii, która obejmuje LF, HF i UHF. W przypadku opakowań produktów i handlu detalicznego powszechnie stosuje się RFID UHF, ponieważ może odczytywać tagi z odległości kilku metrów i szybko identyfikować wiele przedmiotów.

RFID tag zawiera chip i antenę. Czytnik wysyła sygnał radiowy do tagu. Pasywny tag pobiera energię z tego sygnału, aby zasilić swój chip. Następnie tag wysyła swoje przechowywane dane z powrotem do czytnika za pomocą backscatter. Dane są często unikalnym identyfikatorem produktu, który system biznesowy wykorzystuje do pobrania informacji o produkcie.

W przeciwieństwie do NFC, RFID zazwyczaj wymaga dedykowanego czytnika.

RFID jest głównie używane do celów biznesowych i logistyki, takich jak inwentaryzacja, odbiór, śledzenie i kasa. Może być stosowane na poszczególnych produktach, kartonach i paletach.

Jednak niektóre systemy detaliczne wykorzystują technologię RFID do udostępniania informacji o produktach kierowanych do konsumentów. Na przykład Catalyst Smart Screen może wykryć tag RFID przymocowany do odzieży. Gdy odzież zostanie przybliżona do ekranu, system ją zidentyfikuje i wyświetli informacje o produkcie oraz powiązane produkty.

2D kody kreskowe połączone

Kod QR to powszechny format dwuwymiarowego kodu kreskowego używany do łączenia opakowań z informacjami online. Połączenie jest tworzone poprzez zakodowanie adresu strony internetowej w kodzie QR, który może odczytać i otworzyć smartfon.

Istnieją dwa powszechne podejścia:

Adres strony internetowej w kodzie QR Zwykły adres URL strony internetowej jest zakodowany w kodzie QR i kieruje użytkownika do strony internetowej.

URI GS1 Digital Link w kodzie QR A GS1 Digital Link URI jest zakodowany w kodzie QR. Podąża za standaryzowaną składnią GS1 i zawiera identyfikator GS1, takie jak GTIN, aby połączyć zidentyfikowany produkt z informacjami lub usługami online.

Co nie jest uważane za inteligentne opakowanie

Istnieją inne metody i procesy pakowania, które nie są uważane za inteligentne pakowanie. To nie oznacza, że te funkcje nie są przydatne. Oferują one ważne korzyści, ale nie wpisują się w definicję inteligentnego pakowania.

Pasywne zabezpieczenie i formaty barier

• Konwencjonalne opakowanie barierowe Kartony, szklane butelki, puszki i folie barierowe chronią produkty przed uszkodzeniami fizycznymi, wilgocią, tlenem, światłem lub innymi czynnikami zewnętrznymi.
• bezczynnościowe pakowanie w zmodyfikowanej atmosferze (MAP) Zestaw mieszanki gazowej, takiej jak azot, jest dodawany podczas pakowania i nie zmienia się w odpowiedzi na produkt później.
• Pakowanie próżniowe i pakowanie próżniowe w skórkę Powietrze jest usuwane z opakowania, aby zmniejszyć ekspozycję tlenu i pomóc w ochronie produktu.
• Opakowania aseptyczne, torebki retortowe i puszki Te opakowania zapewniają bezpieczeństwo i długotrwałość żywności dzięki temu, w jaki sposób jest ona przetwarzana (podgrzewana lub sterylizowana) a następnie zamykana.
• Izolowane opakowanie termiczne bez monitorowania: Materiały takie jak pudełka EPS i izolowane koperty pomagają utrzymać temperaturę, ale nie mierzą ani nie raportują jej.

2. Zrównoważenie i cechy materiałowe

• Opakowania biodegradowalne, kompostowalne, nadające się do recyklingu, wielokrotnego użytku i do ponownego napełniania Te cechy wpływają na to, w jaki sposób jest produkowane, używane lub utylizowane opakowanie, a nie na monitorowanie ani przekazywanie informacji o produkcie.
• Lekka, oparta na biokompozycie lub z materiałów z recyklingu opakowaniowa Te materiały zmniejszają wagę opakowania lub zmieniają jego źródło materiału bez dodawania inteligentnej funkcji.

Projektowanie, Struktura i Wygoda Mechaniczna

• Ergonomiczne kształty lub kształty nietypowe oraz wykończenia premium Te cechy zmieniają wygląd, obsługę lub prezentację opakowania bez dodawania inteligentnej funkcji.
• Funkcje ułatwiające Zamknięcia z możliwością ponownego zamykania, dzióbki do łatwego nalewania, zakładki do łatwego otwierania, zabezpieczenia przed dziećmi oraz mechaniczne nakrętki dozujące sprawiają, że produkty są łatwiejsze lub bezpieczniejsze w użyciu.
• Kontrola porcji i formaty wielopakowe Saszetki, opakowania typu blister i tacki do łamania dzielą produkty na mniejsze porcje lub jednostki.
• Standardowe tacki do podgrzewania w mikrofalówce lub piekarniku Materiały odporne na ciepło pozwalają opakowaniu wytrzymać nagrzewanie, ale nie podgrzewają aktywnie produktu.

Funkcje zabezpieczeń i zabezpieczeń przed manipulacją

• Biernie działające funkcje zabezpieczeń wizualnych Hologramy, mikrotekst, znaki wodne i farby UV-widoczne pomagają zidentyfikować autentyczne opakowanie, ale nie weryfikują cyfrowo produktu.
• Mechaniczne plomby zabezpieczające przed naruszeniem Pierścienie odłamujące, opaski skurczowe i taśmy z napisem "void" pokazują widoczne znaki, gdy paczka została otwarta lub naruszona.

Jak działa inteligentne opakowanie razem

Celem inteligentnego opakowania jest pomóc produktom pozostać w dobrym stanie, aby mogły być spożywane w najlepszym stanie, nawet w różnych warunkach. Może również pomóc zmniejszyć marnowanie żywności poprzez ochronę produktów, monitorowanie ich stanu i dostarczanie przydatnych informacji.

Trzy rodzaje inteligentnego opakowania mogą współpracować, aby wspierać ten cel.

Jednak nie każdy produkt potrzebuje każdego rodzaju inteligentnego opakowania. Przejrzyj każdy proces i rozważ, w jaki sposób może on pomóc Twojemu produktowi. Czy dodatkowe koszty zapewniają wystarczającą wartość w dłuższej perspektywie? Czy dłuższy okres przydatności do spożycia może zmniejszyć marnotrawstwo lub poprawić zyski?

To są pytania, które trzeba zadać przed podjęciem decyzji, czy inteligentne opakowanie jest odpowiednie dla twojego produktu.

Najczęściej zadawane pytania

Co to jest opakowanie produktu?

Opakowanie produktu to materiał lub pojemnik używany do przechowywania, ochrony, przechowywania, transportu i prezentacji produktu. Przykłady obejmują butelki, pudełka, puszki, saszetki i opakowania.

Jakie są rodzaje materiałów opakowaniowych?

Do wspólnych materiałów opakowaniowych należą papier, tektura, plastik, szkło, metal, drewno i tkanina. Niektóre opakowania wykorzystują więcej niż jeden materiał.

Co to jest poziom pakowania?

Poziomy opakowań opisują warstwy opakowań wokół produktu:

1. Pakowanie pierwotne: Bezpośrednio trzyma produkt, takie jak butelka czy puszka.
2. Opakowanie wtórne: Przechowuje lub grupuje opakowania pierwotne, takie jak pudełko butelek.
3. Opakowanie trzeciorzędowe: Przeznaczone do przechowywania grup produktów do wysyłki, takich jak paleta lub duży kontener do wysyłki.

Jaka jest różnica między opakowaniem a pakowaniem?

Opakowanie to materiał i pojemnik używany do przechowywania i ochrony produktu. Pakowanie to proces umieszczania produktów w opakowaniu i przygotowywania ich do przechowywania lub wysyłki.

OŚWIADCZENIE Zgadzamy się, że GS1, a także materiały, przedmioty własnościowe i wszelkie związane patenty, prawa autorskie, znaki towarowe i inne własności intelektualne (łącznie "własność intelektualna") związane z jej wykorzystaniem, są własnością GS1 Global, i że nasze wykorzystanie ich będzie zgodne z warunkami określonymi przez GS1 Global.