什么是智能包装？类型、示例和好处

智能包装结合了包装材料和技术，具有支持产品在整个生命周期中的功能。

这是一个完整的系统，其中每个部分——容器、标签、盖子、插入物或传感器——都能协同工作。智能包装包括所有这些部分和功能，不仅仅是外包装或瓶子。

它可以：

1. 改变或改善包装内部的环境
2. 检查并报告产品的状况
3. 分享有关产品的有用细节
4. 将实体包装与数字信息连接起来

有三种主要类型：

活性包装

主动包装对产品或其周围环境起到一定作用。

它可以吸收、释放、阻挡或控制包装内的某些物质。目标通常是帮助保持新鲜度、质量、安全性或货架寿命。

主动包装可以采用不同形式。相同的功能可能表现为小袋、垫、薄膜、涂层、贴纸或包装本身的一部分。

氧气和二氧化碳控制

不同的气体可以以不同的方式影响产品质量。活性包装可以控制包装内氧气（O₂）和二氧化碳（CO₂）的水平，以帮助保持产品质量和货架寿命。

氧气控制 氧气会引起氧化，导致口味、颜色和新鲜度的变化。它还可以促进一些微生物的生长。活性包装可以使用氧气吸收剂或氧气清除材料来减少包装内的氧气。

商业示例：Avient的Amosorb和Sealed Air的Cryovac氧气吸附膜。

CO₂控制 二氧化碳可以影响新鲜肉类、鱼类、咖啡、烘焙食品和新鲜农产品等产品的质量和保质期。根据产品的不同，过多或过少的CO₂可能会影响新鲜度、口感或其他质量特征。活性包装可以使用CO₂吸收剂或释放剂来维持适当的水平。

商业示例：CO2 Technologies的CO2 Fresh-Pads。

湿度控制

过多的湿气会使食物变得潮湿，导致结块，促进霉菌生长，或损坏对湿气敏感的产品。

主动包装可以去除或控制包装内的湿气。

例子包括：

• 干燥剂袋
• 吸湿垫
• 吸湿膜
• 控湿材料

Clariant的Desi Pak和Sorb-It是商业上用于保护湿敏货物的脱湿剂产品的示例。

新包装也可以将吸湿功能融入包装本身。例如，ProAmpac和Ozzi为Ozzi的Crave Crusher饮料混合物开发了一种吸湿膜。

这个包装被动地去除湿气，而不仅仅是防止水进入。

乙烯和成熟控制

许多新鲜水果和蔬菜会产生或对乙烯敏感，这是一种加速成熟和老化的气体。 。

主动包装可以去除乙烯或减少其影响。这有助于减缓成熟速度并延长新鲜农产品的可用寿命。

例子包括：

• 乙烯吸收剂
• 活跃的贴纸
• 释放成熟抑制剂的包装

Fresh Inset的Vidre+是一个商业示例。它的活性贴纸释放1-MCP，可以阻止乙烯对农产品的影响。

Fresh Inset还开发了MCPBag，将该技术直接融入到一个生产袋中。

包装不仅仅是用来装载农产品的，它还能积极帮助控制果实的成熟过程。

微生物控制

一些活性包装有助于减缓细菌、霉菌和其他微生物的生长。

抗菌物质可以添加到：

• 电影
• 涂层
• 护垫
• 其他包装材料

一些系统逐渐释放抗菌物质。其他使用已具有抗菌特性的材料。

Aptar Food Protection的InvisiShield是一种商业示例，是一种旨在帮助保护食品免受细菌、病毒和真菌侵害的活性包装技术。

其他活性包装研究和商业开发使用壳聚糖和植物基化合物等材料进行抗菌保护。

温度控制和加热

一些活性包装有助于控制产品周围的温度，可以通过缓冲温度变化或增加热量来实现。

热缓冲 相变材料（PCMs）在改变状态时吸收或释放热量，有助于保持产品在设定的温度范围内。它们被用于食品运输和其他对温度敏感的产品。

商业示例：Thermal Packaging Solutions和其他供应商提供基于PCM的系统，旨在在运输过程中保持特定温度范围。

微波吸收体 包装中的特殊材料吸收微波能量并将其转化为热量。这有助于在微波加热过程中使食物变得金黄脆口。

商业示例： 国际图形包装公司的Qwik Crisp。

自热包装 内置加热元件可以在没有微波炉、炉灶或电力的情况下产生热量。

商业示例：Luxfer Magtech的无火加热器，使用镁合金与水反应产生热量供餐食使用。

所有三者都是活跃的，因为包装不仅仅是装载产品，它还能主动控制或增加热量。

智能包装

智能包装可以检测、监控或报告有关产品或其状态的信息。

它提供的信息可以帮助制造商、零售商或消费者对产品做出决策。

智能包装可以使用视觉指示器、变色标签、印刷传感器、化学指示器或电子传感器。

技术可以监测诸如温度、新鲜度、气体、包装完整性或其他可能影响产品的变化。

环境历史和新鲜度指标

一些智能包装记录产品所经历的条件。其他则利用这些条件来指示新鲜度或剩余货架寿命。

示例：

Timestrip PLUS 是一种商业时间温度指示器。它记录产品在超过定义的温度阈值上花费的累积时间，并通过可见的颜色变化显示结果。Timestrip 表示其指示器用于食品、制药和物流应用。

另一种类型的指示器侧重于新鲜度，而不仅仅是报告温度违规。Insignia Technologies的FreshTag会根据产品所经历的条件而改变颜色，并可针对不同的产品生命周期进行配置。它提供了一个可见的指示，显示产品在新鲜期结束之前剩余多少时间。

大气和腐败指标

一些智能包装可以检测包装内部气体的变化。

这些气体可以提供有关产品状况或周围环境的信息。

包括氧气、二氧化碳、氨和与产品恶化有关的其他气体。

永久眼，来自三菱瓦斯化学，是一种用于包装内部的氧气指示剂。其颜色会根据氧气水平变化，提供一个可见的指示，显示是否保持了无氧环境。商业和学术来源将其确定为一种包装内气体指示剂的示例。

气体指示器也可以设计成检测与食物变质有关的气体。例如，一些新鲜度传感器会对食物恶化时产生的挥发性化合物做出反应。这些指示器提供有关产品状态的信息，而不是改变包装环境。

包装完整性和篡改指示器

智能包装还可以指示包装是否已损坏、破裂或暴露于可能影响其保护屏障的条件。

Insignia Technologies 公司的 Novas 是一种用于包装在改良气氛中的产品的完整性指示器的示例。该技术利用包装材料中的变色颜料，以显示包装何时已被损坏并其保护气氛已受损。

这种技术可以帮助识别包裹问题，而无需打开或手动检查包裹。

连接包装

连接包装将实体产品或包装与数字信息或服务相连接。

连接可以通过创建 2D条形码 大多数连接包装都链接到适用于整个产品线或批次的数字内容。相比之下，智能包装提供针对单个物品的特定信息。

这些技术都将产品连接到数字信息，但它们在连接方式和产品读取方式上有所不同。

NFC

近场通信（NFC）通过连接附加到或内置在包装中的小型NFC标签，将包装与数字信息相连接。

NFC标签包含芯片和天线。芯片存储信息，如URL或产品ID。大多数NFC标签是被动的，意味着它们不需要电池。当一个支持NFC的智能手机靠近时，其读卡器会产生一个磁场来为标签供电。然后标签会将存储的信息发送到手机，手机可以打开一个URL或处理其他数据。

NFC技术开始出现在智能手机上，自2010年末起，从2014年开始被主要智能手机品牌广泛采用，现在已成为大多数智能手机的标准功能。苹果在iOS 11中为iPhone 7及更高版本引入了通过Core NFC进行NFC标签读取。

示例用例： Kilchoman酿酒厂使用NFC标签 消费者可以用支持NFC的智能手机轻击威士忌瓶子，以访问与产品相关的数字内容。

射频识别

射频识别（RFID）利用无线电波将物理产品连接到数字系统。

RFID是一个广泛的技术家族，包括LF、HF和UHF。对于产品包装和零售，UHF RFID被广泛使用，因为它可以从几米之外读取标签并快速识别多个物品。

RFID标签包含芯片和天线。读卡器向标签发送无线电信号。被动标签从这个信号中捕获能量以为其芯片供电。然后标签使用回波将其存储的数据发送回读卡器。这些数据通常是一个独特的产品标识符，企业系统用于检索产品信息。

与NFC不同，RFID通常需要专用读卡器。

RFID主要用于商业和供应链应用，如库存、收货、跟踪和结账。它可以用于单个产品、纸箱和托盘。

然而，一些零售系统使用RFID技术来提供面向消费者的产品信息。例如，Catalyst Smart Screen可以检测到附在服装上的RFID标签。当服装靠近屏幕时，系统会识别它并显示产品信息和相关产品。

2D条形码链接

QR码是一种常见的二维条形码格式，用于将包装与在线信息连接起来。通过在QR码中编码一个网址，可以实现连接，智能手机可以读取并打开该网址。

有两种常见的方法：

网站网址的二维码 一个常规的网站URL被编码在QR码中，指引用户到一个网页。

QR码中的GS1数字链接URI A GS1数字链接 URI被编码在QR码中。它遵循GS1的标准化语法，并包括GS1标识符，如GTIN，以将识别的产品连接到在线信息或服务。

什么不被视为智能包装

有其他包装方法和流程并不被视为智能包装。这并不意味着这些特性没有用处。它们提供重要的好处，但它们不符合智能包装的定义。

被动保护和屏障格式

• 传统的屏障包装 纸盒、玻璃瓶、罐头和屏障薄膜可以保护产品免受物理损坏、潮气、氧气、光线或其他外部因素的影响。
• 被动改性气调包装（MAP） 一种固定的气体混合物，比如氮气，在包装过程中添加，不会随后产品的变化而改变。
• 真空包装和真空皮肤包装 空气被抽出包装以减少氧气接触，有助于保护产品。
• 无菌包装、热封袋和罐头 这些包装可以保持食物安全和耐久，因为食物经过加热或灭菌处理后再密封。
• 无监控的绝缘或保温包装： EPS盒和隔热邮袋等材料有助于保持温度，但不测量或报告温度。

可持续性和材料属性

• 可生物降解、可堆肥、可回收、可重复使用和可再填充的包装 这些特性影响包装的制作、使用或处理方式，而不是监测或传达产品信息。
• 轻量级、基于生物的或回收材料的包装 这些材料减轻包装重量或更改其材料来源，而不添加智能功能。

设计、结构和机械便利

• 符合人体工程学的或新颖的形状和高级饰面 这些功能改变了包装的外观、处理或展示，而没有增加智能功能。
• 便利功能 可重新密封的拉链、便于倒出的壶口、易于打开的标签、儿童防护封闭件和机械计量盖使产品更易于使用或更安全。
• 分量控制和多包装格式 袋装、泡罩包装和分隔托盘将产品分成更小的部分或单位。
• 标准微波或烤箱可用托盘 耐热材料使包装能够承受加热，但不会主动加热产品。

安全和防篡改特性

• 被动视觉安全功能 全息图、微文字、水印和紫外可见油墨有助于识别真品包装，但不能对产品进行数字验证。
• 机械防篡改封条 断裂环、收缩带和空白胶带会显示明显的迹象，当包裹被打开或篡改时。

智能包装如何协同工作

智能包装的目标是帮助产品保持良好状态，使其在不同条件下都能以最佳状态被消费。它还可以通过帮助保护产品、监测其状态和提供有用信息来减少食品浪费。

三种智能包装类型可以共同支持这个目标。

然而，并非每种产品都需要每种类型的智能包装。看看每个流程，并考虑它如何有助于您的产品。额外成本是否能在长期内提供足够的价值？更长的货架寿命是否能减少浪费或提高您的利润？

这些是在决定智能包装是否适合您的产品之前要问的问题。

常见问题

什么是产品包装？

产品包装是用于容纳、保护、存储、运输和展示产品的材料或容器。示例包括瓶子、盒子、罐头、袋子和包装纸。

有哪些种类的包装材料？

常见的包装材料包括纸张、纸板、塑料、玻璃、金属、木材和织物。有些包装会使用多种材料。

什么是包装级别？

包装级别描述产品周围的包装层：

1. 主要包装：直接容纳产品，如瓶子或罐头。
2. 次级包装：用于容纳或组合主要包装，比如一箱瓶子。
3. 三级包装：用于托盘或大型运输容器等装运产品组。

包装和打包之间有什么区别？

包装是用于容纳和保护产品的材料和容器。打包是将产品放入包装中并为其储存或运输做准备的过程。

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