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智能包装的定义及分类研究

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摘 要 智能包装通过对包装材料的更新换代升级、通过改造包装结构、通过整合被包装物信息管理,实现被包装物的人性化的智能化的要求、目的或效能。智能包装可划分为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三种类型。

关键词 智能包装;识别;判断;自适应控制;信息干预

中图分类号TS09 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)92-0232-02

从上世纪六七年代开始,智能化的浪潮日渐高涨。从1967年LEONDES提出的“智能控制”(INTELLIGENT CONTROL)理论开始,产品包装领域的智能控制成为一种不可阻挡的趋势。从早期自动化管理的无人工厂,到九十年代开始的智能包装(Intelligent Packaging),再到近几年兴起的物联网(INTERNET OF THINGS)技术革命,智能化成为新兴生产力给世界带来了革命性变革。阐明什么是智能包装及其相应分类,对我国包装设计领域智能化发展进程具有重要指导意义。

1正确认识智能包装

1992年,在英国伦敦召开了世界第一次智能包装国际会议。会议对智能包装进行了广泛地研讨并对智能包装(Intelligent Packaging)阐释如下:在一个包装,一个产品或产品与包装的组合中,有一个集成化组件或一项固有特性,通过此组件或特性把符合特定要求的智能产品赋予产品包装的功中,或体现在产品本身的使用中。

虽然该会议对智能包装进行了解释,目前学界仍持有不同看法。范骏(1984)面对雨后春笋般的新材料,认为智能包装是新材料的应用,他说“我们要敏锐地、及时地把新材料引进包装工业, 使包装材料和容器对商品的保护性、包装过程的便利性、原材料的节约性产生革命性的变化。”韩景平、王渝珠(1996)对世界包装用高新材料进行了分类整理,并总结十五种包装用高新材料及其功能,与范骏观点基本一致。韩锦平(2002)认为“所谓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,它可以控制识别和指示包装微空间的温度、湿度、压力以及密封的程度时间等一些重要参数。” 余雷、杨丽君等(2004)指出了RFID智能标签在物联网物流管理和产品包装的积极作用,“RFID电子标签技术的更新换代,将对商品包装和物流管理产生深远的影响。”马爽(2005)把智能包装归类为交互式包装的子类,把交互式包装分为感觉包装、功能包装、智能包装三类,认为交互式包装指“指通过包装材料和包装手段的实施,使产品和消费者之间建立起一种紧密联系。这个概念的产生,进一步说明了包装与产品的关系,强调了包装是产品的一部分,甚至就是产品本身。”

我们追溯上世纪50年代,人类追求人工智能的脚步不曾停止,从机械手、到无人工厂,智能包装是延续这一主题发展的阶段产物之一。在此理念之上并结合时代背景,我们探究智能包装,认为其应是伴随新材料新技术的发明和应用,通过对包装材料的更新换代升级、通过改造包装结构、通过整合被包装物信息管理,实现被包装物的人性化的智能化的目的、要求或功效,这些目的、要求或功效,是传统包装装潢所不能达到不能完成的,也就是智能化的结果,我们称之为智能包装。智能包装通过对产品包装材料、包装结构以及产品信息进行可控性的变革,满足消费者对产品品质的要求、功能的需求,满足制造商对产品流通过程的信息干预、控制及处理的管理要求,达到实现人与物交互式便捷沟通的目的。

2智能包装的分类

韩锦平(2002)根据近期欧美提倡的“新包装体系”,可分为下列10 类:1)增强型复合包装;2)高阻渗型复合包装(阻气、阻水、阻油);3)防腐型(防蚀防锈)复合包装;4)防电磁场干扰复合包装;5)抗静电复合包装;6)生物复合包装(果品催熟、鱼类保活、防虫、防霉);7)保鲜复合包装(果蔬和肉制品用);8)烹调用复合包装(如蒸煮、微波烘烤等9)智能型复合包装;10)超微纳米复合包装。陈新(2004)、张改梅(2007)、胡兴军、林燕(2010)等将智能包装分类为:功能材料型智能包装、功能结构型智能包装、信息型智能包装。此分类法从内涵和外延都能较直观、全面了解其意义,本文采用这一分类法。

1)韩锦平(2002)、陈新(2004)认为智能材料包装是指应用新型包装材料对产品外包装进行包装设计,使得外包装“对环境因素具有某种“识别”和“判断”功能的包装,这些包装材料通常采用光电、温敏、湿敏、气敏等功能材料与包装材料复合制成。它可以智能识别和指示包装微空间内的温度、湿度、压力和密封程度、保存时间等重要参数。除“识别”和“判断”功能,许文才、李东立、付亚波、魏华(2010)、周忠福(2001)认为其还能根据包装微空间内部 “自适应器物本身的不同特质和突变或渐变的外部环境,又可相应地调整内部环境,”即“控制功能”。

整合以上观点,我们认为智能材料包装,即指应用新材料对产品外包装进行包装设计,使外包装能对外部环境和内部环境的湿度、温度、光敏、压力、时间和气体含量等参数进行性识别、判断和自适应控制,对包装物品质进行智能化干预和保障;

2)伴随时展新材料新技术的研发如雨后春笋,智能材料包装相应得到了极大推动力。如果说智能材料包装在“包”的材料上下功夫,智能结构包装则在“装”的结构上做文章。相对智能材料包装而言,目前对智能结构包装研发相对较慢。

陈新(2004)、胡兴军、林燕(2010)认为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。

智能结构包装,即指对产品内部结构进行可控性智能化设计,以满足制造商和消费者特定的需要。智能结构包装最具代表性的作品为自动冷却和自动加热包装,陈新(2004)、郝晔(2007)、胡兴军、林燕(2010)分别介绍了饮料包装结构设计中冷凝、加热装置,曹利杰(2007)介绍了通过结构改造而便于清洗的可再装容器系统,郝晔(2007)还介绍了欧洲饮料结构营养释放装置。

药物儿童安全盖设计是智能结构包装另一代表,王立党、赵美宁、李小丽(2005)、李晶、卢立新(2008) 介绍了为避免儿童误食药物的安全盖装置;

3)智能信息控制包装,又称可跟踪性智能运输包装,主要指产品生产时各项生产参数的智能记录,如:名称、成份、性状、规格、产地、功能、价格、保质期、使用说明、使用禁忌等,以及产品的仓储、运输、销售期间各项信息参数的追踪记录,实现产品的自动化管理。

智能信息包装源于RFID射频识别技术的研发,并以其在非接触式自动识别、信息管理、自助结账以及未来物流网信息流通的强大优势,日益受到包装产业青睐。王文珍、张成利(2008)介绍了基于RFID智能标签独有的无接触信息识别管理功能,及时掌握货物出入仓、销售信息、自助结账等功能。

“最基本的RFID系统是由电子标签、阅读器、天线和通讯系统四部分组成” ,阅读器在指定区域发射无线电信号形成电磁场,当装有RFID芯片的包装产品经过此区域时,由阅读器发送指令将标签信息通过天线将反馈信息传送至计算机网络。借助RFID智能标签,产品在生产和流通过程中均有可追踪性,制造商和用户可以实时了解产品库存、流通、保质等信息,这在物流管理中能预测顾客购物情况,优化库存管理,整合资源,建立智能化管理体系。基于RFID智能标签技术,美国奥巴马政府已接受由IBM公司提出的“互联网+物联网=智慧地球”的构想,借助无线射频识别技术(RFID)和无线传感网络技术(WIRELESS SENSOR NETWORKS,WSN),物联网技术将成为下一代革命性技术,实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,人类将跨入另一个崭新时代。

智能包装以其对被包装物智能化的控制、干预和管理功能,在食品、医药、日化用品、物流管理等领域具备广泛的应用空间和广阔的市场发展前景,具备良好的社会功效,因篇幅限制将另文说明。

参考文献

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