推行绿色包装势在必行 智能包装助力食品安全

宋冬梅

推行绿色包装势在必行 智能包装助力食品安全

宋冬梅

随着国际上环保、节能的呼声越来越高，市场对产品包装的要求也越来越严格。无害化，无污染、可再生利用的环保包装在商品出口贸易中起着举足轻重的作用。目前我国食品包装材料中，塑料应用量已超过食品包装材料总量的50%，居各种包装材料之首，绝大部分塑料食品包装无法回收，造成环境破坏。故此，应大力发展绿色包装。

推行绿色包装势在必行

我国食品包装中金属包装占8%-10%；纸类包装32%-35%；玻璃包装4%-6%；其他包装约占4%；塑料包装大于50%。 目前我国食品包装材料中，塑料应用量已超过食品包装材料总量的50%，居各种包装材料之首。绝大部分塑料食品包装无法回收。

ASD公司最新研究报告显示，我国每天每人平均用各种塑料包装袋5-8个，绝大部分为一次性塑料袋，中国每年一次性塑料包装袋消耗量约100万吨，若再加上其他食品包装，保守估计在200万吨以上。

目前，全国每天的快递量已达6000万个，每年使用胶带170亿米，塑料袋使用量达到82亿个。预计2020年，全国快递量将达500亿件，200亿个塑料袋，70亿个气泡缓冲袋。

从目前三大外卖平台的数据来看，平均每天订单量约为700万单左右，每单除了3个塑料餐盒、一到两层塑料袋以外，还包括一次性筷子，塑料汤匙、汤杯、吸管等，这些一次性餐饮用品废弃后一般不会进入回收循环系统。据估计，现在我国仅一次性塑料饭盒及各种泡沫包装年消耗就接近50万吨。

再看全世界，每年约有800万吨塑料垃圾进入海洋，中国占了近1/3。废塑料在全球海洋漂浮，海洋中目前有超过1.5亿吨的塑料垃圾，覆盖面积达到88%。90%的海鸟因误食塑料而死，每年因此造成全球经济损失至少130亿美元。

据相关数据，食品包装占整个包装行业大约60%的总量。全球塑料包装年产额达800亿至1200亿美元，但是这些塑料包装中95%只是单次使用。“十二五”末，我国废弃塑料总堆存量已达88亿吨，这些废弃塑料处理费用是其成本的55倍，如自然腐烂需要200年以上。

塑料垃圾如何处理？废旧塑料焚烧会产生大量二恶英等有毒气体，造成二次污染和温室效应。填埋是我国目前大多数城市处理垃圾的主要方法，垃圾堆存累计侵占土地超过75万亩，每年经济损失300亿元，如今已有数以万计的郊区填埋场封场。塑料自然降解需200年以上，析出添加剂会污染土壤和地下水。不可降解塑料包装的大量使用，造成了严重的白色污染，给生态环境带来了不可挽回的巨大破坏。

令人燃起一丝希望的是，国内禁塑政策正在缓解塑料垃圾的压力，全球也在推行禁塑，各国正大力推进绿色包装。

生物降解塑料包装市场潜力巨大

近几年生物降解塑料需求持续增长。2016—2019年可生物降解塑料包装市场需求将保持两位数以上的年均增长率，到2019年全球生物降解塑料包装市场价值将超过84.15亿美元。据此预测，食品和饮料包装将是最大的生物降解塑料主要的应用领域，用于食品包装的生物降解塑料占到70%以上。

近年来，国内外积极探索研究生物降解可堆肥塑料，PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯），PLA（聚乳酸），PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PHA（聚羟基脂肪酸脂）、PHBV（聚羟基丁酸—戊酸酯）等应运而生，其中，PBAT由于有较好的延展性和断裂伸长率，加工性能好，成为极具发展潜力的新型环保材料。

生物降解可堆肥的新型塑料从根源上解决白色污染。它拥有与传统塑料相同的性能；可以替代传统塑料加工成各种产品，有效对抗白色污染；可促进经济增长和生态可持续发展。在无法减量使用，二次使用及不适合回收的情况下，生物降解塑料PBAT是最好的膜类包装材料方案。

完全生物降解塑料是由天然高分子（如淀粉、纤维素、甲壳质）或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，以生物基材料为绝对主体，降解成二氧化碳和水等。破坏性生物降解塑料主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等以塑料为主体，部分降解，塑料碎片化。

目前，生物降解材料的应用中，简单应用包括购物袋、垃圾袋、农膜等；中度应用包括餐盒、电子产品部件、简单包装应用等；深度应用包括3D打印、印刷复合薄膜/硬塑等精细包装、医疗器械等。我国市场暂时以简单应用为主。

高附加值产品控温包装商机初现

江南大学运输包装与冷链物流研究室王军教授表示，包装就干两件事，电器产品的包装为控制破损，食品包装为保持或延长货架期。食品包装的三大趋势为全程营养、全程品质、全程安全。全程营养——从田间到消费；全程品质——从源头到结束；全程安全——原料安全、制造安全、物流安全、食用安全。

王军介绍说，包装工业总产值2002年2500多亿元，2015年突破1.5万亿。我国包装工业整体水平起步晚、技术弱、企业规模小、研发投入少、技术创新能力严重不足，与发达国家存在20年的差距。当前我国综合冷链流通率仅为19%，而美、日等发达国家的冷链流通率达到85%以上。冷链物流宅配的客户群体可分为B2B和B2C两个市场。2014年商务部公布的数据显示，B2B占总体市场的3/4，B2C占总体市场的1/4。B2C市场受电子商务发展的影响，从2012-2014年的3年间其年均增速已经达到80%-120%。2015年，冷链物流宅配市场规模达到40亿元人民币。

冷链对象为温度敏感产品，如食品、药品、生物制品、生鲜。

冷链物流的两种方式：有源冷链和无源冷链。有源冷链是使用有源制冷设备的冷库、冷藏车，其特点是稳定可靠，但只适用于大批量产品的储运，一般用于B2B。无源冷链采用无源蓄冷技术的保温箱、保温袋。其特点是小巧灵活，可适用于零散产品及“最后一公里”，一般用于B2C。

控温包装是通过蓄冷剂的相变过程吸收多余热量。通过保温材料减小包装内外的热交换。控温包装要求外包装容器表面积尽可能小；蓄冷剂相变温度符合产品要求；蓄冷剂蓄冷时间长。

对于目前保温包装材料存在的主要问题，王军认为有三大问题，首先，“白色污染”。他表示，石油基发泡材料是目前最经济有效的保温材料，但其无法自然降解，在出口产品方面具有局限性。其次，成本高。PU和气凝胶具有极佳的保温性能，但其原材料及加工成本过高，严重制约其推广应用。第三，回收问题。目前保温容器普遍为一次性使用，存在着很大的资源浪费。

关于保温包装材料发展方向，王军表示，可降解石油基发泡材料是一个方向，生物基保温材料以生物质材料原料，采用微波等新型发泡工艺，开发环境友好型新型保温材料。另外，可折叠、可回收保温容器及其回收机制也是保温包装材料发展的一个方向。

目前蓄冷剂应用还存在一些问题。其一，相变温度太窄。目前低温蓄冷剂相变温度主要为-18℃、0℃-2℃，而大宗果蔬所需的2℃-10℃的蓄冷剂成本较高且相变潜热较低。其二，蓄冷速度缓慢。由于蓄冷剂的蓄冷主要采用冷库静态蓄冷，且蓄冷剂导热系数较低，导致换热效率低下，蓄冷速度缓慢，影响使用效率。其三，成本太高。由于目前蓄冷剂回收机制不健全，导致控温包装成本居高不下，无法广泛应用。

蓄冷剂研发重点与发展方向有三：一是2℃-10℃高性能蓄冷剂的开发；二是蓄冷剂快速蓄冷技术的研发。通过提高蓄冷剂导热系数，并开发新型动态充冷技术提高蓄冷剂蓄冷速度。三是建立蓄冷剂循环回收机制。

王军认为，控温包装具有挑战性，控温包装基础数据缺乏，标准几乎空白，最后一公里及成本问题、运输效率问题、回收复用问题都需要解决。而问题与机遇共存，高附加值产品控温包装商机初现，大宗农产品无源冷链包装还在远方。

智能包装助力食品安全

根据一份研究报告中的数据显示，目前造假成本占全球经济产出的2%以上，或者说每年大约有1.8万亿美元用于造假。更令人震惊的是，造假正在以每年15%的速率扩展。其中消费品占造假贸易的46%以上，这包括食品和饮料，化妆品及其他物品。为维护品牌权益，在包装上实施防伪及可追溯措施将会变得至关重要。

随着工业4.0概念的到来，食品包装也逐渐走向高端化，智能包装开始走进人们的视野中。智能包装智能在哪？智能的第一表现就是食品安全问题，智能包装能检测食品的质量，或者是有效防伪，在最大限度上保障消费者的权益，实现产品可追溯功能。

美国安奈特（AlliedMarketReport）发布了2020年食品、饮料防伪包装市场预测报告，预计到2020年，在防伪包装技术方面，全息图防伪技术将继续保持其主导地位，但RFID（RFID即射频识别；RadioFrequencyIdentification的缩写；即射频识别技术；俗称电子标签）技术和条码尤其是二维码防伪将会快速增长。目前，全息图在整个防伪市场约占2/3的份额，将来还是主导。未来，RFID技术应用将以20.4%的年增长率快速增长。条码防伪追溯有助于维护完整的供应链，在食品防伪追溯中有巨大潜力。