智能包装综合概况-完整版课件

智能包装刘海利2016.01.20智能包装刘海利1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2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。电子产品包装食品包装生活用品包装饮料包装智能包装定义智能包装几乎应用在所有范围领3智能包装技术的发展与应用现状第一代智能包装技术：——防伪、追踪、防盗——光学特性特点：只利用一种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

（一）智能包装技术的发展智能包装技术的发展与应用现状第一代智能包装技术：——防伪、追4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能等相关技术的进步，带动了智能包装的飞速的发展，据国外调查分析，预计到2011年，全球智能包装产值将增长至48亿美元，2013年将增长至141亿美元。其中，美国在智能包装方面发展迅速，智能包装市场每年的增长率为13%，估计到2011年产量将达11亿美元。（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（二）国外智能包装技术现状5智能包装技术的发展与应用现状1）美国开发了很多实用的功能材料型智能包装新成果，如光学涂料试验中心和PA技术公司研制出一种在外力作用下会变色的塑料薄膜，膜上涂有不同波长的反向干涉涂层，在正常情况下涂层呈明亮色彩，一旦被动用，涂层便开始剥落，薄膜变成灰色，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号。这种材料很适合作包装封记。美国国际造纸公司采用以色列能量纸公司（PowerPaper）开发出来的一种超薄柔软电池，用于一些消费产品的包装，这种新型电池可像油墨一样被“印刷”在产品的包装上，使之增加灯光、声音，以及其他一些特殊效果，可让制造商更有效地通过产品包装来吸引消费者。此外，美国在功能结构型智能包装方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1）美国开发了很多实用的功能材料6智能包装技术的发展与应用现状2）芬兰的VTT生物技术实验室研制的智能包装指示剂引起了很大反响。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微生物质量。气调包装就是一种典型的智能包装，起源可追溯到20世纪30年代。1955年美国Gerhard国家研究中心植物生理实验室的马尔塞兰开始研究各种PE膜贮藏各种水果，并对贮藏环境中的氧和二氧化碳的变化作了系统的研究。20世纪70年代以后，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2）芬兰的VTT生物技术实验室研7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研究相对较晚，尤其是气调包装。我国气调保鲜技术虽然起步比较晚，但是发展迅速。20世纪90年代以来，随着人们对食品气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我国对功能材料型智能包装、功能结8智能包装技术的发展与应用现状1）中国农业大学已成功开发用于新鲜猪肉的TTI标签，但还没有得到大量的应用；2）无线射频识别电子标签(RFID)虽然在2007年开始用于月饼产品，但还未普及到其他食品。3）其他智能包装体系如鲜度指示、病源微生物指示等也在进行研究，上海海洋大学新开发的快速检测食品新鲜度的“电子鼻”和检测致病菌的“生态芯片”技术如进一步用于食品包装，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-案例研究智能包装技术的发展与应用现状1）中国农业大学已成功开发用于新9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智能包装分为功能性材料智能包装、结构性智能包装、10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。功能结构型智能包装定义：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：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。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11防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）温敏案列：澳大利亚包装材料专家研制出一种新型电子警示包装，当易腐败的食物在高温下受热，其质量已不能得到保证时，包装上的传感条便改变颜色，电子芯片即发出警报。电子包装技术也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国外。2）物流监测案列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〔5〕，从而最优地管理库存。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部的低成本微处理器，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。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2天，意味着可减少15亿美元的经营成本。防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）温敏案列：2）物12应用范围智能包装涉及保鲜技术、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包装性与结构创新技术磁共振射频防伪识别技术二维码技术应用范围智能包装涉及保鲜技术、水溶膜包装技术、13防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）防腐纸日本一家公司推出了一种可用于食品包装的防腐纸。它的制作工艺是先将原纸浸入含20%的琥珀酸、33%的琥珀酸钠和0．07%的山梨酸的乙醇溶液中，然后对其进行干燥。使用这种纸包装带卤汁的食品，可以在38~C高温下存放3周而不变质。2）二维码加拿大市场推出了零售沙拉产品外包装实施了一个新的QR（快速反应码）方案，有了这个QR，消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。QR码是一个与消费者沟通的绝佳平台。消费者可通过智能电话登陆相关网站，下载扫描应用程序，即能扫描零售沙拉包装袋上的QR码。防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）防腐纸2）二维码14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。1）食品智能包装：指示食品是否变质（TTI技术），延长保鲜期（略）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或手机上，提醒患者吃药。3）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，------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同的护肤品，有效减少紫外线对消费者的上海程度。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15TTI技术与应用现状时间­-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，产品泄露、细菌腐败指示器等（一）TTI技术种类TTI技术与应用现状（一）TTI技术种类16射频识别(RFID)技术与应用

RFID技术是智能包装中应用的热点，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID芯片不易被伪造，在标签上可以对数据采取分级保密措施，数据在供应链上的某些点可以读取。（一）射频识别(FRID)技术射频识别(RFID)技术与应用（一）射频识别(FRID)17射频识别(RFID)技术与应用1）含义：RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，通常称为电子标签。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衣。2）特点：FID标签具有可读写、反复使用和耐高温、不怕污染等传统条形码所不具备的优势，处理数据过程无需人工干预。

（一）射频识别(FRID)技术的含义及特点射频识别(RFID)技术与应用（一）射频识别(FRID)18射频识别(RFID)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（无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。最基本的RFID系统由标签、阅读器、天线三部分组成。RFID芯片是非常不易被伪造的，在标签上可以对数据采取分级保密措施，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(RFID)技术与应用标签进入磁场后，接收解读器19射频识别(RFID)技术与应用从印刷的角度来看：RFID的芯片层可以用纸、PE、PET甚至纺织品等材料封装并进行印刷，制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或其他类型的标签，芯片是RFID的关键，由其特殊的结构决定，不能承受印刷机的压力，所以，除喷墨印刷外，一般是采用先印刷面层，再与芯片层复合、模切的工艺。（三）射频识别(FRID)标签印刷技术射频识别(RFID)技术与应用从印刷的角度来看：RF20结论射频识别(RFID)技术与应用在科技奥运的理念作用下，电子门票作为奥运会科技亮点备受媒体青睐。许多旅游景点、演出会、运动会都将开始规模化应用电子标签门票。RFID技术的应用提高了奥运门票的防伪能力与检票速度。另外，奥运门票还详细记录门票的购票时间。（四）射频识别(FRID)技术成功应用案列结论射频识别(RFID)技术与应用在科技奥运的理念作用下21结论智能型包装技术是集合了多元知识基础的新兴技术分支。创造性设计和人本位思想则是“智能化包装”技术的精髓。包装智能化技术的出现使商品及其包装对于人类更具有亲和力，使商务信息的人机交互式沟通更为简捷。智能型包装在保护消费者权益与人身安全、保护市场正常秩序、方便商务电子化、开发新颖的产品消费形式方面将起到其重要的作用，具有极广阔的发展前景。目前，智能包装技术在世界各国的应用还刚刚开始，有些技术还处于实验和研究阶段。可以说，这项技术同时处于起步阶段。如何抓住这个机遇，发展我国的包装事业，提升我国包装的技术含量，以适应新形式下国际经济形式的要求，是每一个包装人士所面临的问题。随着时代的变迁，商品种类更加繁多复杂，包装所肩负的功能也越来越多。高新技术的浪潮将包装推向了更高的发展境界，发展智能化包装是历史必然。结论智能型包装技术是集合了多元知识基础的新兴技22

结束语种下梧桐树，引得凤凰来！谢谢！结束语种下梧桐树，引得凤凰来！23知识回顾KnowledgeReview知识回顾KnowledgeReview智能包装刘海利2016.01.20智能包装刘海利25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26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。电子产品包装食品包装生活用品包装饮料包装智能包装定义智能包装几乎应用在所有范围领27智能包装技术的发展与应用现状第一代智能包装技术：——防伪、追踪、防盗——光学特性特点：只利用一种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

（一）智能包装技术的发展智能包装技术的发展与应用现状第一代智能包装技术：——防伪、追28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能等相关技术的进步，带动了智能包装的飞速的发展，据国外调查分析，预计到2011年，全球智能包装产值将增长至48亿美元，2013年将增长至141亿美元。其中，美国在智能包装方面发展迅速，智能包装市场每年的增长率为13%，估计到2011年产量将达11亿美元。（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（二）国外智能包装技术现状29智能包装技术的发展与应用现状1）美国开发了很多实用的功能材料型智能包装新成果，如光学涂料试验中心和PA技术公司研制出一种在外力作用下会变色的塑料薄膜，膜上涂有不同波长的反向干涉涂层，在正常情况下涂层呈明亮色彩，一旦被动用，涂层便开始剥落，薄膜变成灰色，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号。这种材料很适合作包装封记。美国国际造纸公司采用以色列能量纸公司（PowerPaper）开发出来的一种超薄柔软电池，用于一些消费产品的包装，这种新型电池可像油墨一样被“印刷”在产品的包装上，使之增加灯光、声音，以及其他一些特殊效果，可让制造商更有效地通过产品包装来吸引消费者。此外，美国在功能结构型智能包装方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1）美国开发了很多实用的功能材料30智能包装技术的发展与应用现状2）芬兰的VTT生物技术实验室研制的智能包装指示剂引起了很大反响。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微生物质量。气调包装就是一种典型的智能包装，起源可追溯到20世纪30年代。1955年美国Gerhard国家研究中心植物生理实验室的马尔塞兰开始研究各种PE膜贮藏各种水果，并对贮藏环境中的氧和二氧化碳的变化作了系统的研究。20世纪70年代以后，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2）芬兰的VTT生物技术实验室研31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研究相对较晚，尤其是气调包装。我国气调保鲜技术虽然起步比较晚，但是发展迅速。20世纪90年代以来，随着人们对食品气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我国对功能材料型智能包装、功能结32智能包装技术的发展与应用现状1）中国农业大学已成功开发用于新鲜猪肉的TTI标签，但还没有得到大量的应用；2）无线射频识别电子标签(RFID)虽然在2007年开始用于月饼产品，但还未普及到其他食品。3）其他智能包装体系如鲜度指示、病源微生物指示等也在进行研究，上海海洋大学新开发的快速检测食品新鲜度的“电子鼻”和检测致病菌的“生态芯片”技术如进一步用于食品包装，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-案例研究智能包装技术的发展与应用现状1）中国农业大学已成功开发用于新33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智能包装分为功能性材料智能包装、结构性智能包装、34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。功能结构型智能包装定义：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：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。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35防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）温敏案列：澳大利亚包装材料专家研制出一种新型电子警示包装，当易腐败的食物在高温下受热，其质量已不能得到保证时，包装上的传感条便改变颜色，电子芯片即发出警报。电子包装技术也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国外。2）物流监测案列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〔5〕，从而最优地管理库存。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部的低成本微处理器，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。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2天，意味着可减少15亿美元的经营成本。防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）温敏案列：2）物36应用范围智能包装涉及保鲜技术、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包装性与结构创新技术磁共振射频防伪识别技术二维码技术应用范围智能包装涉及保鲜技术、水溶膜包装技术、37防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）防腐纸日本一家公司推出了一种可用于食品包装的防腐纸。它的制作工艺是先将原纸浸入含20%的琥珀酸、33%的琥珀酸钠和0．07%的山梨酸的乙醇溶液中，然后对其进行干燥。使用这种纸包装带卤汁的食品，可以在38~C高温下存放3周而不变质。2）二维码加拿大市场推出了零售沙拉产品外包装实施了一个新的QR（快速反应码）方案，有了这个QR，消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。QR码是一个与消费者沟通的绝佳平台。消费者可通过智能电话登陆相关网站，下载扫描应用程序，即能扫描零售沙拉包装袋上的QR码。防腐纸，防止食品发霉变质智能包装应用案例1）防腐纸2）二维码38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。1）食品智能包装：指示食品是否变质（TTI技术），延长保鲜期（略）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或手机上，提醒患者吃药。3）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，------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同的护肤品，有效减少紫外线对消费者的上海程度。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39TTI技术与应用现状时间­-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，产品泄露、细菌腐败指示器等（一）TTI技术种类TTI技术与应用现状（一）TTI技术种类40射频识别(RFID)技术与应用

RFID技术是智能包装中应用的热点，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID芯片不易被伪造，在标签上可以对数据采取分级保密措施，数据在供应链上的某些点可以读取。（一）射频识别(FRID)技术射频识别(RFID)技术与应用（一）射频识别(FRID)41射频识别(RFID)技术与应用1）含义：RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，通常称为电子标签。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衣。2）特点：FID标签具有可读写、反复使用和耐高温、不怕污染等传统条形码所不具备的优势，处理数据过程无需人工干预。

（一）射频识别(FRID)技术的含义及特点射频识别(RFID)技术与应用（一）射频识别(FRID)42射频识别(RFID)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