食品包装的智能化技术,你了解多少?

   发布日期:2023-08-31 14:02:30     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:192    评论:0    
核心提示:食品包装的智能化技术智能包装技术、环保包装材料技术和新型防伪技术的出现,巩固了食品安全的防线。但目前国内食品包装技术发展水平与国际先进水平相比仍存在较大的差距,因此包装及相关企业应进一步加强技术研发及产业化转化工作,深入挖掘市场价值,促进包装新技术为食品安全把关。创新实用的智能化食品包装将是智能化发展中的必然产物。

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大量的商品制造使得商业的快速演进,商品的次数和种类也愈发越复杂多样。新产品的出现对包装设计强调了新的挑战。特别是社会信息科技的迅速发展,人们生活的节奏越来越快、购物模式也出现了转变,对于消费者来言:要求商品包装更方便更简单;针对供应商来言:要求商品包装在流通领域更加人性化,便于运输和保质。为此,包装的功用健全、材料选用、结构及设计技巧进入到一个全新的智能化阶段。尤其智能化科技研究成果巧妙合理的利用到包装领域,带来了更多的个性化、人性化的用途和特征,这些是特色包装科技所不能超过的。

智能化技术

智能化科技为智慧和素质的结合体,即从感觉到记忆再到认知然后借助行为和语言进行展示的科技,具有四个特征:一是认知外部世界,获取内部信息的素质,这是智能科技应用的前提条件和必要条件;二是无法记忆储存感知到的内部信息且运用已有的科技对信息进行预测、计算、比较、判断、联想、决策;三是借助与环境的互相作用,使自己无法适应环境差异;四是无法对外界的刺激做出反应,形成决策并传达相应的信息。这些特征在食品包装上可以受到很高的彰显,尤其在肉类包装的防霉、保鲜、抗菌防伪、回收利用等方面效果更为显著,更好的让食品在健康、安全卫生的环境下储存流通。

食品包装的智能化科技

1.防潮技术

普通的隔热包装一般使用透湿度极小的防霉玻璃纸、石蜡纸、防潮平粘合纸板、铝塑复合防水纸(阻隔膜)、白脱纸等材料对商品进行包装,而智能化的包装科技不仅仅当作对材料的选用更是对智能化的科技的提高,通过材料的协作和信息科技的整合,使消费者在购买商品时才会精确分辨该商品的新鲜度和储存时间长短。典型智能化防潮包装是欧洲的“不二价”超市连锁店在一些新鲜肉类上使用“时间频率指示”的包装科技,简称TTIs技术(见图1),该技术会直接显示食品在某随时多变的频率下的储存时间长短,这种包装技术的外形像射击用的靶子,有许多圈套圈的透明圆环,中心的环里带有特殊生物物质,物质的色泽开始透明的,但会随着频率、湿度的差异,发生化学聚合反应,颜色由原先的透明逐渐变深,最终变为红色。这种科技向消费者传达的信息是食品上的细菌会随频率和时间的降低而下降,在细菌增加的同时指示科技中的物理物质的色彩也相应出现差异,当内圈完全变黑时,就意味着食品不再新鲜,受潮情况严重,不能进行食用。

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图1TTIs标签

2.防伪技术

智能防伪技术差别于特色的防伪技术,在判断食品真伪时不再必须自动输入验证码查询,借助辨别设备自动辨识真假,更加高档、便利。新型的防伪技术主要有二维码防伪技术、RFID、激光防伪标签(全息防伪)等,这些防伪技术的使用可有效的减少虚假商品的发生,净化消费市场。

二维码防伪技术是借助喷墨印刷方法,将商品的相关信息浓缩成矩阵图并且每一件商品均有属于自己身份的矩阵图,一码一物,不易被复制或虚假。其原理为图2:

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图2二维码防伪技术步骤图

目前市面上绝大多数食品外包装上均使用智能化的防伪技术,比如大米,伊利牛奶的外包装上面印有条形码,使用电脑APP软件扫描二维码会出现奶食品的风味及商品简介,而哇哈哈AD钙奶的外包装上除了印有条形码还有二维码,扫描二维码后会开启哇哈哈公司的官网微信平台以供消费者查阅食品真伪和其它信息。

RFID又叫无线射频识别,通过无线电讯号辨识特定的相关数据,是产品电子代码的载体,其最特殊的地方在于芯片能够复制、高度防伪,此外还可以查询食品安全追溯和追踪流通。

1.三维码防伪技术

顾名思义,三维码防伪技术是从特色的二维码防伪技术演进而来的,以底色的深浅作为第三维度,能够对任意进制的数据进行编译,其防伪载体的信息容量和安全性更高。

根据三维码的机理特点,可以直接对原包装设计进行编译,结合隐形油墨技术,使三维码“隐形”在原包装图像中,实现隐形防伪效果。实现原理是:首先对原包装的图像信息进行定位提取,并编译到三维码中,然后在印刷时先印刷原有图像,再使用隐形涂料定位印刷相应的二维码就能,几乎不降低任何利润费用。正常状况下,隐形的二维码不可见(如图3+),在特殊光照或加热等条件下才会呈现出来(如图4b),与原图像组成完整的三维码,实现防伪功能,且不影响原包装的美感。

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图3+隐形三维码食品防伪包装

2.随机纹理防伪技术

随机纹理防伪技术又称数理防伪技术,最早应用在纸张防伪上,通过在造纸过程中加入随机的纤维,制作出具备特定特性的纸张。随机纹理防伪技术原理如图4+所示,根据该机理,我们可以运用印刷的方法推动类似的防伪效果。首先运用物理建模得到随机的曲线以及图形,然后将其印刷至产品包装上,并录入数据库中食品包装技术月考1,消费者只需通过移动仪器的摄像头采集包装上的防伪标志,即可与服务器上数据库中的信息进行匹配识别。

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图4+随机纹理防伪技术原理图

因为随机纹理防伪技术的防伪特征具有随机性和唯一性,造假者很难对其进行模仿复制,因此防伪效果极高。另外,设计人员可以将防伪信息设计成图形、图案,并对其进行艺术性处理,使其在具有防伪特征的同时,又不失美感,彰显产品传统,吸引消费者眼球,从而推动销售。

射频标签防伪技术

最常用的射频标签防伪技术是RFID防伪技术,一套完整的RFID系统由电子标签、阅读器和天线构成,其防伪原理是按照编码和加密对电子标签进行发行和授权处理,使每一件商品具有唯一的编码序号,以推动识别的唯一性。RFID防伪技术带有通用简单、便于辨识、安全可靠性高的特征,但因为必须专门的识别设备,成本太高,目前主要应用于货运物流和高端商品包装中。

NFC防伪技术是RFID防伪技术的融合升级。与RFID防伪技术不同的是,NFC防伪技术无法整合在NFC手机中,数据存储带有双向性,交互性好,且标签从而重复读写防伪验证过程,增加了“第三方认证机构”,具有更好的溯源性。

食品包装关系着公众的健康安全,应予以足够的注重。智能包装科技、环保包装材料技术和新型防伪技术的出现,巩固了食品安全的防线。但现在中国食品包装科技演进水平与国际先进水准相比仍存在较大的差别,因此包装及相关企业应进一步强化科技开发及行业化转换工作,深入挖掘市场价值,促进包装新科技为食品安全把关。

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图3RFID标签

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图4RFID系统的基本模型

RFID的防伪技术一般用于饮料、贵重物件、证件防伪,食品最典型的便是五粮液酒。五粮液白酒一直是使用RFID技术防伪,在外包装盒瓶身均有此标志,在国内食品的包装多采取此技术防伪,使用RFID技术以便管理、使用便利,能有效提升管理并且流通效率,其食品安全管控系统如图5所示,通过RFID标签和阅读器或者其它传感器等联合使用,消费者可以发现食品的供应链注册者相关信息、食品品质检测并且其它安全服务信息。

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图5RFID食品安全管控系统框架示意图

激光标签防伪又称为全息防伪技术,使用镭射彩色全息图制技术和模压复制科技的防伪技术食品包装技术月考1,主要运用3D光学、加密科技,目前主要采用在美容品、饮品等物件的标签,因使用模压复制技术,所以形状极难复制,防伪程度高。随着科技的进步,激光防伪技术也和其它防伪技术连用,逐步增加防伪难度。

3.抗菌保鲜技术

长时间暴露在空气中的食品会造成水分流失、表皮起皱、重量减少、维生素流失且会滋生病菌、影响品质。抗菌保鲜一直是销售者和消费者关注的热点,也是销量的重要保障。根据抗菌功效和需求抗菌包装科技可以分为传递型、固化型、吸收型。

释放型抗菌包装技术就是将抗菌剂加入聚合物树脂中,通过混合制成抗菌材料进行迁移释放对肉类杀菌,常见的抑菌剂有二氧化碳和异硫氰酸烷基酯,将他们置于密闭阻隔包装中使用,低密度下对所包装的饮料散发很微弱的臭味,可以延长肉禽蛋、水果、生牛肉、三明治等饮料的货架期。

固化型抗菌包装科技主要是借助对包装材料处理使得诱导微物理的生长,不积聚抗菌剂;如欧洲包装科技协会的研究员工与加工车间合作研发出利用复合树脂等材料采用专有的镀层技术在金属包装膜上赋予一层防锈抗菌材料,主要采用在液态食品的包装盒或包装瓶上,使制品非常安全可靠,延长贮藏期。

吸收型抗菌包装科技主要是借助吸收、消除和促进微生物的生长繁衍,常见的技术如内贴式去氧剂,就是将此贴在包装的两侧以及隐藏于内嵌标签上便可手动清除消耗包装内的气体成份,主要利用在牛奶、面包、巧克力、熏肉制品上,保鲜效果优良。随着科学科技的不断进步,把纳米无机抗菌材料融入到包装材料中,充分运用了它的耐热、无菌、高渗透、除臭、除锈易开封等性能开发出了新型纳米包装科技。

4.回收利用技术

智能化包装材料的演进解决了制品不能长时间贮藏的弊端,但也因而给环境和资源带来了很大的危机,可大幅包装,是一种必定的态势。可大幅包装大致分为三个方式:

使用可再生原材料:生产的一种名为Ingeo的生物聚合物,属于高温加工材料,耗能源材料更少且耐高温,具有很高的物理可降解性,此外纤维素、壳聚糖、淀粉等化学材料也广泛应用于包装,这一类材料安全环保、可物理降解,在应用过程中可以和智能科技连用,扩宽其应用范围。

利于回收和多次循环使用:主要体现在分拣方面。采用高科技光学方式,依据材质、结构和颜色来分选聚合物和树脂粒料,通过测试并去除各种弊端和杂质(如变色、黑斑、染料滴、烧斑、结对和表面起纤等),可提取纯净、高价值的材料,从而提高最后产品的品质。

包装小型化轻量化:注意选材时降低垃圾的形成量。例如薄膜:它的趋势是薄膜的轻量化,HDPE树脂、金属催化剂的聚烯烃以及其他优秀的阻隔性包材等就是带有超硬度、能加工较薄的新型原料。帝斯曼集团最近推出了改性聚酰胺产品,薄膜中的结晶速率比传统聚酰胺-6慢得多且带有更好的拉升性,从而在加工条件方面不但花费了这些原料也为加工商提供了更大的操作空间。

智能化包装的演进前景

现代工艺、技术的优化和变革,带动了智能包装的快速演进,智能化食品包装使用的新兴的包装材料无论是防水、抗菌、防伪还是回收利用,都远超于特色的包装材料带来的实用效果。智能化的饮料包装在逐渐便利着他们的生活,需求量在不断的减小,产值在增加。针对我国去年浪费的食品产量十分之庞大及严重的食品安全难题,未来美国的演进中也十分重视保障食品安全和运用。虽然我国智能包装的演进相对落后于发达国家,但发展潜力很大。我国行业化进程加速智能化的食品包装在我国行业在迅速下降。简单、传统的食品包装方式逐步不能满足消费者对商品的选购与使用,人们对食品安全更加的关注并且降低食品腐烂的代价上有强烈的意愿。创新实用的智能化食品包装将是智能化演进中的必定产物。智能化制品包装颇具广阔的行业前景。

控制制品接触材料以确保包装安全

我国制品包装材料的使用主要依照GB9685标准,其中有一条内容就是指出要控制与饮料接触的包装材料,这只是我国检查食品接触包装材料的指导宗旨之一。研究机构、实验室、企业的开发都要遵守GB9685标准,从而保证包装技术可以有效地缓解食品接触材料的安全问题,

包装的功能总结为8个字——保护、便利、促销和增值,其中保护排在首位着重表现出两层意思,即保护质量、保护身体。食品品牌中非热加工制品需要经过维持其生物活性或促进其生物反应速率的过程,使其中的微生物进入休眠或半休眠状况,所以成为梦想的食品包装科技需要在降低防腐剂的同时达到抗氧化、防紫外线等用途。活性包装、充气包装或气调包装等是很高的选用形式,此类包装都是借助调节包装内部食品所处环境中的气体含量实现保鲜保质,能够较好地缓解食品中使用防腐剂的做法。

包装技术可以有效地减少肉类防腐剂风险,合格的包装材料具备安全稳定性。以塑料包装为例,很多人觉得塑料包装稳定性差、安全系数不高,但合格的金属包装是低温成型并常温固化的,目前市场上使用最多的且与制品接触的包装材料PE和PP的塑化温度大约在110℃以上(PE>110℃、PP>130℃),而正常的使用频率通常不少于100℃,所以是相对安全的材料。

气调包装可替代防腐剂应用于饮料保鲜

果蔬食品在采摘后一直带有呼吸和后熟的生命特性,呼出二氧化碳和吸入气体的生命循环仍在进行;鲜肉在无氧环境中形状会变蓝或变紫,为了使水果、鲜肉等饮料保持长时间的鲜度,气调包装无疑是一个尚佳的选择。

气调包装(俗称MAP)的原理是借助改变包装内气体成份比重反而达到产品保鲜的目的。不同的植物和动物都必须正常含量比例的空气能够生存和生长,同时动植物的呼吸也会排放出不同的气体,环境中唯有保持相应的气体比例能够确保正常生存,动植物产品的保鲜同样必须有适度的气体比重,见表1。

气调包装应用于饮料冷冻主要是调整包装容器的外部氧气,降低产品呼吸程度,最终超过延长保质期的作用,所以说包装也是一种生命科学。由于产品成分不同,需要的气体也不尽相似,如今仍然没有一种万能的气体可以适用于全部产品,而且植物与动物所需的气调也不一样,这就必须在包装的之后抽走易出现反应的气体,补充稳定气体。例如,二氧化碳相对稳固且带有一定的保鲜作用;氮气是一种惰性气体,与食品几乎不出现反应,对食品具有一定的稳定性在包装中可以成为混合填充气体。

然而气调包装就能起到代替防腐剂的功效对肉类进行保鲜,但是现在仍存在这许多问题:

①研究中强调气体配置的比重而缺少包装材料的研究;

②对气调包装设备研究众多而缺少包装的特性和准确的实验;

③对气调包装所用容器的材料成份几乎没有研究,如对容器中托盘所用的材料、容器封口所需薄膜等缺失研究成果。

通过材料对气体的选用透过性就可以推动气调包装的功效,其关键技术就是最大限度的把气体吸走,让氮气排出。这样才能使新鲜产品的呼吸能量消耗增加,同时降低氧气对生鲜产品成份中的多肽质、维生素等营养成分的氧化和消耗。据杨福馨博士介绍,针对此难题上海海洋学校乳品学院对新鲜肉制品保鲜包装薄膜科技进行了大量研究,并开发出一种模拟气调包装技术,能对氮气进行阻隔,对其它气体透过进行调节,实现功能性保鲜效果。

将常见的制品防腐剂采用金属微粒中对薄膜进行改性后制作金属包装薄膜,这种薄膜将具备杀菌、抗氧化和分子筛功能。其成份主要为山梨酸钾盐和塑料PET、PE,PE透气性较差,PET阻隔性非常,但阻隔性好的PET材料会使甲烷和氧气(腐败气体)同时拦截在包装内,从而使产品腐烂,因此必须对PET部分进行改性,让包装薄膜内部分子距离加大,从而让气体和氧气得以排出。

结论

智能化的食品包装已演进成一项项目科技,在科学技术迅速发展的现在,包装科技和包装材料已不再仅仅简单直观的东西,而是融入了现代信息,营销心理、多媒体、生物材料等各学科技术,融入了智能化,在不断的变革,不断的健全。使得食品包装的行列里充满了新的时尚,拓展了包装行业,促使企业不断的提升制造品质和科技变革。智能化包装除了降低了行业竞争力,为企业带来利益。改善产品和消费者的关系,满足现代流通平台的规定,提高制品健康新鲜度和流通安全性的地位。而满足不断演进需求的食品种类越来越繁杂、千姿百态,特性各异对包装规定也各有不同。要把智能包装普及到位,更要跟紧当今信息化转变的步伐,从而推动一种变革实用的包装工艺,展现包装材料和包装科技在现实中的尽善尽美,因此包装所肩负的功能也愈发越多,需不断探究、探索和变革加大对包装的智能科技研发。

据市场预测,到2020年我国包装工业将建立一个技术含量高、经济效率好、资源损耗低、环境污染少、人才资源优势受到充分发挥的新型行业。包装工业演进潜力很大,已经变成了名副据说的朝阳产业。

现在中国包装种类繁多,大多缺乏高精尖

目前中国企业在伺服设备、枕式设施、灌装设备、包装设备、包装材料制造设施等方面,都有了巨大的进步。虽然我国包装机械种类约有1300多种,但是缺乏高技术、高效率、高品质配套产品,产品性能低,稳定性和可靠性差,仍需通过顶级端技术促进包装机械产品更新。

 
 
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