智能包装的发展现状、发展趋势及应用前景

罗俊杰 宋阳曦 申展 易立

1.西南技术工程研究所 重庆 400039

2.陆军装备部驻重庆地区第六军代室 江苏宿迁 400042

1 智能包装的技术分析

1.1 结构型智能包装

结构型智能包装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，此类包装问世初期主要应用于医药包装领域，现已扩展到饮料、食品、电商等更多领域[1]。BAS公司专门设计的一种用于农药产品的显窃启智能包装见图1。该包装顶部是一个可取下的配套量杯；量杯下部是醒目的黄色冠盖；冠盖外侧设计有白色T型塑料封条（图1a）。取用药品时，首先要取下配套量杯（图1b.i）；然后扯断垂直方向的T型塑料封条（图1b.ii）；接着旋开黄色冠盖，此时会进一步破坏水平方向的T型塑料封条（图1b-iii）；最后倒出农药（图1b-iv）。双重的防窃启设计很好地解决了农药包装被不当使用的问题。

图1 显窃启包装

1.2 基于RFID的信息型智能包装

FID是一种利用无线射频进行非接触双向通信的识别技术，它通过射频信号识别并处理商品的相关信息，进而完成对产品的识别或控制功能。RFI通常由2个重要组件组成：RFID标签和RFID读取器，其工作原理见图2。首先须将RFID标签贴于外包装上；当带有RFID标签的包装件进入磁场感应区后就会产生感应电流，借此将信息无线发送给RFID读取器；读取器将收到的信息上传至RFID电脑终端，经电脑分析处理后的数据又可反馈给RFID标签。这些数据一方面供消费者了解产品信息，另一方面又可供生产商远程掌握产品状况，从而更好地调整销售策引。

1.3 功能材料型智能包装

功能材料型智能通常采用光电、温敏、湿敏、气敏等功能材料对环境因素具有识别和判断功能，美国开发了很多实用的功能材料型智能包装，如光学涂料试验中心和PA技术公司研制出在外力作用下会变色的塑料薄膜，一旦薄膜被动用，就会变色，提供警示信号。美国国际造纸公司采用以色列能量纸公司开发的超薄柔软电池，可像油墨一样印在包装上增加灯光、声音等特殊效果吸引消费者[2]。

2 智能包装目前的困境

2.1 标准混乱或缺失

目前国际上关于智能包装的标准有很多，如ISO，IEC，EOC.Global，UID，AIM-global，IP-X等，这些标准目前各行其道，难以统一，而我国目前尚无官方的智能包装技术标准。这种现状使得智能包装开发和应用定位都比较混舌。不论是互不统一的国际标准还是暂时缺失的国内标准，都造成智能包装很难保护自身的技术、经济和安全利益，严重制约了其发展前景。

图2 RFID工作原理

2.2 成本过高

智能包装作为一种新兴事物，由于技术等原因导致智能包装成本目前尚未达到大众水平。例如，市场调研发现目前酶促型、聚合型和扩散型TTI的成本分别约为0.5元/个、1元/个和2元/个。再如RFID标签目前的主要成本包括：标签芯片约0.5美分（按600美元/12万个计），标签天线约1美分，标签嵌入材料约1美分，合计3美分，折合人民币约0.2元。可见目前的价格水平对商家而言尚有压力，这也是造成目前智能包装推广困难的主要原因。

3 智能包装的发展趋势

3.1 标准化

技术标准是行业发展的指导性文件，因此，政府及相关行业人员应积极做出调整，建立体系化的智能包装标准，来指导和监管智能包装行业的健康快速发展。

3.2 低廉化

高成本已成为妨碍智能包装发展的主要因素之一。智能包装何时真正在价格上达到亲民水平，何时才能全面普及。通过技术的提升、人才的引入等手段从源头不断降低成本是智能包装未来发展的必然趋势。

3.3 网络化

智能包装的任务之一是监测包装内容物的各种信息。伴随着RFID、NFC、TTI、二维码、智能传感器等技术的进一步发展，智能包装将更多地由智能组件、互联网及包装件三要素构成。届时智能包装将更准确及时地反馈产品信息，并传递给后台大数据库进行分析与管理，从而实现产品与数据的交互管理，真正实现智能化、网络化；包装件本身将仅作为一种智能载体而存在。

4 智能包装应用前景

4.1 食品药品安全领域

因智能包装不仅可以保护产品，还具有防伪溯源的作用，故其在对安全问题倍加重视的食品药品行业得到广泛应用。国内许多企业已引进智能包装技术，逐步实现产品的全程追溯[3]。

4.2 现代化物流领域

近年来我国物流业尤其是外卖及其他冷鲜食品行业发展迅速，这对智能包装提出了更高的要求。物流业借助智能包装的全程追踪系统对食品的运输路线和运输过程中产品信息进行实时监控管理，及时掌握产品货架期及产品库存问题，优化库存，整合资源，实现物流业的智能化管理体系。

5 结语

综上所述，结构型智能包装通过改进或增强包装的部分结构，使包装更具安全性、可靠性或便捷性；信息型智能包装普遍运用射频识别或二维码技术，能够智能地记录或反馈产品信息；因可直观地反映食品新鲜度，功能材料型智能包装被广泛应用于食品包装领域，变色型包装和发光型包装是其主力军；结合3D打印或虚拟现实技术的包装是新型智能包装的代表，其在增加产品附加值和交互性方面具有优势。智能包装是未来包装的发展方向，市场潜能巨大，我国应在智能包装研究特别是理论研究上投入更多资源。