智能包装的现状及未来展望

郭凯雯，刘 硕，杨洪苏，刘芮铭

（1.天津科技大学 轻工科学与工程学院，天津 300457；2.天津科技大学 电子信息与自动化学院，天津 300457）

1 有关智能包装

智能包装行业目前正在迅速发展，具有巨大的潜力市场。有关专家给出了智能包装比较权威的定义：在包装、商品或商品-包装组合中有一集成化元件或一项固有特性，利用该元件或特性将符合特定要求的职能成分赋予商品包装的功能中，或体现于商品本身的使用中。智能包装具有感知、检测等多种功能，赋予了包装在保护产品、信息处理和服务等方面的能力，拓展了包装的功能，提升了产品的附加值。

在推动包装工业发展方面，我国明确和规划了发展重点。智能包装是一种新型包装技术，尽管我国在智能包装上的技术上还有些不足之处，但随着一些智能材料和智能技术的不断发展，以及国家的一系列政策支持，有了很大的进步。21 世纪以来，RFID 包装、TTI 包装、活性包装和发光包装等逐渐进入人们的视野，智能包装有着很大的发展趋势，成为包装领域的重要部分。

2 智能包装的分类

根据智能包装工作原理的不同，可大致分为功能材料型智能包装、结构型智能包装、信息型智能包装和其他型智能包装4 类；根据应用范围的不同，分为食品智能包装、药物智能包装和生活用品智能包装等3 类。

2.1 功能材料型智能包装

功能材料型智能包装是将新型材料融合到包装中，使包装具有感知和识别的功能，并且满足被包物的特殊要求，从而实现对产品的有效监控和防护[1]。由于功能材料智能包装涉及到材料的研发，因此研发周期较长。美国公司研制出能够变色的塑料薄膜，用来标记产品是否被开封；以色列能量纸公司研发的超薄柔软电池，通过印刷增加在视觉、听觉上的效果，进而吸引消费者；还有智能温感勺子，可以通过颜色的变化来判断温度。

2.2 功能结构型智能包装

结构型智能包装是指利用结构原理，通过改变、增加部分结构，使包装能够实现某方面的功能，以提高产品的便捷性等。自动冷却、自动加工或自动报警等都是结构型智能包装的表现。比如日本自加热清酒罐和雀巢公司推出的330mL 自动加热牛奶咖啡罐[2]，采用的正是结构型智能包装，目前市面上的自动加热蛋的包装等也属于结构型智能包装。

2.3 信息型智能包装

信息智能包装即电子信息组合包装，够通过技术来反映内装物的生产、运输、储存以及销售过程中的相关信息。由于信息型智能包装以计算机技术为核心，因此被认为是未来最有发展潜力的包装类型之一。RFID 智能标签和时间温度、新鲜度两种指示卡，是目前市面上应用十分广泛的智能包装标签。其中RFID和NFC 是主要代表。

RFID 是一种非接触式的技术，能在一定程度上提高管理的效率及准确率，操作简单快捷。由电子标签、天线、阅读器和通讯系统4 个部分组成，主要应用于物流和防伪。服装业如ZARA，是首先将RFID 应用于检测的服装品牌。零售商采用这项技术最大的原因在于防止ZARA 品牌衣服流入其他市场，保证品牌渠道的安全性。高频RFID 技术可以实时检测库存，解决一些服装行业一直以来存在的问题。现如今，消费者更愿意在数字化产品互动交流方面花更多的时间，并期望以非接触的方式与产品互动。由于RFID 具有信息感应的特点，不需要人工操作，可以节省大量的人力，节约成本。可以预测，在未来每个独立的产品都会应用上RFID 标签技术。NFC 即近距离无线通讯技术，是由RFID 和互联技术结合而来的，能够实现防伪、电子票务和移动支付等功能。NFC 无需扫描，操作简单，轻松安全。目前多家企业如华为、小米等手机产品支持NFC 技术，NFC 在多种领域内发挥着重要的作用。

3 智能包装的应用

智能包装是光电、计算机、化学、生物、印刷和包装等多个领域融合的产物。由于智能包装能够感知、检测环境与记录信息，利用这些功能可以检测食品的新鲜程度，防止药物过期和鉴别药物真假，因此广泛应用在包括电子产品、食药、化妆品和生活用品等行业。

如今许多国际公司正在进行各种新技术创新和尝试。荷兰Moeimura Bros（Europe）公司展示的抗菌材料“Zeomic”可以抑制细菌的繁殖，可以应用于某些食品的保藏。2019 年12 月艾利丹尼森公司展示的RFID智能标签WaveSafe，可以安全耐受5min 950W 的微波环境[3]。智能包装领域中，尤其是制药行业正在推动智能包装的创新。美国山姆和沃尔玛在药物设备上应用了RFID 技术，通过读取RFID 标签来识别每瓶药物，为患者读取出特定药物的数据。美国公司推出的有些新产品能够检测药物是否被按时服用，进而改善患者对服药的依赖性，提高药物疗效。在国内，四川爱扽公司发明的RAS (RFID for Antifaker with Status）使标签和被标物品实现一一绑定，确保被标物身份的唯一性。

有公司预测，到2025 年电子智能包装市场的规模将增长到2.06 亿美元。电子智能包装在医疗领域、酒类产品应用比较广泛，但只是用于短期促销。据研究报告显示，截止2017 年，中国智能包装的规模已经达到1488 亿元。而到2023 年，中国智能包装行业的规模可能突破2000 亿元，智能包装的未来值得人们期待。

4 智能包装的未来发展

安德鲁·黄总结道：“随着更多的创意人士进入这一领域，可以肯定的是，智能包装市场不仅将不断增长，而且还会有越来越多出乎意料的奇思妙想喷薄涌现。”[4]在未来，智能包装将会在食品、药品、物流和新零售等领域蓬勃发展。

消费者越来越重视食品的安全性，不仅期望能够延长商品的货架期，还能防伪溯源，而智能包装恰好满足了消费者的需求。在药品领域，制药行业正在推动智能包装的发展和创新，拉近与消费者的距离，以提升消费者的体验。智能包装能够帮助病人遵守用药规定、满足监管要求和增加品牌产品寿命等,有利于消除假冒药品的威胁；在物流领域，随着我国物流行业的蓬勃发展，对物流包装提出了更加严格的要求。目前物流智能包装能够全程追踪对食品的运输路线和运输过程，并能实时监管产品信息，提高了物流效率，大大降低了成本。整个物流过程形成了一个信息化的智能体系，从而促进了现代物流行业的发展；新零售的浪潮给智能包装提供了一个新的平台，而智能包装技术可以满足新零售所需的要素，二者相辅相成。智能包装通过一些如手机的终端设备，为消费者提供了更加优良的消费体验，这必将促进商品销售形式的转变，促进“新零售”业的发展，使商品销售实现了线上线下同时进行，为商家提供多维度产品营销手段[5]。随着5G 与物联网的发展，智能包装势必将在未来得到迅猛发展。

5 结语

一个国家在包装产业发展水平可以用智能包装的发展来衡量，而智能包装是包装产业的未来。智能包装在发展的同时，又带动了其他行业向前发展。智能包装给人们的生活提供了极大的便利和安全保障，让消费者更加放心。在未来的发展中，新型智能包装将会被应用在更多的领域。为了智能包装能够更好地推广，需要工程师尽可能开发可利用空间，加大在技术开发方面的人力、物力投入，重视技术的开发，拉近与消费者的距离。虽然我国的智能包装发展起步慢，但相信未来我国智能包装能够不断加速升级，将在世界占有一席之地。