如何讓農產品包裝設計更加智能？

目前，農產品包裝的信息化是目前最重要的設計趨勢。通過信息化技術，可以對農產品質量從源頭就開始監控，對農產品的儲存、運輸的環境進行實時的監測，降低了農產品的損耗以及成本，確保其在各個環節的質量安全。

包裝智能化背景下農產品包裝設計現狀

1.農產品外包裝提供信息單一

經過市場調研發現，大部分農產品外包裝過于簡單，通常都是以長方形紙盒為主，缺乏包裝的整體設計意識，而且同質化現象比較嚴重。農產品外包裝信息單一，只有簡單的商品名稱，消費者想知道的其他信息幾乎沒有，這樣的農產品包裝只能滿足消費者的基本需求，缺乏地域特色和人文關懷，在同類產品中缺乏競爭力。

2.無法滿足生鮮農產品要求

農產品中有很大一部分是生鮮農產品，比如說水果類、魚蝦類、貝殼類、冷凍肉類等，但消費者對于生鮮農產品在運輸過程中的溫度變化不得而知，對于生鮮農產品經過運輸以后的品質存有疑問。由于這些信息在農產品的外包裝上都是沒有的，因此阻礙了生鮮農產品在線上的銷量。

3.農產品生產過程溯源信息不完善

在農產品外包裝上，通常沒有消費者關心的關于生產過程的溯源信息，比如說施肥施藥情況、農藥殘留情況、轉基因檢測情況等信息，使得消費者對于這些農產品望而卻步。農產品生產過程溯源信息的不完善，阻礙了綠色有機農產品的發展和銷售。

智能包裝技術在農產品包裝設計中的應用案例

適合在食品上應用的智能包裝技術主要有兩種：一種是功能材料型智能包裝，主要包括TTI智能標簽、新鮮度指示標簽、泄露指示標簽;另一種是信息型智能包裝，主要包括RFID技術、二維碼技術、NFC技術、AR技術。

1.功能材料型智能包裝

(1)TTI智能標簽

Timestrip  Plus系列溫度標簽是一款專門用于監測溫度變化的便攜式標簽貼，每一個Timestrip溫度標簽都是一個小巧的不干膠標簽，可以直接貼在產品、包裝或者卡片上。它可以監測溫度并指示何時環境溫度超過標簽設定的溫度值，通過顏色變化反饋給客戶，整個過程是不可逆的，也可以記錄一個或者多個超溫的總時間。該系列中的每款產品都預先設定了不同的監測溫度值，如圖1所示，方便客戶選擇適合其要求的Timestrip溫度標簽產品。Timestrip溫度標簽未激活前可以像其他產品一樣在室溫下存儲。激活時，要保證周圍環境溫度高于標簽監測點，以便藍色染液可以從按鈕上釋放。以Timestrip溫度標簽10℃這一型號為例，如圖2所示，使用前需要激活，此時兩個窗口均呈白色，激活時在溫度高于10℃環境即可。用力按壓開關按鈕，第一個白色窗口會變藍，由此，在5min內將標簽放在停止溫度之下至少1h。當標簽在停止溫度8℃下也能起監控效果時，就可以撕開標簽背后的不干膠貼紙，然后將標簽貼于監測產品上面即可開始監測。當監測溫度低于10℃，標簽的第二個窗口不會有變化，還是白色的，當超過10℃后，藍色流體就會擴散到第二個窗口，并顯示液體擴散的累計時間。這說明標簽已經被暴露于高于10℃的溫度環境下，那么使用者便要做補救措施了。標簽變色是不可逆的，但是每當環境溫度低于停止溫度8℃時，藍色流體就會停止流動。

WarmMark系列溫度標簽能簡單直接地監測物品是否暴露于不合適的溫度當中，如圖3所示，通過標簽的顏色變化可以推算出暴露的時間，記錄貨物運輸時所處的溫度是否合理，且原有的不合格溫度記錄不會隨著溫度和時間的改變而改變。如果標簽暴露在它的反應溫度以上，墊片內的化學劑融化變成紅色，并且開始沿著內管往下流。WarmMark溫度標簽有3個窗口，化學劑流到每個窗口都有一定的時間，因此，窗口顯示紅色的時間是可以推算出來的，當溫度低于反應溫度，化學劑的移動停止。WarmMark溫度標簽的精確度確保在反應溫度的±1℃內。以WarmMark系列溫度標簽8℃這一型號為例，如圖4所示，超溫后變色可推算超溫時間，當超溫達到  30min，第一個窗口變紅色;當超溫達到2h，第二個窗口變紅色;當超溫達到8h，第三個窗口變紅色。

(2)新鮮度指示標簽

Insignia公司開發的FreshTag新鮮度指示標簽實現了對整個貨架期的監控，與傳統的日期編碼相比，能更加準確地顯示食品的剩余貨架期和質量，提高了食品的安全性和新鮮度，減少了食物的浪費。FreshTag新鮮度指示標簽的中心點是一個智能薄膜，如圖5所示，當開始使用標簽時，顏色會隨著產品的貨架期逐漸改變，如果產品儲存或者運輸的溫度過高時，標簽的顏色變化會更快，使得標簽的變化速度和食品新鮮度的狀態是同步的。

韓國Maeil Milk每日乳業推出一款視覺指示的牛奶紙盒，如圖6所示，利用牛奶變質的速度和時間的關系，把牛奶紙盒上的“milk”最終變成“ill”，告訴消費者不能再食用了，非常直觀。

(3)泄露指示標簽

泄露指示標簽主要用在MAP氣調包裝上，通過檢測氧氣、二氧化碳等氣體指示劑，來指示氣調包裝中氣體氛圍是否泄露，從而判斷包裝是否完整，里面的商品是否變質了，泄露指示標簽可以大大降低包裝在倉儲、物流、銷售等環節中因為破損或者泄露造成的損失。

Leak Detection  Indicators是專門為MAP氣調包裝設計的泄露指示標簽，如圖7所示。標簽貼在包裝蓋膜的內側，包裝完整的情況下，標簽的指示區域是黃色。如果包裝發生了泄露現象，標簽指示區會因為包裝內氣體氛圍的變化變為藍色，提示消費者要謹慎購買這個商品。

2.信息型智能包裝

(1)RFID技術

RFID標簽俗稱電子標簽，是無線電射頻識別的縮寫。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號來識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需人工干預。作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、存儲信息更改自如等優點。在信息化背景下，RFID技術在包裝上的應用，一方面可以快速方便地提高倉庫的管理能力，形成產品倉儲和物流之間的無縫對接;另一方面，可以對產品的質量進行溯源、新鮮度進行查詢等操作，增強用戶的體驗感，同時企業在保證用戶信息安全的條件下，對產品進行大數據管理和分析。

芝加哥智能標簽公司Ovie推出一款電子標簽Smarterware，這款智能標簽能夠跟蹤食物是否過期了，還能根據現有的食物為用戶推薦菜譜。標簽的外形是由一個按鈕和外圈可以發光的LED光環組成，  它通過藍牙與用戶的手機進行連接，如圖8所示。Ovie公司的數據云建立了每種食物的腐敗時間，收到食物信息以后，后臺會找到對應食物的保鮮期限。接下來，用戶就可以通過手機上的APP或者標簽光環的顏色來判斷食物的新鮮程度：綠色代表食物非常新鮮，黃色代表食物比較新鮮但是要盡快食用，紅色代表食物已經不再新鮮了，要趕緊扔掉，如圖9所示。

(2)二維碼技術

目前，二維碼技術是以QR碼為代表的智能標簽技術，與傳統的條形碼相比，QR碼可以在縱橫兩個方向上同時存儲信息，因此它能攜帶大量的信息。巴西國家研究公司Embrapa在包裝中研制的QR碼和納米技術、人工智能相結合的傳感器一起使用，可以跟蹤和監測水果的成熟度，如圖10所示，通過智能手機預裝的軟件，品牌商可以對水果的物流過程和產品質量進行監控，降低水果的損耗以及成本，確保其在各個環節的質量安全。

(3)NFC技術

NFC 英文全稱為 NearField  Communication(近距離無線通信)。NFC由RFID及互聯互通技術整合演變而來，在單一芯片上結合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點的功能，能在短距離內與兼容設備進行識別和數據交換。通俗地說，NFC是一種近距離無線電技術，它可以利用芯片來讀取信息，達到數據交換的目的。NFC的特點可以概括為信息流、距離短、傳輸快。

澳大利亞公司TomKat開發的KoolPak包裝系統，可以讓運輸海產品的聚苯乙烯箱重復使用，減少對環境的污染，如圖11所示。使用時，客戶在智能手機上下載KoolPak應用程序，將手機貼近箱體進行配置，配置完成后，NFC溫度傳感器標簽開始監測和記錄箱體內的溫濕度數據。

(4)AR技術

現實增強技術，也就是我們常說的AR，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術，其目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。在信息化背景下，將AR技術應用在包裝設計上，可以解決目前包裝產品上信息有限、傳遞方式單一的問題，同時還能增強包裝的展示效果，增加人和包裝之間的互動體驗。

Blue Diamond利用AR技術在Almond Breeze牛奶包裝上實現與消費者的互動，消費者通過掃描包裝上的二維碼觸發AR體驗，如圖  12所示。在消費者面前任何的空地上，都可以看到種植杏仁農場的全景圖，圖上有1個帶谷倉的農場、正在移動的送貨卡車、1片盛開的杏樹、1個蜂箱、1條小溪和1條道路，消費者還可以在AR場景中自由移動。

智能化包裝技術在農產品包裝設計中的策略建議

1.智能指示標簽與農產品包裝設計結合的策略建議

(1)時間溫度指示標簽

時間溫度指示標簽是一種附在包裝外部的指示卡，對食品流通過程中一些關鍵的參數進行記錄和監控，通過時間和溫度的積累效應，通過標簽上顏色的變化來指示食品流通過程中溫度的變化歷程、剩余的貨架期，以便及時掌握食品的質量信息。

(2)氣體指示標簽

氣體指示標簽的工作原理是：利用食品在貯藏過程中，釋放的某些特征氣體與特定試劑而產生的特征顏色反應，引起指示劑發生明顯的變化，從而幫助消費者直觀、準確、科學地判斷食品品質與新鮮程度。

2.信息溯源技術與農產品包裝設計結合的策略建議

信息溯源技術是對食品進行安全管理的有效手段，它利用現代化信息管理技術，追蹤食品從生產到流通的整個過程信息，可向消費者提供食品來源地信息、食品生產信息、還可以添加食品的食用方式等，使消費者了解其真實情況。

3.AR技術與農產品包裝設計結合的策略建議

(1)提供豐富的產品信息

把AR技術加入到農產品包裝中，消費者用手機掃描包裝上的標識，就能輕松實現農產品的溯源，得到產品的產地、生產日期以及農產品生長過程、加工方式和營業價值等信息;還可以通過AR影像，讓消費者可以看到產地的地理樣貌、農產品生產和加工的過程。

(2)提供食品安全信息

在AR技術中加入監測農產品即時信息的APP，消費者可以身臨其境地感受農產品的生長環境，從而實現對農產品關于轉基因、施肥施藥等情況的監測。

(3)增加農產品的附加值

在AR技術中，可以加入一些消費者在使用農產品中需要的一些信息，比如農產品的保存方法、烹飪方法、營養價值等。

4.RFID技術與農產品包裝設計結合的策略建議

(1)出廠包裝信息

農產品在出廠包裝過程就能把產品的基本信息寫入RFID標簽中，  記錄農產品從最初出廠開始所有的狀態，這些信息可以包括農產品的品牌、生產商、訂單編號、類別、數量、生產日期、到期日期等。

(2)冷鏈物流配送過程信息

生鮮農產品在物流配送過程中全程運用RFID技術，通過無線傳感器采集冷鏈運輸車輛的溫度和濕度，再把實時溫度和濕度傳到控制中心，控制中心對采集的數據進行分析。

(3)銷售過程質量安全信息

農產品進入銷售環節，在RFID標簽上可以寫入農產品到達門店以后的信息，比如到達門店的時間、儲藏方式、儲藏環境等，另外還可以寫入消費者比較關心的質量安全檢驗的信息，消費者通過手機掃碼就能看到農產品的質量安全檢驗信息。

總之，農產品包裝的信息化是目前最重要的設計趨勢。通過信息化技術，可以對農產品的質量從源頭就開始監控，對農產品的儲存、運輸環境進行實時監測，降低了農產品的損耗以及成本，確保其在各個環節的質量安全。

通過實踐設計，我們發現時間溫度指示標簽可以運用在對溫度敏感的水產類農產品包裝上，比如大閘蟹、青蝦等。氣體指示標簽可以運用在新鮮的果品類農產品上，比如翠冠梨、水蜜桃、夏黑葡萄等。信息溯源技術可以運用在所有的農產品中，除了果品類和水產類，還可以用在茶葉類和糧副食類的包裝上。除此以外，我們還可以把所有信息記錄在RFID標簽上，在農產品包裝上加入AR技術等。消費者通過農產品包裝上的可視化信息，可以方便快捷地了解農產品的質量，提高了農產品的附加值和競爭力，實現鄉村產業的振興。