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【中國(guó)包裝網(wǎng)訊】智能包裝與智能標(biāo)簽是一個(gè)多元學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域,相信隨著各領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展,智能包裝與標(biāo)簽會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。
1992年,在倫敦召開的“智能包裝”會(huì)議上給出了智能包裝的定義,智能包裝是指在一個(gè)包裝、一個(gè)產(chǎn)品或產(chǎn)品-包裝組合中,有一集成化元件或一項(xiàng)固有特性(元件),通過此類元件或特性把符合特定要求的職能成分賦予產(chǎn)品包裝的功能中,或體現(xiàn)于產(chǎn)品本身的使用中。具體來(lái)講,智能包裝就是利用新型的包裝材料、結(jié)構(gòu)與形式對(duì)商品的質(zhì)量和流通安全性進(jìn)行積極干預(yù)與保障;利用信息收集、管理、控制與處理技術(shù)完成對(duì)運(yùn)輸包裝系統(tǒng)的優(yōu)化管理等。
按照工作原理來(lái)分類,智能包裝可以分為功能材料型智能包裝、功能結(jié)構(gòu)型智能包裝及信息型智能包裝。功能材料型智能包裝就是指通過應(yīng)用新型智能包裝材料,增加和提升包裝功能,以達(dá)到特定包裝的目的。如通過采用光電、濕敏、溫敏、氣敏等功能材料,對(duì)環(huán)境因素具有“識(shí)別”和“判斷”功能的包裝就是典型的材料型智能包裝。
按照應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)分類,可將智能包裝分為:食品智能包裝、藥品智能包裝、化妝品智能包裝等。
智能標(biāo)簽是20世紀(jì)90年代興起的一項(xiàng)新技術(shù),廣泛用于食品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售領(lǐng)域。智能標(biāo)簽使用便利,可以提升品牌,增加趣味性、娛樂性、新穎性,容易吸引消費(fèi)者的眼球,提高差異性,更容易被消費(fèi)者接受。
智能標(biāo)簽主要有兩種,一種是具有診斷或檢測(cè)功能的標(biāo)簽,主要包括時(shí)間-溫度指示標(biāo)簽、新鮮度指示標(biāo)簽、氧指示標(biāo)簽、二氧化碳指示標(biāo)簽、包裝泄露標(biāo)簽、致病菌指示標(biāo)簽等;另一種是采用信息技術(shù)的標(biāo)簽,主要包括無(wú)線射頻識(shí)別電子標(biāo)簽(RFID)、防盜竊電子監(jiān)視標(biāo)簽、電磁識(shí)別標(biāo)簽等。
時(shí)間-溫度指示標(biāo)簽
時(shí)間-溫度指示標(biāo)簽(TTI)通常是基于時(shí)間和溫度累積化學(xué)變化效果,例如發(fā)生聚合反應(yīng)、光致變色反映、氧化反應(yīng)等;或基于累積生物變化原理,如酶反應(yīng)、乳酸反應(yīng)等;或基于物理特性、過程引發(fā)的變化,如擴(kuò)散、熱致變色、光聲晶格變化等。利用以上原理或變化產(chǎn)生不可逆的變化,顯示出時(shí)間和溫度的累積效應(yīng)。時(shí)間-溫度指示標(biāo)簽通常多應(yīng)用于食品包裝。
Check point?的TTI標(biāo)簽(見圖1)是基于酶在較高溫度下分解標(biāo)簽上脂肪類基材,引起基材的pH值降低,使得指示劑變色。
PakSense?TTI標(biāo)簽(見圖2)可以同時(shí)指示出食物儲(chǔ)存和零售過程經(jīng)歷的溫度和時(shí)間,如果儲(chǔ)存溫度超過設(shè)定值,它則直觀地以類似圖表方式記錄下來(lái)。
3M Monitor MarkTM TTI標(biāo)簽(見圖3)能夠顯示當(dāng)食物所處的環(huán)境溫度高于某設(shè)定值的累計(jì)時(shí)間,它是根據(jù)染料顏色的不可逆變化來(lái)記錄的。標(biāo)簽的染料開始時(shí)呈白色,當(dāng)暴露溫度超過標(biāo)簽預(yù)設(shè)的極限溫度時(shí),固體的酯質(zhì)染料融化,并開始沿潤(rùn)濕通道向右移動(dòng),左端的第一個(gè)觀察窗開始變?yōu)樗{(lán)色,隨著時(shí)間-溫度變化,染料逐漸向右移動(dòng),直至最后的圓形觀察窗結(jié)束。
濕度顯示標(biāo)簽
濕度顯示標(biāo)簽通過自身顏色的變化來(lái)反映產(chǎn)品所在包裝環(huán)境內(nèi)的濕度,被廣泛應(yīng)用于光學(xué)設(shè)備、儀器儀表、電子元器件、敏感組件等產(chǎn)品的包裝。濕度顯示標(biāo)簽可以方便使用者通過標(biāo)簽的顏色變化迅速判斷產(chǎn)品包裝內(nèi)的濕度情況,如果包裝內(nèi)的濕度達(dá)到或者超過臨界濕度值時(shí),濕度顯示標(biāo)簽上的相應(yīng)指示圓點(diǎn)就會(huì)從藍(lán)色逐漸變成粉紅色。這種顏色變化具有可逆性,在低濕度條件下,圓點(diǎn)從粉紅色逐漸變回藍(lán)色。濕度標(biāo)簽是一種可以很方便檢測(cè)到在密閉包裝內(nèi)的相對(duì)濕度是否安全的環(huán)境測(cè)量工具。
包裝完整性指示器
許多食品采用氣調(diào)包裝以延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期,當(dāng)空氣進(jìn)入氣調(diào)包裝內(nèi),可能會(huì)導(dǎo)致有害細(xì)菌的活性增強(qiáng),使得食物顏色暗淡,甚至?xí)a(chǎn)生令人討厭的氣味,失去營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。UPM開發(fā)的包裝完整性指示器(見圖4)就可以監(jiān)測(cè)氣調(diào)包裝是否被損壞,是否完整。通過監(jiān)控包裝內(nèi)CO2、N2、O2的比例,來(lái)指示氣調(diào)包裝的完整性。
新鮮度指示標(biāo)簽
新鮮度指示標(biāo)簽通過對(duì)微生物生長(zhǎng)期新陳代謝的反應(yīng)直接指示出食品內(nèi)微生物情況。細(xì)菌滋生標(biāo)識(shí)對(duì)致病菌的數(shù)量進(jìn)行指示,響應(yīng)的原理可以是與某些代謝產(chǎn)物(揮發(fā)物或非揮發(fā)物)反應(yīng),或者基于免疫化學(xué)反應(yīng)原理建立病原體檢測(cè)系統(tǒng),或pH染料檢測(cè)食物變質(zhì)產(chǎn)生的揮發(fā)性生物胺,來(lái)顯示新鮮度(閾值)。
日本Mitsubishi公司開發(fā)的新鮮度指示標(biāo)簽(見圖5)是通過檢測(cè)包裝內(nèi)的含氧量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于吸氧包裝,如果材料的吸氧能力已經(jīng)消失,則包裝頂空中氧氣濃度會(huì)提高,此時(shí)吸附(氧氣)能力的指示標(biāo)識(shí)會(huì)變色。當(dāng)包裝內(nèi)氧氣濃度<0.1%時(shí),標(biāo)識(shí)呈淺粉色,說明包裝內(nèi)無(wú)氧氣,氧氣吸收劑有活性;當(dāng)包裝內(nèi)氧氣濃度>0.5%時(shí),標(biāo)識(shí)則會(huì)變成藍(lán)色。
防偽DNA標(biāo)簽
防偽DNA標(biāo)簽是從產(chǎn)品DNA序列中隨機(jī)切取一段,經(jīng)過特殊方法制成特殊油墨印制在標(biāo)簽表面,使用電子設(shè)備進(jìn)行掃描時(shí),可以看見相應(yīng)的DNA序列,以此來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品真?zhèn)巍?/p>
RFID標(biāo)簽
RFID標(biāo)簽采用射頻識(shí)別技術(shù),通過與讀寫器、數(shù)據(jù)交換和管理系統(tǒng)的共同作用,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、物品跟蹤和信息采集等功能。透過RFID標(biāo)簽可以對(duì)食物進(jìn)行溯源式監(jiān)控,同時(shí)可以隨時(shí)掌握食品的儲(chǔ)存溫度、成熟度。對(duì)溫度敏感的紅酒儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境監(jiān)控,可采用RFID主動(dòng)標(biāo)簽,能夠記錄時(shí)間-環(huán)境溫度,以及原產(chǎn)地、存儲(chǔ)環(huán)境和酒品等信息識(shí)別、產(chǎn)品質(zhì)量追溯。
防傾倒標(biāo)簽
如果產(chǎn)品傾斜的角度超過45°,則防傾倒標(biāo)簽中的一種裝置發(fā)生變化,指示窗由原來(lái)的白色變?yōu)榧t色。當(dāng)防傾倒標(biāo)簽的顯示窗為紅色狀態(tài)時(shí),監(jiān)視器的顯示窗口將無(wú)法改變,這樣就可以成為一個(gè)永久的發(fā)生傾倒的憑證。防傾倒標(biāo)簽?zāi)芴嵝堰\(yùn)輸人員加倍小心地搬運(yùn)貨物,有效地預(yù)防和降低貨品在運(yùn)輸途中損壞的風(fēng)險(xiǎn),并能令肇事者責(zé)無(wú)旁貸地承擔(dān)責(zé)任。
碰撞顯示標(biāo)簽
當(dāng)碰撞顯示標(biāo)簽所受的外力超出其設(shè)定范圍時(shí),中間的晶管便會(huì)由白色轉(zhuǎn)為紅色。適用于攝影器材、照相機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品,以及各類儀器儀表、通信設(shè)備、醫(yī)療用品及器材、軍事裝備、航空器械等的生產(chǎn)監(jiān)視到運(yùn)輸?shù)娜^程。
智能包裝與智能標(biāo)簽是一個(gè)多元學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域,相信隨著各領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展,智能包裝與標(biāo)簽會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。