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如何让农产品包装设计更加智能?

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发表时间:2024-03-14 15:00作者:瞿茹芸来源:印刷工业

目前,农产品包装的信息化是目前最重要的设计趋势。通过信息化技术,可以对农产品质量从源头就开始监控,对农产品的储存、运输的环境进行实时的监测,降低了农产品的损耗以及成本,确保其在各个环节的质量安全。


包装智能化背景下农产品包装设计现状



1.农产品外包装提供信息单一

经过市场调研发现,大部分农产品外包装过于简单,通常都是以长方形纸盒为主,缺乏包装的整体设计意识,而且同质化现象比较严重。农产品外包装信息单一,只有简单的商品名称,消费者想知道的其他信息几乎没有,这样的农产品包装只能满足消费者的基本需求,缺乏地域特色和人文关怀,在同类产品中缺乏竞争力。

2.无法满足生鲜农产品要求

农产品中有很大一部分是生鲜农产品,比如说水果类、鱼虾类、贝壳类、冷冻肉类等,但消费者对于生鲜农产品在运输过程中的温度变化不得而知,对于生鲜农产品经过运输以后的品质存有疑问。由于这些信息在农产品的外包装上都是没有的,因此阻碍了生鲜农产品在线上的销量。

3.农产品生产过程溯源信息不完善

在农产品外包装上,通常没有消费者关心的关于生产过程的溯源信息,比如说施肥施药情况、农药残留情况、转基因检测情况等信息,使得消费者对于这些农产品望而却步。农产品生产过程溯源信息的不完善,阻碍了绿色有机农产品的发展和销售。


智能包装技术在农产品包装设计中的应用案例



适合在食品上应用的智能包装技术主要有两种:一种是功能材料型智能包装,主要包括TTI智能标签、新鲜度指示标签、泄露指示标签;另一种是信息型智能包装,主要包括RFID技术、二维码技术、NFC技术、AR技术。

1.功能材料型智能包装

(1)TTI智能标签

Timestrip  Plus系列温度标签是一款专门用于监测温度变化的便携式标签贴,每一个Timestrip温度标签都是一个小巧的不干胶标签,可以直接贴在产品、包装或者卡片上。它可以监测温度并指示何时环境温度超过标签设定的温度值,通过颜色变化反馈给客户,整个过程是不可逆的,也可以记录一个或者多个超温的总时间。该系列中的每款产品都预先设定了不同的监测温度值,如图1所示,方便客户选择适合其要求的Timestrip温度标签产品。Timestrip温度标签未激活前可以像其他产品一样在室温下存储。激活时,要保证周围环境温度高于标签监测点,以便蓝色染液可以从按钮上释放。以Timestrip温度标签10℃这一型号为例,如图2所示,使用前需要激活,此时两个窗口均呈白色,激活时在温度高于10℃环境即可。用力按压开关按钮,第一个白色窗口会变蓝,由此,在5min内将标签放在停止温度之下至少1h。当标签在停止温度8℃下也能起监控效果时,就可以撕开标签背后的不干胶贴纸,然后将标签贴于监测产品上面即可开始监测。当监测温度低于10℃,标签的第二个窗口不会有变化,还是白色的,当超过10℃后,蓝色流体就会扩散到第二个窗口,并显示液体扩散的累计时间。这说明标签已经被暴露于高于10℃的温度环境下,那么使用者便要做补救措施了。标签变色是不可逆的,但是每当环境温度低于停止温度8℃时,蓝色流体就会停止流动。



WarmMark系列温度标签能简单直接地监测物品是否暴露于不合适的温度当中,如图3所示,通过标签的颜色变化可以推算出暴露的时间,记录货物运输时所处的温度是否合理,且原有的不合格温度记录不会随着温度和时间的改变而改变。如果标签暴露在它的反应温度以上,垫片内的化学剂融化变成红色,并且开始沿着内管往下流。WarmMark温度标签有3个窗口,化学剂流到每个窗口都有一定的时间,因此,窗口显示红色的时间是可以推算出来的,当温度低于反应温度,化学剂的移动停止。WarmMark温度标签的精确度确保在反应温度的±1℃内。以WarmMark系列温度标签8℃这一型号为例,如图4所示,超温后变色可推算超温时间,当超温达到  30min,第一个窗口变红色;当超温达到2h,第二个窗口变红色;当超温达到8h,第三个窗口变红色。


(2)新鲜度指示标签

Insignia公司开发的FreshTag新鲜度指示标签实现了对整个货架期的监控,与传统的日期编码相比,能更加准确地显示食品的剩余货架期和质量,提高了食品的安全性和新鲜度,减少了食物的浪费。FreshTag新鲜度指示标签的中心点是一个智能薄膜,如图5所示,当开始使用标签时,颜色会随着产品的货架期逐渐改变,如果产品储存或者运输的温度过高时,标签的颜色变化会更快,使得标签的变化速度和食品新鲜度的状态是同步的。



韩国Maeil Milk每日乳业推出一款视觉指示的牛奶纸盒,如图6所示,利用牛奶变质的速度和时间的关系,把牛奶纸盒上的“milk”最终变成“ill”,告诉消费者不能再食用了,非常直观。



(3)泄露指示标签

泄露指示标签主要用在MAP气调包装上,通过检测氧气、二氧化碳等气体指示剂,来指示气调包装中气体氛围是否泄露,从而判断包装是否完整,里面的商品是否变质了,泄露指示标签可以大大降低包装在仓储、物流、销售等环节中因为破损或者泄露造成的损失。



Leak Detection  Indicators是专门为MAP气调包装设计的泄露指示标签,如图7所示。标签贴在包装盖膜的内侧,包装完整的情况下,标签的指示区域是黄色。如果包装发生了泄露现象,标签指示区会因为包装内气体氛围的变化变为蓝色,提示消费者要谨慎购买这个商品。

2.信息型智能包装

(1)RFID技术

RFID标签俗称电子标签,是无线电射频识别的缩写。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预。作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。在信息化背景下,RFID技术在包装上的应用,一方面可以快速方便地提高仓库的管理能力,形成产品仓储和物流之间的无缝对接;另一方面,可以对产品的质量进行溯源、新鲜度进行查询等操作,增强用户的体验感,同时企业在保证用户信息安全的条件下,对产品进行大数据管理和分析。


芝加哥智能标签公司Ovie推出一款电子标签Smarterware,这款智能标签能够跟踪食物是否过期了,还能根据现有的食物为用户推荐菜谱。标签的外形是由一个按钮和外圈可以发光的LED光环组成,  它通过蓝牙与用户的手机进行连接,如图8所示。Ovie公司的数据云建立了每种食物的腐败时间,收到食物信息以后,后台会找到对应食物的保鲜期限。接下来,用户就可以通过手机上的APP或者标签光环的颜色来判断食物的新鲜程度:绿色代表食物非常新鲜,黄色代表食物比较新鲜但是要尽快食用,红色代表食物已经不再新鲜了,要赶紧扔掉,如图9所示。



(2)二维码技术

目前,二维码技术是以QR码为代表的智能标签技术,与传统的条形码相比,QR码可以在纵横两个方向上同时存储信息,因此它能携带大量的信息。巴西国家研究公司Embrapa在包装中研制的QR码和纳米技术、人工智能相结合的传感器一起使用,可以跟踪和监测水果的成熟度,如图10所示,通过智能手机预装的软件,品牌商可以对水果的物流过程和产品质量进行监控,降低水果的损耗以及成本,确保其在各个环节的质量安全。



(3)NFC技术

NFC 英文全称为 NearField  Communication(近距离无线通信)。NFC由RFID及互联互通技术整合演变而来,在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能,能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。通俗地说,NFC是一种近距离无线电技术,它可以利用芯片来读取信息,达到数据交换的目的。NFC的特点可以概括为信息流、距离短、传输快。


澳大利亚公司TomKat开发的KoolPak包装系统,可以让运输海产品的聚苯乙烯箱重复使用,减少对环境的污染,如图11所示。使用时,客户在智能手机上下载KoolPak应用程序,将手机贴近箱体进行配置,配置完成后,NFC温度传感器标签开始监测和记录箱体内的温湿度数据。


(4)AR技术

现实增强技术,也就是我们常说的AR,是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,其目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。在信息化背景下,将AR技术应用在包装设计上,可以解决目前包装产品上信息有限、传递方式单一的问题,同时还能增强包装的展示效果,增加人和包装之间的互动体验。


Blue Diamond利用AR技术在Almond Breeze牛奶包装上实现与消费者的互动,消费者通过扫描包装上的二维码触发AR体验,如图  12所示。在消费者面前任何的空地上,都可以看到种植杏仁农场的全景图,图上有1个带谷仓的农场、正在移动的送货卡车、1片盛开的杏树、1个蜂箱、1条小溪和1条道路,消费者还可以在AR场景中自由移动。


智能化包装技术在农产品包装设计中的策略建议



1.智能指示标签与农产品包装设计结合的策略建议

(1)时间温度指示标签

时间温度指示标签是一种附在包装外部的指示卡,对食品流通过程中一些关键的参数进行记录和监控,通过时间和温度的积累效应,通过标签上颜色的变化来指示食品流通过程中温度的变化历程、剩余的货架期,以便及时掌握食品的质量信息。

(2)气体指示标签

气体指示标签的工作原理是:利用食品在贮藏过程中,释放的某些特征气体与特定试剂而产生的特征颜色反应,引起指示剂发生明显的变化,从而帮助消费者直观、准确、科学地判断食品品质与新鲜程度。


2.信息溯源技术与农产品包装设计结合的策略建议

信息溯源技术是对食品进行安全管理的有效手段,它利用现代化信息管理技术,追踪食品从生产到流通的整个过程信息,可向消费者提供食品来源地信息、食品生产信息、还可以添加食品的食用方式等,使消费者了解其真实情况。


3.AR技术与农产品包装设计结合的策略建议

(1)提供丰富的产品信息

把AR技术加入到农产品包装中,消费者用手机扫描包装上的标识,就能轻松实现农产品的溯源,得到产品的产地、生产日期以及农产品生长过程、加工方式和营业价值等信息;还可以通过AR影像,让消费者可以看到产地的地理样貌、农产品生产和加工的过程。


(2)提供食品安全信息

在AR技术中加入监测农产品即时信息的APP,消费者可以身临其境地感受农产品的生长环境,从而实现对农产品关于转基因、施肥施药等情况的监测。


(3)增加农产品的附加值

在AR技术中,可以加入一些消费者在使用农产品中需要的一些信息,比如农产品的保存方法、烹饪方法、营养价值等。


4.RFID技术与农产品包装设计结合的策略建议

(1)出厂包装信息

农产品在出厂包装过程就能把产品的基本信息写入RFID标签中,  记录农产品从最初出厂开始所有的状态,这些信息可以包括农产品的品牌、生产商、订单编号、类别、数量、生产日期、到期日期等。

(2)冷链物流配送过程信息

生鲜农产品在物流配送过程中全程运用RFID技术,通过无线传感器采集冷链运输车辆的温度和湿度,再把实时温度和湿度传到控制中心,控制中心对采集的数据进行分析。

(3)销售过程质量安全信息

农产品进入销售环节,在RFID标签上可以写入农产品到达门店以后的信息,比如到达门店的时间、储藏方式、储藏环境等,另外还可以写入消费者比较关心的质量安全检验的信息,消费者通过手机扫码就能看到农产品的质量安全检验信息。


总之,农产品包装的信息化是目前最重要的设计趋势。通过信息化技术,可以对农产品的质量从源头就开始监控,对农产品的储存、运输环境进行实时监测,降低了农产品的损耗以及成本,确保其在各个环节的质量安全。


通过实践设计,我们发现时间温度指示标签可以运用在对温度敏感的水产类农产品包装上,比如大闸蟹、青虾等。气体指示标签可以运用在新鲜的果品类农产品上,比如翠冠梨、水蜜桃、夏黑葡萄等。信息溯源技术可以运用在所有的农产品中,除了果品类和水产类,还可以用在茶叶类和粮副食类的包装上。除此以外,我们还可以把所有信息记录在RFID标签上,在农产品包装上加入AR技术等。消费者通过农产品包装上的可视化信息,可以方便快捷地了解农产品的质量,提高了农产品的附加值和竞争力,实现乡村产业的振兴。

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