智能包装综合概况完整版

1、智能包装刘 海 利2 0 1 6 . 0 1 . 2 0目录智能包装定义智能包装技术的发展与应用现状智能包装种类智能包装应用射频识别(FRID)技术与应用结论结束语智能包装 定义 智能包装几乎应用在所有范围领域之类，如电子产品、食品、饮料、生活产品的包装都涉及智能包装。定义：利用新型的包装材料、结构与形式对商品的质量与流通安全性进行积极干预与定义：利用新型的包装材料、结构与形式对商品的质量与流通安全性进行积极干预与保障；利用信息收集、管理、控制与处理技术完成对运输包装系统的优化保障；利用信息收集、管理、控制与处理技术完成对运输包装系统的优化管理。管理。电子产品包装食品包装生活用品包装饮料包装智

2、能包装技术的发展与应用现状第一代智能包装技术：第一代智能包装技术：防伪、追踪、防盗防伪、追踪、防盗光学特光学特性性特点：只利用一种技术特点：只利用一种技术第二代智能包装技术：第二代智能包装技术：特点：引入两种或两种以上的技术特点：引入两种或两种以上的技术 （一）智能包装技术的发展智能包装技术的发展与应用现状近年来，材料科学、现代控制技术、计算机技术与人工智近年来，材料科学、现代控制技术、计算机技术与人工智能能 等相关技术的进步，带动了智能包装的飞速的发展，等相关技术的进步，带动了智能包装的飞速的发展，据国外调查据国外调查 分析，预计到分析，预计到 20112011年，全球智能包装产值将年，全球

3、智能包装产值将增长至增长至4 8 4 8 亿美元，亿美元， 2013 2013 年将增长至年将增长至141141亿美元。其中，亿美元。其中，美国在智能包装方面发展迅美国在智能包装方面发展迅 速，智能包装市场每年的增速，智能包装市场每年的增长率为长率为13%13%，估计到，估计到 20112011年产量将年产量将 达达1111亿美元。亿美元。（二）国外智能包装技术现状智能包装技术的发展与应用现状1 1）美国）美国开发了很多实用的功能材料型智能包装新成果，开发了很多实用的功能材料型智能包装新成果，如光学如光学 涂料试验中心和涂料试验中心和 PA PA 技术公司技术公司研制出一种在外力研制出一种在外

4、力作用下会变色的作用下会变色的 塑料薄膜塑料薄膜，膜上涂有不同波长的反向干膜上涂有不同波长的反向干涉涂层，涉涂层，在正常情况下涂在正常情况下涂 层呈层呈明亮色彩明亮色彩，一旦被动用，一旦被动用，涂层便开始剥落，薄膜变成灰色，涂层便开始剥落，薄膜变成灰色， 剥落部分还会产生花剥落部分还会产生花纹，从而提供了此包装曾启封过的警示信纹，从而提供了此包装曾启封过的警示信 号。这种材料号。这种材料很适合作包装封记。很适合作包装封记。美国国际造纸公美国国际造纸公司采用以色列司采用以色列 能量能量纸公司（纸公司（Power PaperPower Paper）开发出来的一种超薄柔软电池，）开发出来的一种超薄柔

5、软电池，用用 于一些消费产品的包装，这种新型电池可像油墨一样于一些消费产品的包装，这种新型电池可像油墨一样被被“印刷印刷” ” 在产品的包装上，使之增加灯光、声音，以在产品的包装上，使之增加灯光、声音，以及其他一些特殊效及其他一些特殊效 果，可让制造商更有效地通过产品包果，可让制造商更有效地通过产品包装来吸引消费者。此外，美装来吸引消费者。此外，美 国在功能结构型智能包装方国在功能结构型智能包装方面也有比较大的发展。面也有比较大的发展。（二）国外智能包装技术现状-案例研究智能包装技术的发展与应用现状2 2）芬兰）芬兰的的VTTVTT生物技术实验室研制的生物技术实验室研制的智能包装指示剂智能包装

6、指示剂引起引起了很了很 大反响。这种指示剂的关键意义在于具有直接给出大反响。这种指示剂的关键意义在于具有直接给出有关食品质有关食品质 量、包装和预留空间气体、包装的贮藏条件量、包装和预留空间气体、包装的贮藏条件等信息的能力。保鲜等信息的能力。保鲜 指示剂通过对微生物生长期新陈代指示剂通过对微生物生长期新陈代射的反应直接指示出食品的射的反应直接指示出食品的 微生物质量。微生物质量。气调包装就是气调包装就是一种典型的智能包装，起源可追溯到一种典型的智能包装，起源可追溯到 20 20 世纪世纪30 30 年代。年代。1955 1955 年美国年美国Gerha rdGerha rd国家研究中心植物生理

7、实国家研究中心植物生理实 验室的马验室的马尔塞兰开始研究各种尔塞兰开始研究各种PE PE 膜贮藏各种水果，并对贮藏环膜贮藏各种水果，并对贮藏环 境境中的氧和二氧化碳的变化作了系统的研究。中的氧和二氧化碳的变化作了系统的研究。20 20 世纪世纪70 70 年年代以代以 后，气调包装开始大规模的应用于商业领域。后，气调包装开始大规模的应用于商业领域。（二）国外智能包装技术现状-案例研究智能包装技术的发展与应用现状我国对功能材料型智能包装、功能结构型智能包装方面的我国对功能材料型智能包装、功能结构型智能包装方面的研究相对较晚，尤其是研究相对较晚，尤其是气调包装气调包装。我国气调保鲜技术虽然。我国气

8、调保鲜技术虽然起步起步 比较晚，但是发展迅速。比较晚，但是发展迅速。20 20 世纪世纪90 90 年代以来，随着年代以来，随着人们对食品气人们对食品气 调贮藏的认识逐步提高，我国的食品气调贮调贮藏的认识逐步提高，我国的食品气调贮藏已经占果实贮藏藏已经占果实贮藏 总量的百分之十几。但气调包装的普及总量的百分之十几。但气调包装的普及与推广应用还需要一个过与推广应用还需要一个过 程。尽管我国在智能包装的技术程。尽管我国在智能包装的技术研发水平和应用领域还存在一研发水平和应用领域还存在一 些不足，但随着我国科技力些不足，但随着我国科技力量的不断提升，我们在某些方面也取得了许多令人可喜的量的不断提升，

9、我们在某些方面也取得了许多令人可喜的成绩。成绩。（二）国内智能包装技术现状智能包装技术的发展与应用现状1 1）中国农业大学已成功开发用于新鲜猪中国农业大学已成功开发用于新鲜猪 肉的肉的 T TIT TI标签，标签，但还没有得到大量的应用；但还没有得到大量的应用；2 2）无线射频识别电子标无线射频识别电子标 签签(R FID(R FID) )虽然在虽然在 20072007年开始用年开始用于月饼产品，但还未普及到其他于月饼产品，但还未普及到其他 食品。食品。3 3）其他智能包装体系如鲜度指示、病源微生物指示等也）其他智能包装体系如鲜度指示、病源微生物指示等也在在 进行研究，上海海洋大学新开发的快速

10、检测食品新鲜进行研究，上海海洋大学新开发的快速检测食品新鲜度的度的“电子电子 鼻鼻”和检测致病菌的和检测致病菌的“生态芯片生态芯片”技术如进技术如进一步用于食品包装，一步用于食品包装， 将有助于我国智能包装技术发展。将有助于我国智能包装技术发展。（二）国内智能包装技术现状-案例研究 智能包装分为功能性材料智能包装、结构性智能包装、信息型智能包装。智能包装分类功能性材料智能包装 光电 温敏 湿敏 气敏等结构型智能包装 安全性 可靠性 自动功能信息型智能包装 仓储、运输、销售过程中质量信息记录与表现 生产和销售分布信息记录通过增加或改进部分包装结构，而使包装具有某些特殊功能和智能型特点。功能结构型

11、智能包装定义：定义：功能结构型智能包装是指通过增加或改进部分包装结构，而使包装具有某些特殊功能和智能型特点。功能结构的改进往往从包装的安全性、可靠性和部分自动功能入手进行，这种结构上的变化使包装的商品使用更加安全和方便简洁。案例：案例：自动加热和自动冷却包装6。这两种包装都是增加了包装的部分结构，而使包装具有部分自动功能。自动加热型包装是一种多层、无缝的容器，以注塑成形方法制成，容器内层分成多个间隔，容许产品自我加热。它的加热原理是：当使用者拿下容器上的箔，并按压容器底部时，容器内的水及石灰石便会产生化学反应，发放热能，进而令产品加热。自动冷却型包装内置一个冷凝器、一个蒸发格及一包以盐做成的干

12、燥剂，冷却时由催化作用所产生的蒸气及液体会贮藏于包装的底部。这技术也可应用于普通容器，它能在几分钟内将容器内物品的温度降低至摄氏17。这2种智能自动型包装适合野外作业人士使用，例如探险、单车、钓鱼爱好者等。防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）温敏案列：）温敏案列：澳大利亚包装材料专家研制出一种新澳大利亚包装材料专家研制出一种新型电子警示包装，当易腐败的食物在型电子警示包装，当易腐败的食物在高温下受热，高温下受热，其质量已不能得到保证其质量已不能得到保证时，包装上的传感条便改变颜色，电时，包装上的传感条便改变颜色，电子芯片即发出警报。子芯片即发出警报。电子包装技术也电子包装技术也能对缺乏

13、保鲜措施的食品出口商提供能对缺乏保鲜措施的食品出口商提供帮助，厂商可通过卫星去跟踪、监督帮助，厂商可通过卫星去跟踪、监督运往海外的食品在运输途中的温度变运往海外的食品在运输途中的温度变化，使他们的产品能够安全地出口到化，使他们的产品能够安全地出口到国外。国外。2）物流监测案列）物流监测案列宝洁公司正在研制的智能包装技术能够宝洁公司正在研制的智能包装技术能够预测顾客购物的情况预测顾客购物的情况5 5，从而最优地，从而最优地管理库存。这里所说的智能包装技术是管理库存。这里所说的智能包装技术是嵌入汰渍洗衣粉包装或品客卡通包装内嵌入汰渍洗衣粉包装或品客卡通包装内部的低成本微处理器，以此最终建立无部的低

14、成本微处理器，以此最终建立无缝的、整合的供应链管理。公司可借此缝的、整合的供应链管理。公司可借此跟踪每件产品从生产到售出的全过程，跟踪每件产品从生产到售出的全过程，最终使高度复杂的数据共享成为现实。最终使高度复杂的数据共享成为现实。根据这些信息，实现工厂、卡车、货架、根据这些信息，实现工厂、卡车、货架、购物车、商品和银行等彼此无缝地传送购物车、商品和银行等彼此无缝地传送信息，而无须人工扫描输入。对于宝洁信息，而无须人工扫描输入。对于宝洁公司而言，供应链周期缩短公司而言，供应链周期缩短2 2天，意味着天，意味着可减少可减少1515亿美元的经营成本。亿美元的经营成本。应用范围 智能包装涉及保鲜技术

15、、水溶膜包装技术、二维码技术、包装性与结构创新技术、便携包装技术、纹理防伪技术、磁共振射频防伪识别技术、食品安全溯源方案技术等水溶膜技术保鲜技术包装性与结构创新技术便携包装技术磁共振射频防伪识别技术纹理防伪技术二维码技术食品安全溯源解决方案技术防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）防腐纸防腐纸日本一家公司推出了一种可用于日本一家公司推出了一种可用于食品包装的防腐纸。它的制作工食品包装的防腐纸。它的制作工艺是先将原纸浸入含艺是先将原纸浸入含20%的琥珀的琥珀酸、酸、33%的琥珀酸钠和的琥珀酸钠和007%的山梨酸的乙醇溶液中，然后对的山梨酸的乙醇溶液中，然后对其进行干燥。使用这种纸包装带其进

16、行干燥。使用这种纸包装带卤汁的食品，可以在卤汁的食品，可以在38C高温下高温下存放存放3周而不变质。周而不变质。2）二维码二维码加拿大市场推出了零售沙拉产品加拿大市场推出了零售沙拉产品外包装实施了一个新的外包装实施了一个新的QRQR（快速（快速反应码）方案，有了这个反应码）方案，有了这个QRQR，消，消费者通过智能手机应用程序就能费者通过智能手机应用程序就能立即扫描并访问相关的产品信息。立即扫描并访问相关的产品信息。QRQR码是一个与消费者沟通的绝佳码是一个与消费者沟通的绝佳平台。平台。消费者可通过智能电话登陆相关消费者可通过智能电话登陆相关网站，下载扫描应用程序，即能网站，下载扫描应用程序，

17、即能扫描零售沙拉包装袋上的扫描零售沙拉包装袋上的QRQR码。码。智能包装的应用智能包装在保护、服务、信息等方面的强大功能是其在药品、食品、日用化学智能包装在保护、服务、信息等方面的强大功能是其在药品、食品、日用化学品、物流等领域运用越来越广泛。除了要延长食品、饮料、药品和其他产品的品、物流等领域运用越来越广泛。除了要延长食品、饮料、药品和其他产品的保质期以外，这些智能包装还承担着提高产品可追溯性的重担。保质期以外，这些智能包装还承担着提高产品可追溯性的重担。1 1）食品智能包装：指示食品是否变质（）食品智能包装：指示食品是否变质（TTITTI技术），延长保鲜期（略）技术），延长保鲜期（略）2

18、2）药物智能包装：保证药物质量，提高服药的准确性和方便性）药物智能包装：保证药物质量，提高服药的准确性和方便性案例：此类包装在欧美一些发达国家已经得到了广泛的应用，比如，有的泡罩案例：此类包装在欧美一些发达国家已经得到了广泛的应用，比如，有的泡罩包装，每一粒药品的移走都会被记录下来，标记处患者取药的时间，并将信息包装，每一粒药品的移走都会被记录下来，标记处患者取药的时间，并将信息以广播的形式通知医生。甚至单买公司推出了能够帮助患者准时吃药的新包装，以广播的形式通知医生。甚至单买公司推出了能够帮助患者准时吃药的新包装，这种包装外形酷似电话，不仅能够存储药片，还能够发送信息到消费者的电脑这种包装外

19、形酷似电话，不仅能够存储药片，还能够发送信息到消费者的电脑或手机上，提醒患者吃药。或手机上，提醒患者吃药。3 3）日化用品智能包装：化妆品）日化用品智能包装：化妆品案例：占市场份额不大，但随着消费者健康意识的提高与消费结构的变化，案例：占市场份额不大，但随着消费者健康意识的提高与消费结构的变化，-未来行业一大突破口。现已有化妆品品牌运用智能包装，起防晒护肤品的未来行业一大突破口。现已有化妆品品牌运用智能包装，起防晒护肤品的包装盒可以测试紫外线的强度，根据紫外线的强度提醒消费者选用防晒程度不包装盒可以测试紫外线的强度，根据紫外线的强度提醒消费者选用防晒程度不同的护肤品，有效减少紫外线对消费者的上

20、海程度。同的护肤品，有效减少紫外线对消费者的上海程度。TTI技术与应用现状时间时间-温度指示器、细菌增长指示、光保护（能发生见光变色）、物理震动指示器，温度指示器、细菌增长指示、光保护（能发生见光变色）、物理震动指示器，产品泄露、细菌腐败指示器等产品泄露、细菌腐败指示器等（一）TTI技术种类射频识别(R FI D)技术与应用 RFID RFID 技术是智能包装中应用的热点，通过技术是智能包装中应用的热点，通过射频信号自动识射频信号自动识 别目标对象并获取相关数据。别目标对象并获取相关数据。RFIDRFID芯片不易被伪造，在标签上可芯片不易被伪造，在标签上可 以对数据采取分级保以对数据采取分级保

21、密措施，数据在供应链上的某些点可以读密措施，数据在供应链上的某些点可以读 取。取。（一）射频识别(FRID)技术射频识别(R FI D)技术与应用1）含义：）含义：RFID是是Radio Frequency Identification的缩写，的缩写，通常称通常称 为电子标签。一种非接触式的自动识别技术，通过为电子标签。一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动射频信号自动 识别目标对象并获取相关数据。智能是指由识别目标对象并获取相关数据。智能是指由芯片、天线等组成的芯片、天线等组成的 射频电路，而标签是由标签印刷工艺射频电路，而标签是由标签印刷工艺使射频电路具有商业化的外使射频电路具有商业

22、化的外 衣。衣。2）特点：）特点：F I D F I D 标签具有可读写、反复使用和耐高温、标签具有可读写、反复使用和耐高温、不怕污染等传不怕污染等传 统条形码所不具备的优势，处理数据过程统条形码所不具备的优势，处理数据过程无需人工干预。无需人工干预。 （一）射频识别(FRID)技术的含义及特点射频识别(R FI D)技术与应用标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或标签或 被动标签），或者主动发送某一频率的信号（有被动标签），或

23、者主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标源标签或主动标 签）；解读器读取信息并解码后，送至签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数中央信息系统进行有关数 据处理。最基本的据处理。最基本的R FI DR FI D系统系统由标签、阅读器、天线三部分组成。由标签、阅读器、天线三部分组成。 R F I DR F I D芯片是非常芯片是非常不易被伪造的，在标签上可以对数据采取分级不易被伪造的，在标签上可以对数据采取分级 保密措施，保密措施，数据在供应链上的某些点可以读取。数据在供应链上的某些点可以读取。（二）射频识别(FRID)技术的基本工作原理射频识别(R FI D)技术与应用从印刷

24、的角度来看：从印刷的角度来看：R F I DR F I D的芯片层可以用的芯片层可以用纸、纸、P EP E、P P E TE T甚至甚至 纺织品等材料封装并进行印刷纺织品等材料封装并进行印刷，制成不干胶贴纸、，制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或纸卡、吊标或 其他类型的标签，其他类型的标签，芯片是芯片是 R FI DR FI D的关键的关键，由其特殊的结构决定，不由其特殊的结构决定，不 能承受印刷机的压力，所以，能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷除喷墨印刷外，一般是采用先印刷 面层，再与芯片层复面层，再与芯片层复合、模切的工艺。合、模切的工艺。（三）射频识别(FRID)标签印刷技术结论射频识别(R FI D)技术与应用在科技奥运的理念作用下，在科技奥运的理念作用下，电子门票电子门票作为奥运会科技亮点作为奥运会科技亮点 备受媒体青睐。许多旅游景点、演出会、运动会都将开始备受媒体青睐。许多旅游景点、演出会、运动会都将开始规模规模 化应用电子标签门票。化应用电子标签门票。R F I D R F I D 技术的应用提高了技术的应用提高了奥运门票的防伪奥运