第3章智能包裝技術(shù)-1

1、第第3章章 智能包裝智能包裝1 Intelligent packaging systems provide the user with information on the conditions of the food and should not release their constituents into the food. Intelligent systems may be positioned on the outer surface of the package and may be separated from the food by a functional barrier,

2、 which is a barrier within food contact materials or articles preventing the migration of substances from behind that barrier into the food. Behind a functional barrier, non-authorised substances may be used, provided they fulfil certain criteria and their migration remains below a given detection l

3、imit. Regulation (EC) No 450/2009第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ) Taking into account foods for infants and other particularly susceptible persons, as well as the difficulties of this type of analysis affected by a large analytical tolerance, a maximum level of 0.01 mg/kg in food should be established for th

4、e migration of a non-authorised substance through a functional barrier. New technologies that engineer substances in particle size that exhibit chemical and physical properties that significantly differ from those at a larger scale, for example, nanoparticles, should be assessed on a case-by-case ba

5、sis as regards their risk until more information is known about such new technology. Therefore, they should not be covered by the functional barrier concept.第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ) intelligent materials and articles means materials and articles which monitor the condition of packaged food or the env

6、ironment surrounding the food; Regulation (EC) No 450/2009第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容物外界環(huán)境作用：光、氧、水、微生物等外界力學(xué)作用：振動、沖擊、跌落、壓力等產(chǎn)品質(zhì)量消費(fèi)者安全包裝包裝包裝包裝消費(fèi)者知情權(quán)消費(fèi)取向活性包裝智能包裝 智能包裝的發(fā)展與智能包裝的發(fā)展與智能結(jié)構(gòu)智能結(jié)構(gòu)的發(fā)展不可分。上世紀(jì)的發(fā)展不可分。上世紀(jì)50年年代，人們提出了智能結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)把它稱為代，人們提出了智能結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)把它稱為自適應(yīng)系統(tǒng)自適應(yīng)系統(tǒng)。在智。在智能結(jié)構(gòu)發(fā)展過程中，人們意識到智能結(jié)構(gòu)的發(fā)展越來越需要能結(jié)構(gòu)發(fā)展過程中，人們意識到智能結(jié)構(gòu)

7、的發(fā)展越來越需要智能材料的研究與開發(fā)。于是在智能材料的研究與開發(fā)。于是在20 世紀(jì)世紀(jì)80年代，人們提出年代，人們提出了智能材料的概念。了智能材料的概念。智能材料就是材料體系要集感知、驅(qū)動智能材料就是材料體系要集感知、驅(qū)動和信息處理為一體，形成類似生物材料的智能屬性，具備自和信息處理為一體，形成類似生物材料的智能屬性，具備自感知、自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)等功能。感知、自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)等功能。近年來所形成的近年來所形成的“智能科學(xué)與技術(shù)智能科學(xué)與技術(shù)”，是以，是以人工智能人工智能理論和方法為核心，研理論和方法為核心，研究如何用計(jì)算機(jī)去模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能；如何設(shè)計(jì)和究如何用計(jì)算機(jī)去模擬、

8、延伸和擴(kuò)展人的智能；如何設(shè)計(jì)和建造具有高智能水平的建造具有高智能水平的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。一個(gè)完整的智能行。一個(gè)完整的智能行為周期為：從機(jī)器感知，到知識表達(dá)；從機(jī)器學(xué)習(xí)，到知識為周期為：從機(jī)器感知，到知識表達(dá)；從機(jī)器學(xué)習(xí)，到知識發(fā)現(xiàn)；從搜索推理，到規(guī)劃決策；從智能交互，到機(jī)器行為，發(fā)現(xiàn)；從搜索推理，到規(guī)劃決策；從智能交互，到機(jī)器行為，到人工生命等等構(gòu)成了智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科特有的認(rèn)識對象。到人工生命等等構(gòu)成了智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)科特有的認(rèn)識對象。第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ) 隨著智能材料不斷發(fā)展，它的應(yīng)用范圍拓展到了包裝，隨著智能材料不斷發(fā)展，它的應(yīng)用范圍拓展到了包裝，于

9、是出現(xiàn)了于是出現(xiàn)了“智能包裝智能包裝”的概念。的概念。1992年在年在倫敦倫敦召開的召開的“智能包裝智能包裝”會議會議上給出了智能包裝的一個(gè)定義：上給出了智能包裝的一個(gè)定義：在一個(gè)包在一個(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)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。中。 具體來講，智能包裝就是利用新型的包裝材料、結(jié)構(gòu)與具體來講，智能包裝就是利用新型的包裝材料、結(jié)

10、構(gòu)與形式對商品的質(zhì)量和流通安全性進(jìn)行積極干預(yù)與保障；利用形式對商品的質(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)完成對運(yùn)輸包裝系統(tǒng)的優(yōu)信息收集、管理、控制與處理技術(shù)完成對運(yùn)輸包裝系統(tǒng)的優(yōu)化管理等。化管理等。第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝的分類方法：智能包裝的分類方法： 一類是一類是診斷或檢測技術(shù)診斷或檢測技術(shù)(diagnostic technologies)，主要類型包括時(shí)間溫度指示標(biāo)簽主要類型包括時(shí)間溫度指示標(biāo)簽(time-temperature integrators/indicators，TTIs)、新鮮度指示標(biāo)簽、熱敏、新鮮度指示標(biāo)簽、

11、熱敏油墨油墨(thermochromic inks)、氧指示標(biāo)簽、包裝泄漏標(biāo)簽、氧指示標(biāo)簽、包裝泄漏標(biāo)簽、二氧化碳指示標(biāo)簽、致病菌指示標(biāo)簽等；二氧化碳指示標(biāo)簽、致病菌指示標(biāo)簽等； 另一類是另一類是信息技術(shù)信息技術(shù)(communicating technologies)，主要類型包括無線射頻識別電子標(biāo)簽主要類型包括無線射頻識別電子標(biāo)簽(raid frequency identification，RFID)、防盜竊電子監(jiān)視標(biāo)簽、防盜竊電子監(jiān)視標(biāo)簽(electronic article surveillance，EAS)、電磁識別標(biāo)簽、電磁識別標(biāo)簽(electro-magnetic identifi

12、cation，EMID)等。等。 第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ) 類型和形式類型和形式 機(jī)理和反應(yīng)物機(jī)理和反應(yīng)物 取得信息取得信息 應(yīng)應(yīng) 用用時(shí)間-溫度指示標(biāo)簽(包裝外)氧指示標(biāo)簽(包裝內(nèi)) 二氧化碳指示標(biāo)簽新鮮度指示標(biāo)簽致病菌指示標(biāo)簽機(jī)械、化學(xué)、酶 氧化還原染料、pH染料、酶化學(xué)pH、染料生物芯片、化學(xué)物質(zhì)貯藏環(huán)境條件信息 貯藏環(huán)境條件信息包裝泄漏貯藏環(huán)境條件信息包裝泄漏貯藏環(huán)境條件信息包裝泄漏特定致病菌冷凍和冷藏食品 降低包裝食品氧化程度 氣調(diào)包裝食品魚、肉、家禽等易腐食品易腐食品檢測類智能包裝類型、機(jī)理和應(yīng)用檢測類智能包裝類型

13、、機(jī)理和應(yīng)用 智能包裝也可以這樣分類：智能包裝也可以這樣分類： 按按工作原理工作原理來分類，可將智能包裝分為：來分類，可將智能包裝分為：功能材料型功能材料型智智能包裝能包裝、功能結(jié)構(gòu)型、功能結(jié)構(gòu)型智能包裝智能包裝及信息型及信息型智能包裝；智能包裝； 按照智能包裝的主要按照智能包裝的主要應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍來分類，可將智能包裝分來分類，可將智能包裝分為：為：食品食品智能包裝智能包裝、藥物、藥物智能包裝智能包裝和化妝品和化妝品智能包裝等等。智能包裝等等。 智能包裝是一個(gè)多元學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，支撐智能包智能包裝是一個(gè)多元學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，支撐智能包裝的學(xué)科主要有裝的學(xué)科主要有材料科學(xué)、微電子學(xué)、現(xiàn)代

14、控制理論、計(jì)算材料科學(xué)、微電子學(xué)、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能機(jī)科學(xué)、人工智能等等。幾種領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展對智能等等。幾種領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展對智能包裝的開發(fā)與應(yīng)用又起了推動作用，他們是相輔相承的關(guān)系。包裝的開發(fā)與應(yīng)用又起了推動作用，他們是相輔相承的關(guān)系。第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ) 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，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。如通過采用通過采用光電、溫敏、濕敏、氣敏等功能材料，對環(huán)境因素具有光電、溫敏、濕敏、氣敏等功能材料，對

15、環(huán)境因素具有“識識別別”和和“判斷判斷”功能的包裝就是典型的材料型智能包裝。功能的包裝就是典型的材料型智能包裝。所所制成的復(fù)合包裝材料，可以識別和顯示包裝空間的溫度、濕制成的復(fù)合包裝材料，可以識別和顯示包裝空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時(shí)間等一些重要參數(shù)。度、壓力以及密封的程度、時(shí)間等一些重要參數(shù)。 據(jù)國外調(diào)查分析，預(yù)計(jì)到據(jù)國外調(diào)查分析，預(yù)計(jì)到2011年，全球智能包裝產(chǎn)值將年，全球智能包裝產(chǎn)值將增長至增長至48億美元，億美元，2013年將增長至年將增長至141億美元。其中，美億美元。其中，美國在智能包裝方面發(fā)展迅速，智能包裝市場每年的增長率為國在智能包裝方面發(fā)展迅速，智能包裝市場每年的

16、增長率為13，估計(jì)到，估計(jì)到 2011年產(chǎn)量將達(dá)年產(chǎn)量將達(dá)11億美元。億美元。第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用示例應(yīng)用示例 美國開發(fā)了很多實(shí)用的功能材料型智能包裝新成果，如美國開發(fā)了很多實(shí)用的功能材料型智能包裝新成果，如光學(xué)涂料試驗(yàn)中心和光學(xué)涂料試驗(yàn)中心和PA技術(shù)公司研制出一種在外力作用下技術(shù)公司研制出一種在外力作用下會變色的塑料薄膜會變色的塑料薄膜，膜上涂有，膜上涂有不同波長的反向干涉涂層不同波長的反向干涉涂層，在，在正常情況下涂層呈正常情況下涂層呈明亮色彩明亮色彩，一旦被動用，涂層便開始剝落，一旦被動用，涂層便開始剝落，薄膜變成薄膜變成灰色灰色，剝落部分還會產(chǎn)生，剝落部分

17、還會產(chǎn)生花紋花紋，從而提供了此包裝，從而提供了此包裝曾啟封過的警示信號。這種材料很適合作包裝封記。曾啟封過的警示信號。這種材料很適合作包裝封記。 美國國際造紙公司采用以色列能量紙公司（美國國際造紙公司采用以色列能量紙公司（Power Paper）開發(fā)出來的一種超薄柔軟電池，用于一些消費(fèi)產(chǎn)品）開發(fā)出來的一種超薄柔軟電池，用于一些消費(fèi)產(chǎn)品的包裝，這種新型電池可像油墨一樣被的包裝，這種新型電池可像油墨一樣被“印刷印刷”在產(chǎn)品的包在產(chǎn)品的包裝上，使之增加裝上，使之增加燈光、聲音，以及其他一些特殊效果燈光、聲音，以及其他一些特殊效果，可讓，可讓制造商更有效地通過產(chǎn)品包裝來吸引消費(fèi)者。此外，美國在制造商更

18、有效地通過產(chǎn)品包裝來吸引消費(fèi)者。此外，美國在功能結(jié)構(gòu)型智能包裝方面也有比較大的發(fā)展。功能結(jié)構(gòu)型智能包裝方面也有比較大的發(fā)展。 第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ) 芬蘭的芬蘭的VTT生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研制的智能包裝指示劑引起生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研制的智能包裝指示劑引起了很大反響。這種指示劑的關(guān)鍵意義在于具有了很大反響。這種指示劑的關(guān)鍵意義在于具有直接給出有關(guān)直接給出有關(guān)食品質(zhì)量、包裝和預(yù)留空間氣體、包裝的貯藏條件等信息食品質(zhì)量、包裝和預(yù)留空間氣體、包裝的貯藏條件等信息的的能力。保鮮指示劑通過對能力。保鮮指示劑通過對微生物生長期新陳代射的反應(yīng)直接微生物生長期新陳代射的反應(yīng)直接指示出食品的微生物質(zhì)

19、量。指示出食品的微生物質(zhì)量。 目前國外無線射頻識別電子標(biāo)簽?zāi)壳皣鉄o線射頻識別電子標(biāo)簽(RFID)已與商品條碼一已與商品條碼一樣普及，由于采用了植入印刷線路芯板的先進(jìn)印刷技術(shù)，因樣普及，由于采用了植入印刷線路芯板的先進(jìn)印刷技術(shù)，因而產(chǎn)品價(jià)廉、使用方便和安全。國內(nèi)智能包裝方面，開始應(yīng)而產(chǎn)品價(jià)廉、使用方便和安全。國內(nèi)智能包裝方面，開始應(yīng)用用RFID技術(shù)監(jiān)督食品質(zhì)量，如技術(shù)監(jiān)督食品質(zhì)量，如2007年上海已采用年上海已采用16位電位電子條碼的子條碼的RFID電子標(biāo)簽監(jiān)管月餅質(zhì)量，為消費(fèi)者提供產(chǎn)品電子標(biāo)簽監(jiān)管月餅質(zhì)量，為消費(fèi)者提供產(chǎn)品質(zhì)量信息。質(zhì)量信息。 第一節(jié)第一節(jié) 智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)智能包裝技術(shù)基礎(chǔ)T

20、TITTI標(biāo)簽標(biāo)簽時(shí)間時(shí)間-溫度指示器溫度指示器（Time-Temperature Indicator） 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用TTITTI的定義的定義 時(shí)間溫度指示器可以定義為一種簡單便宜的裝置，可呈時(shí)間溫度指示器可以定義為一種簡單便宜的裝置，可呈現(xiàn)易于測量且與時(shí)間及溫度相關(guān)的變化，這種變化能夠反映現(xiàn)易于測量且與時(shí)間及溫度相關(guān)的變化，這種變化能夠反映出其所黏附產(chǎn)品的全部或部分溫度歷史。出其所黏附產(chǎn)品的全部或部分溫度歷史。 時(shí)間一溫度指示器的工作原理可以是時(shí)間一溫度指示器的工作原理可以是機(jī)械、化學(xué)、電化機(jī)械、化學(xué)、電化學(xué)、酶學(xué)或微生物學(xué)方面的不可逆變化學(xué)、酶

21、學(xué)或微生物學(xué)方面的不可逆變化，通常以機(jī)械變形或，通常以機(jī)械變形或顏色變化的形式表現(xiàn)為可目測響應(yīng)。該變化的速率與溫度有顏色變化的形式表現(xiàn)為可目測響應(yīng)。該變化的速率與溫度有關(guān)，而且隨溫度的升高而提高。這種可目測響應(yīng)能夠顯示出關(guān)，而且隨溫度的升高而提高。這種可目測響應(yīng)能夠顯示出時(shí)間時(shí)間-溫度指示器歷經(jīng)儲藏條件的累積效應(yīng)，反映真實(shí)的時(shí)溫度指示器歷經(jīng)儲藏條件的累積效應(yīng)，反映真實(shí)的時(shí)間間-溫度的歷史記錄的響應(yīng)程度與指示器的類型及其物理化溫度的歷史記錄的響應(yīng)程度與指示器的類型及其物理化學(xué)原理有關(guān)。學(xué)原理有關(guān)。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用時(shí)間溫度指示器的類型時(shí)間溫度指示器的類型

22、 早期由早期由Schoen和和Byrne(1972)提出的分類方法將指示提出的分類方法將指示器劃分為器劃分為6種類型。后來，種類型。后來，Byrne(1976)意識到指示器功能意識到指示器功能的主要差異在于要么對高于預(yù)定值的溫度做出響應(yīng)，要么對的主要差異在于要么對高于預(yù)定值的溫度做出響應(yīng)，要么對時(shí)間時(shí)間-溫度累積信息做出的連續(xù)響應(yīng)，于是對上述分類方法溫度累積信息做出的連續(xù)響應(yīng)，于是對上述分類方法進(jìn)行了改進(jìn)。他提議分為進(jìn)行了改進(jìn)。他提議分為3種類型：種類型：解凍指示卡；臨界溫度解凍指示卡；臨界溫度-時(shí)間積分卡；時(shí)間時(shí)間積分卡；時(shí)間-溫度積分卡溫度積分卡/指示卡指示卡。Singh & We

23、lls（1986）隨后又提出了相似的分類方法：）隨后又提出了相似的分類方法：錯(cuò)誤指示器；部錯(cuò)誤指示器；部分歷經(jīng)溫度累積器；全部歷經(jīng)溫度累積指示器。分歷經(jīng)溫度累積器；全部歷經(jīng)溫度累積指示器。目前被人們目前被人們廣泛認(rèn)可的分類是廣泛認(rèn)可的分類是Taoukis et al(1991)的的3類分類法。類分類法。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用臨界溫度指示器臨界溫度指示器（critical temperature indicatorscritical temperature indicators， CTICTI） CTI表示的是表示的是存放環(huán)境溫度高于（或低于）參考溫度存放環(huán)

24、境溫度高于（或低于）參考溫度。它包括一時(shí)間常數(shù)（通常很短；從數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)），但其它包括一時(shí)間常數(shù)（通常很短；從數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)），但其并不能顯示存放高于臨界溫度的時(shí)間長度，只可以標(biāo)明產(chǎn)品并不能顯示存放高于臨界溫度的時(shí)間長度，只可以標(biāo)明產(chǎn)品存放于不合適的溫度環(huán)境中一段時(shí)間這樣一個(gè)事實(shí)。它可以存放于不合適的溫度環(huán)境中一段時(shí)間這樣一個(gè)事實(shí)。它可以作為一種合適的警告指示，表明物理化學(xué)或生物學(xué)反應(yīng)速率作為一種合適的警告指示，表明物理化學(xué)或生物學(xué)反應(yīng)速率已呈現(xiàn)出不連續(xù)的變化。其中的一種適用情況是，當(dāng)發(fā)生相已呈現(xiàn)出不連續(xù)的變化。其中的一種適用情況是，當(dāng)發(fā)生相變時(shí)就會出現(xiàn)變時(shí)就會出現(xiàn)不可逆的劣化不可逆的劣化（

25、例如凍結(jié)產(chǎn)品的解凍或新鮮或（例如凍結(jié)產(chǎn)品的解凍或新鮮或冷卻產(chǎn)品的凍結(jié)）；冷卻產(chǎn)品的凍結(jié)）；CTI的另外一種適用情況是在高于臨界的另外一種適用情況是在高于臨界溫度后就會造成重要溫度后就會造成重要蛋白質(zhì)發(fā)生變性或病原菌的生長蛋白質(zhì)發(fā)生變性或病原菌的生長。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用臨界溫度臨界溫度- -時(shí)間指示器時(shí)間指示器（critical temperature/time indicatorscritical temperature/time indicators， CTTICTTI） CTTI指示的是存放在超過參考臨界溫度的時(shí)間指示的是存放在超過參考臨界溫度的時(shí)

26、間-溫度累溫度累積效應(yīng)。反映暴露高于參考臨界溫度的時(shí)間與溫度累積效應(yīng)，積效應(yīng)。反映暴露高于參考臨界溫度的時(shí)間與溫度累積效應(yīng)，并并轉(zhuǎn)換為臨界溫度以下的等值的時(shí)間轉(zhuǎn)換為臨界溫度以下的等值的時(shí)間。它可用于指示冷鏈中。它可用于指示冷鏈中斷后高于臨界溫度的情況下，產(chǎn)品發(fā)生的重要的質(zhì)量與安全斷后高于臨界溫度的情況下，產(chǎn)品發(fā)生的重要的質(zhì)量與安全反應(yīng)。例如高于臨界溫度時(shí)細(xì)菌繁殖或霉菌活性，而這在臨反應(yīng)。例如高于臨界溫度時(shí)細(xì)菌繁殖或霉菌活性，而這在臨界溫度以下是可抑制的。界溫度以下是可抑制的。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用時(shí)間時(shí)間- -溫度積分指示器溫度積分指示器（time-tem

27、perature indicatorstime-temperature indicators， TTITTI） TTI表示的是在產(chǎn)品周期中連續(xù)的時(shí)間響應(yīng)。它以一個(gè)表示的是在產(chǎn)品周期中連續(xù)的時(shí)間響應(yīng)。它以一個(gè)指標(biāo)表述全部的時(shí)間指標(biāo)表述全部的時(shí)間-溫度歷史記錄。該指示器可用于指示溫度歷史記錄。該指示器可用于指示流通過程中的流通過程中的“平均平均”溫度，也可以反映于連續(xù)的因溫度所溫度，也可以反映于連續(xù)的因溫度所造成食品質(zhì)量損失的反應(yīng)。造成食品質(zhì)量損失的反應(yīng)。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用時(shí)間溫度指示器的基本要求時(shí)間溫度指示器的基本要求 時(shí)間溫度指示器的基本要求是，它能夠

28、呈現(xiàn)出連續(xù)不可逆的變化，時(shí)間溫度指示器的基本要求是，它能夠呈現(xiàn)出連續(xù)不可逆的變化，并且其變化速率隨溫度升高而增高。理想的時(shí)間溫度指示器應(yīng)具有并且其變化速率隨溫度升高而增高。理想的時(shí)間溫度指示器應(yīng)具有以下特性：以下特性：（1）可以顯示隨時(shí)間）可以顯示隨時(shí)間-溫度而定的連續(xù)變化；溫度而定的連續(xù)變化；（2）變化反應(yīng)不可逆，且易于檢測；）變化反應(yīng)不可逆，且易于檢測；（3）變化可以模擬出食品的剩余貨架期，或與其相關(guān)聯(lián)；）變化可以模擬出食品的剩余貨架期，或與其相關(guān)聯(lián)；（4）價(jià)格低廉）價(jià)格低廉（5）可以根據(jù)不同食品的特性選擇不同的）可以根據(jù)不同食品的特性選擇不同的TTI；（6）激活前的貨架期較長，易于存儲，

29、且激活方便；）激活前的貨架期較長，易于存儲，且激活方便；（7）體積小，可作為食品包裝的一部分，且能夠滿足快速包裝；）體積小，可作為食品包裝的一部分，且能夠滿足快速包裝；（8）不受溫度外周圍環(huán)境的影響，如燈光、濕度和空中污染物；）不受溫度外周圍環(huán)境的影響，如燈光、濕度和空中污染物；（9）其變化不受一般的機(jī)械碰撞的影響；）其變化不受一般的機(jī)械碰撞的影響；（10）無毒，在產(chǎn)品不太可能接觸到的環(huán)境中也不出現(xiàn)安全問題；）無毒，在產(chǎn)品不太可能接觸到的環(huán)境中也不出現(xiàn)安全問題；（11）其變化方便消費(fèi)者觀察。）其變化方便消費(fèi)者觀察。第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用時(shí)間溫度指示器的發(fā)展時(shí)

30、間溫度指示器的發(fā)展 由溫度變化對食品最終品質(zhì)的重要性的認(rèn)識到流通期間由溫度變化對食品最終品質(zhì)的重要性的認(rèn)識到流通期間起，人們便希望開發(fā)一種有效而廉價(jià)的指示器。最初，人們起，人們便希望開發(fā)一種有效而廉價(jià)的指示器。最初，人們的興趣集中用于在冷凍食品上。如最早用于指示錯(cuò)誤操作的的興趣集中用于在冷凍食品上。如最早用于指示錯(cuò)誤操作的“裝置裝置”是在第二次世界大戰(zhàn)中美國陸軍軍需團(tuán)放置在每一是在第二次世界大戰(zhàn)中美國陸軍軍需團(tuán)放置在每一箱冷凍食品中的箱冷凍食品中的冰塊冰塊，冰塊的消失就意味著操作不當(dāng)。而最，冰塊的消失就意味著操作不當(dāng)。而最早的指示器專利要追溯到早的指示器專利要追溯到1933年，從那以后便出現(xiàn)了

31、越來年，從那以后便出現(xiàn)了越來越多的與時(shí)間溫度指示器相關(guān)的國際專利。在過去的三十年越多的與時(shí)間溫度指示器相關(guān)的國際專利。在過去的三十年中，提出了很多中，提出了很多TTI系統(tǒng)，但只有為數(shù)不多的制作出了樣品，系統(tǒng)，但只有為數(shù)不多的制作出了樣品，而真正達(dá)到市場階段的則更少。而真正達(dá)到市場階段的則更少。Taoukis 1989年提供了年提供了TTI詳細(xì)的歷史記錄，下表列舉了近年來重要的詳細(xì)的歷史記錄，下表列舉了近年來重要的TTI專利，專利，并根據(jù)類型和使用依照的原理進(jìn)行了分類。并根據(jù)類型和使用依照的原理進(jìn)行了分類。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用日期日期發(fā)明者發(fā)明者原理原理專

32、利號專利號1991Jalinski,T.j.化學(xué)型（TTI）US51822121991Thierry,A化學(xué)型（CTI）US50858011991Swartzel,K.R.物理化學(xué)型（TTI）US51595641992Jalinski,T.化學(xué)型（CTI）EP497459A11993Veitch,R.J.物理化學(xué)型（CTI）EP563769A11994Loustaunau,A物理型（CTI）US54601171995Pruski,T.物理化學(xué)型（TTI）US57094721996Cannelongo,J.F.物理型（CTI）US57793641997Arens R.et al.物理化學(xué)型（TT

33、I）US56673031999Simons,M.J.物理化學(xué)型（CTI）EP930488A22000Schaten,B.B.物理型（CTI）EP1053726A22000Pruski,T.物理型（CTTI）US60422642000Ram,A.T.化學(xué)型（TTI）US61033512001Simons,M.J.物理化學(xué)型（TTI）US62146232002Qiu,J.物理化學(xué)型（TTI）US6435128近年來有關(guān)時(shí)間溫度標(biāo)簽的一些重要專利近年來有關(guān)時(shí)間溫度標(biāo)簽的一些重要專利 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用 HoneywellHoneywell公司公司開發(fā)了第一個(gè)可

34、以在商業(yè)中使用的開發(fā)了第一個(gè)可以在商業(yè)中使用的TTITTI（Renier&Morin,1962Renier&Morin,1962），但由于價(jià)格高，體積大，而沒有），但由于價(jià)格高，體積大，而沒有真正適用于商業(yè)用途。真正適用于商業(yè)用途。2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代初，美國政府曾考慮過年代初，美國政府曾考慮過要求在某些產(chǎn)品中使用要求在某些產(chǎn)品中使用TTITTI（OTA,1979OTA,1979），這使得有關(guān)），這使得有關(guān)TTITTI的的開發(fā)和研究有了進(jìn)一步的發(fā)展。此后，美國陸軍開發(fā)和研究有了進(jìn)一步的發(fā)展。此后，美國陸軍NatickNatick實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了一種以室發(fā)明了一種以氧化體

35、系的變色為基礎(chǔ)的氧化體系的變色為基礎(chǔ)的TTITTI，其原理是溫，其原理是溫度將影響透過薄膜的氧氣量，進(jìn)而導(dǎo)致變色。經(jīng)過兩年試用，度將影響透過薄膜的氧氣量，進(jìn)而導(dǎo)致變色。經(jīng)過兩年試用，表明它們有可能投入實(shí)際應(yīng)用。隨后表明它們有可能投入實(shí)際應(yīng)用。隨后ArtechArtech公司對該系統(tǒng)進(jìn)公司對該系統(tǒng)進(jìn)行了商業(yè)開發(fā)。目前，仍有眾多公司對這種標(biāo)簽進(jìn)行研究：行了商業(yè)開發(fā)。目前，仍有眾多公司對這種標(biāo)簽進(jìn)行研究：ArtechArtech公司、公司、Check spot Check spot 公司和公司和TempilTempil公司的指示標(biāo)簽均公司的指示標(biāo)簽均屬于屬于CTICTI，而，而I-PointI-Po

36、int公司公司、Bio-Medical ScienceBio-Medical Science公司和公司和3M3M公司的指示標(biāo)簽屬于公司的指示標(biāo)簽屬于TTITTI。TempilTempil公司的指示標(biāo)簽可以也可公司的指示標(biāo)簽可以也可以用于以用于CTTICTTI，它在處于臨界溫度以上時(shí)會變紅，繼而再變色。，它在處于臨界溫度以上時(shí)會變紅，繼而再變色。其中其中I-PointI-Point為酶作用型，為酶作用型，3M3M為擴(kuò)散型。為擴(kuò)散型。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用 盡管如此，到盡管如此，到2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代末達(dá)到商業(yè)應(yīng)用的年代末達(dá)到商業(yè)應(yīng)用的TTITTI仍然

37、仍然很少。而后，相關(guān)的論文和新很少。而后，相關(guān)的論文和新TTITTI模型也逐步減少，模型也逐步減少，TTITTI的研的研究和發(fā)展暫時(shí)陷入了低谷。不過，開發(fā)還在繼續(xù)，而且之后究和發(fā)展暫時(shí)陷入了低谷。不過，開發(fā)還在繼續(xù)，而且之后研究出來的體系更完善，參數(shù)更為精確，性能更為可靠。在研究出來的體系更完善，參數(shù)更為精確，性能更為可靠。在2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代初，包括年代初，包括I-pointI-point和和3M3M公司公司的的TTITTI共有共有4 4個(gè)體系個(gè)體系在商業(yè)中得到應(yīng)用。在商業(yè)中得到應(yīng)用。AndoverAndover實(shí)驗(yàn)室直到實(shí)驗(yàn)室直到19851985年才將年才將AmbitempAmb

38、itemp和和TempchronTempchron的指示器推向市場，的指示器推向市場，2 2種都是用于冷凍種都是用于冷凍食品的流通，屬于食品的流通，屬于CTTICTTI，其工作原理是毛細(xì)管中的液體流動。，其工作原理是毛細(xì)管中的液體流動。 時(shí)間溫度指示器的應(yīng)用時(shí)間溫度指示器的應(yīng)用 雖然時(shí)間溫度標(biāo)簽是一種比較新型的技術(shù)，但目前它雖然時(shí)間溫度標(biāo)簽是一種比較新型的技術(shù)，但目前它的應(yīng)用卻非常廣泛。的應(yīng)用卻非常廣泛。TTITTI在國外大都被用于在國外大都被用于易腐產(chǎn)品包裝易腐產(chǎn)品包裝，冷鏈運(yùn)輸冷鏈運(yùn)輸，和，和高溫殺菌的監(jiān)測高溫殺菌的監(jiān)測。對這方面的研究也比較多。對這方面的研究也比較多。 第二節(jié)第二節(jié) 智能

39、包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用（1 1）應(yīng)用于易腐敗產(chǎn)品包裝）應(yīng)用于易腐敗產(chǎn)品包裝 P.S. Taoukis P.S. Taoukis等人等人19991999年對年對TTITTI應(yīng)用于應(yīng)用于BoqueBoque魚魚進(jìn)行了研究。進(jìn)行了研究。該研究以魚的兩個(gè)微生物指標(biāo)，一個(gè)感官指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo)，利該研究以魚的兩個(gè)微生物指標(biāo)，一個(gè)感官指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo)，利用用ArrheniusArrhenius方程（方程（e e指數(shù)）和指數(shù)）和BelehradekBelehradek方程（平方根）方程（平方根）進(jìn)行分進(jìn)行分析。析。SmolanderSmolander等人等人20042004年又將年又將TTI

40、TTI用于用于雞肉切片雞肉切片的氣調(diào)包裝。并的氣調(diào)包裝。并以此對以此對VITSABVITSAB型標(biāo)簽，型標(biāo)簽，3M3M標(biāo)簽，標(biāo)簽，F(xiàn)resh-CheckFresh-Check標(biāo)簽進(jìn)行了比較。標(biāo)簽進(jìn)行了比較。20052005年年Els BobelynEls Bobelyn等人對等人對TTITTI應(yīng)用于應(yīng)用于蘑菇蘑菇的貯運(yùn)進(jìn)行了研究。谷的貯運(yùn)進(jìn)行了研究。谷雪蓮將電子型時(shí)間溫度指示器應(yīng)用于雪蓮將電子型時(shí)間溫度指示器應(yīng)用于牛乳牛乳。Viviana JohnsonViviana Johnson等等人人20062006年又首次對年又首次對TTITTI應(yīng)用于應(yīng)用于血液血液（RBCIRBCI紅血球）儲運(yùn)進(jìn)行了

41、研紅血球）儲運(yùn)進(jìn)行了研究。以上應(yīng)用的產(chǎn)品均是究。以上應(yīng)用的產(chǎn)品均是冷藏食品冷藏食品，這些食品隨溫度變質(zhì)的動力，這些食品隨溫度變質(zhì)的動力學(xué)模型學(xué)模型基本符合基本符合ArrheniusArrhenius方程方程。而冷凍食品的變質(zhì)模型則被看。而冷凍食品的變質(zhì)模型則被看作是一個(gè)背離作是一個(gè)背離Arrhenius Arrhenius 特性的系統(tǒng)（特性的系統(tǒng)（Taoukis and Labuza Taoukis and Labuza 19971997）。經(jīng)研究表明低溫冷凍時(shí)的玻璃化溫度）。經(jīng)研究表明低溫冷凍時(shí)的玻璃化溫度T Tg是使得這種偏離是使得這種偏離產(chǎn)生的原因。產(chǎn)生的原因。Nelson Nelson

42、 和和LabuzaLabuza認(rèn)為玻璃化溫度附近的質(zhì)量損失認(rèn)為玻璃化溫度附近的質(zhì)量損失反應(yīng)動力學(xué)可以用反應(yīng)動力學(xué)可以用Williams-Landel-Ferry model (WLF)Williams-Landel-Ferry model (WLF)公式描。公式描。這樣判別這樣判別TTITTI是否適用于冷凍食品就需要用是否適用于冷凍食品就需要用WLFWLF公式進(jìn)行分析了。公式進(jìn)行分析了。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用（2 2）應(yīng)用于冷鏈運(yùn)輸）應(yīng)用于冷鏈運(yùn)輸 M.C. GIANNAKOUROU M.C. GIANNAKOUROU等人等人20032003年以年以冷凍豆

43、和蘑菇冷凍豆和蘑菇為例，說明為例，說明了了TTITTI在物流環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。并認(rèn)為隨著在物流環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。并認(rèn)為隨著TTITTI的發(fā)展，的發(fā)展，LSFO(Least LSFO(Least Shelf Life First Out)Shelf Life First Out)最短貨架期法最短貨架期法的物流方式將會取代的物流方式將會取代FIFO(First In First Out)FIFO(First In First Out)先進(jìn)先出先進(jìn)先出的物流方式。的物流方式。Maria M.C. Maria M.C. GiannakourouGiannakourou等人，等人，20052005年以魚為研究對

44、象，利用年以魚為研究對象，利用TTITTI對對魚魚的運(yùn)的運(yùn)輸鏈進(jìn)行了分析和優(yōu)化輸鏈進(jìn)行了分析和優(yōu)化 。（3 3）應(yīng)用于其它）應(yīng)用于其它 M.E. HENDRICKX M.E. HENDRICKX等人等人20022002年對淀粉酶型年對淀粉酶型TTITTI用于高溫殺菌用于高溫殺菌進(jìn)行了研究。研究表明，進(jìn)行了研究。研究表明，減少水分含量可以提高減少水分含量可以提高TTITTI在受熱過程在受熱過程中的熱穩(wěn)定性中的熱穩(wěn)定性。G.S. TuckerG.S. Tucker等人，等人，20072007年也研究了一種可用于年也研究了一種可用于高溫殺菌的淀粉酶型高溫殺菌的淀粉酶型TTITTI。通過試驗(yàn)（該試驗(yàn)與

45、以上應(yīng)用不同，。通過試驗(yàn)（該試驗(yàn)與以上應(yīng)用不同，以以D-D-值和值和Z-Z-值對值對TTITTI做出評價(jià)）認(rèn)為該做出評價(jià)）認(rèn)為該TTITTI可以耐高溫，且可以監(jiān)可以耐高溫，且可以監(jiān)測殺菌溫度。測殺菌溫度。 2000 2000年，韓國食品研究所的年，韓國食品研究所的Sock-In HongSock-In Hong和和Wan-Soo ParkWan-Soo Park運(yùn)用運(yùn)用TTITTI來監(jiān)控來監(jiān)控大白菜制作韓國泡菜的發(fā)酵情況大白菜制作韓國泡菜的發(fā)酵情況。研究發(fā)現(xiàn)一些。研究發(fā)現(xiàn)一些TTITTI可以被用來作為一種智能包裝體系，監(jiān)控大白菜的發(fā)酵?？梢员挥脕碜鳛橐环N智能包裝體系，監(jiān)控大白菜的發(fā)酵。 第二節(jié)

46、第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用TTITTI的原理的原理 經(jīng)過十多年的研究，經(jīng)過十多年的研究，TTITTI的基本原理包括了的基本原理包括了力學(xué)的、擴(kuò)力學(xué)的、擴(kuò)散理論的、化學(xué)的、酶學(xué)的以及電子學(xué)的不可逆可見反應(yīng)散理論的、化學(xué)的、酶學(xué)的以及電子學(xué)的不可逆可見反應(yīng)。據(jù)稱，它們都能夠滿足優(yōu)良的據(jù)稱，它們都能夠滿足優(yōu)良的TTITTI要求，并且已經(jīng)逐漸成為要求，并且已經(jīng)逐漸成為市場上的主要產(chǎn)品。市場上的主要產(chǎn)品。（1 1）以力學(xué)為基礎(chǔ)建立的時(shí)間溫度指示器。該類型的時(shí)間）以力學(xué)為基礎(chǔ)建立的時(shí)間溫度指示器。該類型的時(shí)間溫度指示器一般是利用溫度指示器一般是利用機(jī)械變形結(jié)合溫敏物質(zhì)機(jī)械變形結(jié)合

47、溫敏物質(zhì)，從而達(dá)到根，從而達(dá)到根據(jù)時(shí)間溫度達(dá)到相應(yīng)變化的目的。如專利據(jù)時(shí)間溫度達(dá)到相應(yīng)變化的目的。如專利US3965741US3965741。第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用 如圖所示，它利用一種液體，當(dāng)溫度升高時(shí)，膨脹，可如圖所示，它利用一種液體，當(dāng)溫度升高時(shí)，膨脹，可以對活塞產(chǎn)生一種反沖力，這種力推動活塞移動，從而產(chǎn)生以對活塞產(chǎn)生一種反沖力，這種力推動活塞移動，從而產(chǎn)生變形。這種機(jī)械式的時(shí)間溫度標(biāo)簽原理簡單，結(jié)構(gòu)也不是很變形。這種機(jī)械式的時(shí)間溫度標(biāo)簽原理簡單，結(jié)構(gòu)也不是很復(fù)雜，但易受到運(yùn)輸中沖擊振動的影響，不是很穩(wěn)定。復(fù)雜，但易受到運(yùn)輸中沖擊振動的影響，不是很穩(wěn)定

48、。US3965741示意圖示意圖 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用（2 2）以）以擴(kuò)散理論為基礎(chǔ)建立的時(shí)間溫度指示器擴(kuò)散理論為基礎(chǔ)建立的時(shí)間溫度指示器。該類型的。該類型的時(shí)間溫度標(biāo)簽其基本原理是利用某種有色物質(zhì)的熔化，溫度時(shí)間溫度標(biāo)簽其基本原理是利用某種有色物質(zhì)的熔化，溫度超過設(shè)定值時(shí)，就會使其沿著一定軌跡擴(kuò)散，一般用作超過設(shè)定值時(shí)，就會使其沿著一定軌跡擴(kuò)散，一般用作CTICTI，如如3M3M公司公司的的Freeze WatchFreeze WatchTMTM Indicators Indicators；也可以作為；也可以作為CTTICTTI，如如3M3M公司的公司的

49、Monitor MarkMonitor MarkTMTM Time Temperature Indicators Time Temperature Indicators。類似專利也有很多，如類似專利也有很多，如US5490476US5490476，該專利利用磁性染料溶，該專利利用磁性染料溶解在一種特殊溶液中，在外部設(shè)置一磁體，若在冷凍溫度以解在一種特殊溶液中，在外部設(shè)置一磁體，若在冷凍溫度以下時(shí)，則液體是固態(tài)的，把磁體去掉，磁性染料顯現(xiàn)的形狀下時(shí)，則液體是固態(tài)的，把磁體去掉，磁性染料顯現(xiàn)的形狀仍是原磁體的形狀。而若溫度超過臨界溫度時(shí)，則液體開始仍是原磁體的形狀。而若溫度超過臨界溫度時(shí)，則液體開

50、始溶化，磁性染料開始擴(kuò)散，將磁體去掉，染料則不會產(chǎn)生原溶化，磁性染料開始擴(kuò)散，將磁體去掉，染料則不會產(chǎn)生原磁體的形狀，而是分散的，如圖所示。磁體的形狀，而是分散的，如圖所示。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用 擴(kuò)散型擴(kuò)散型TTITTI標(biāo)簽的典型產(chǎn)品是美國標(biāo)簽的典型產(chǎn)品是美國3M3M公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的3M 3M Monitor MarkMonitor MarkTMTM，它重要應(yīng)用之一是為，它重要應(yīng)用之一是為世界衛(wèi)生組織世界衛(wèi)生組織WHOWHO監(jiān)監(jiān)運(yùn)疫苗運(yùn)疫苗。3M Monitor Mark3M Monitor MarkTMTM的工作原理是應(yīng)用黏彈性物質(zhì)的工作原理是應(yīng)用

51、黏彈性物質(zhì)向一種具有光漫射特性的多孔介質(zhì)移動，這就引起這種多孔向一種具有光漫射特性的多孔介質(zhì)移動，這就引起這種多孔介質(zhì)的光透射率的逐漸改變，并提供一種視覺響應(yīng)。由于物介質(zhì)的光透射率的逐漸改變，并提供一種視覺響應(yīng)。由于物料的料的黏度與溫度有關(guān)黏度與溫度有關(guān)，因而黏彈性物質(zhì)的移動速度隨溫度變，因而黏彈性物質(zhì)的移動速度隨溫度變化。移動速度與溫度的相關(guān)性受標(biāo)簽結(jié)構(gòu)、擴(kuò)散型化學(xué)物質(zhì)化。移動速度與溫度的相關(guān)性受標(biāo)簽結(jié)構(gòu)、擴(kuò)散型化學(xué)物質(zhì)的濃度以及它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的控制，可設(shè)定在合適的溫的濃度以及它的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的控制，可設(shè)定在合適的溫度范圍內(nèi)。擴(kuò)散型度范圍內(nèi)。擴(kuò)散型TTITTI標(biāo)簽溫度指示范圍和響應(yīng)期取

52、決于酯標(biāo)簽溫度指示范圍和響應(yīng)期取決于酯質(zhì)的類型和熔點(diǎn)，例如丁基硬脂酸熔點(diǎn)為質(zhì)的類型和熔點(diǎn)，例如丁基硬脂酸熔點(diǎn)為1212、二甲鄰苯二、二甲鄰苯二甲酸鹽熔點(diǎn)為甲酸鹽熔點(diǎn)為11、辛酸辛酯熔點(diǎn)為、辛酸辛酯熔點(diǎn)為1717等。等。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用 3M Monitor Mark3M Monitor MarkTMTM TTI TTI標(biāo)簽是由標(biāo)簽是由紙、塑料和黏合劑紙、塑料和黏合劑等構(gòu)等構(gòu)成的長方形層壓紙板的自粘標(biāo)簽，尺寸約成的長方形層壓紙板的自粘標(biāo)簽，尺寸約95mm95mml9mml9mm2mm2mm。標(biāo)簽中心有一條多孔芯繩，芯繩一端位于紙片左端的酯質(zhì)染標(biāo)簽中心有

53、一條多孔芯繩，芯繩一端位于紙片左端的酯質(zhì)染料貯放池，兩者被一活化條隔斷。標(biāo)簽表面透明塑料薄膜覆料貯放池，兩者被一活化條隔斷。標(biāo)簽表面透明塑料薄膜覆蓋著橢圓形長孔和數(shù)個(gè)圓形孔作為酯質(zhì)染料移動的觀察窗。蓋著橢圓形長孔和數(shù)個(gè)圓形孔作為酯質(zhì)染料移動的觀察窗。標(biāo)簽使用時(shí)將背面粘貼在包裝表面，將活化條拉開后芯繩與標(biāo)簽使用時(shí)將背面粘貼在包裝表面，將活化條拉開后芯繩與染料貯放池接觸而被活化。標(biāo)簽的染料開始時(shí)呈白色，當(dāng)暴染料貯放池接觸而被活化。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)定極限溫度時(shí)，固體的酯質(zhì)染料熔化，露溫度超過標(biāo)簽預(yù)設(shè)定極限溫度時(shí)，固體的酯質(zhì)染料熔化，并開始沿芯繩向右移動，左端第一個(gè)觀察窗

54、的染料開始轉(zhuǎn)變并開始沿芯繩向右移動，左端第一個(gè)觀察窗的染料開始轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，根據(jù)溫度一時(shí)間變化，染料逐漸向右移動直到最后為藍(lán)色，根據(jù)溫度一時(shí)間變化，染料逐漸向右移動直到最后的圓形觀察窗結(jié)束。的圓形觀察窗結(jié)束。第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用3M Monitor Mark3M Monitor MarkTMTM標(biāo)簽時(shí)間一溫度典型反應(yīng)標(biāo)簽時(shí)間一溫度典型反應(yīng) 上圖是上圖是3M Monitor Mark3M Monitor MarkTMTM標(biāo)簽時(shí)間標(biāo)簽時(shí)間- -溫度歷史典型記錄，溫度歷史典型記錄，藍(lán)色染料遷移達(dá)到第二個(gè)觀察

55、窗口，但可代表兩種不同的時(shí)藍(lán)色染料遷移達(dá)到第二個(gè)觀察窗口，但可代表兩種不同的時(shí)問一溫度記錄歷史，一個(gè)時(shí)間一溫度記錄代表在恒定溫度問一溫度記錄歷史，一個(gè)時(shí)間一溫度記錄代表在恒定溫度12 12 下暴露持續(xù)時(shí)間約下暴露持續(xù)時(shí)間約1515小時(shí)，另一個(gè)時(shí)間一溫度記錄代表在小時(shí)，另一個(gè)時(shí)間一溫度記錄代表在恒定溫度恒定溫度23 23 下暴露持續(xù)時(shí)問約下暴露持續(xù)時(shí)問約1212小時(shí)。說明藍(lán)色染料的小時(shí)。說明藍(lán)色染料的移動速度是隨溫度變化的，暴露溫度高染料黏度降低，使移移動速度是隨溫度變化的，暴露溫度高染料黏度降低，使移動速度加快，食品相應(yīng)的變質(zhì)速度也快。動速度加快，食品相應(yīng)的變質(zhì)速度也快。TTITTI標(biāo)簽的作用

56、僅標(biāo)簽的作用僅監(jiān)測產(chǎn)品暴露超過預(yù)定極限溫度的時(shí)問一溫度歷史，而不代監(jiān)測產(chǎn)品暴露超過預(yù)定極限溫度的時(shí)問一溫度歷史，而不代表產(chǎn)品的質(zhì)量，其目的是給管理者或消費(fèi)者提供產(chǎn)品的質(zhì)量表產(chǎn)品的質(zhì)量，其目的是給管理者或消費(fèi)者提供產(chǎn)品的質(zhì)量現(xiàn)況的信號?，F(xiàn)況的信號。 第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用型號型號極限溫度極限溫度()() 記錄時(shí)間記錄時(shí)間染料停止移動染料停止移動典型溫度典型溫度()()指定的溫度條件指定的溫度條件()()至少放置至少放置2 h2 h9860A9860A9860B9860B9860C9860C9860D98

57、60D9860E9860E9860H9860H9861A9861A9864C9864C151548 h48 h5 548 h48 h101048 h48 h10101 1周周262648 h48 h31311 1周周10102 2周周101024 h24 h20200 07 77 7242429297 77 72525或或 25254 4或或 4 45 5或或555 5或或552121或或21212626或或26265 5或或555 5或或55 3M Monitor Mark3M Monitor MarkTMTM標(biāo)簽的極限溫度與記錄時(shí)間、染料停止移動標(biāo)簽的極限溫度與記錄時(shí)間、染料停止移動溫度和

58、活化前指定的溫度條件溫度和活化前指定的溫度條件 這種這種TTITTI標(biāo)簽也可稱為臨界時(shí)間標(biāo)簽也可稱為臨界時(shí)間- -溫度標(biāo)簽溫度標(biāo)簽(CTTI)(CTTI)，Monitor MarkTMMonitor MarkTM標(biāo)簽的溫度傳感范圍為標(biāo)簽的溫度傳感范圍為15153131。3M3M公司公司生產(chǎn)的另一種生產(chǎn)的另一種TTITTI標(biāo)簽是雙重溫度標(biāo)簽標(biāo)簽是雙重溫度標(biāo)簽(dual temperature (dual temperature indicatorindicator，DTI)DTI)，標(biāo)簽上有第二個(gè)較高溫度點(diǎn)，如在，標(biāo)簽上有第二個(gè)較高溫度點(diǎn)，如在3434，2929小時(shí)。小時(shí)。DTIDTI標(biāo)簽可為使

59、用者提供較多的信息，在某溫度范標(biāo)簽可為使用者提供較多的信息，在某溫度范圍記錄所暴露的溫度和持續(xù)時(shí)間。圍記錄所暴露的溫度和持續(xù)時(shí)間。3M3M公司還提供一種公司還提供一種CTICTI標(biāo)標(biāo)簽，僅在一段時(shí)間簽，僅在一段時(shí)間( (幾分鐘或幾小時(shí)幾分鐘或幾小時(shí)) )后表示暴露在臨界溫度后表示暴露在臨界溫度( (瓦瓦) )以上，但不能表示所暴露的溫度在臨界溫度以上或以下以上，但不能表示所暴露的溫度在臨界溫度以上或以下的過程。它僅指示該產(chǎn)品如短時(shí)間暴露在指定的溫度外時(shí)，的過程。它僅指示該產(chǎn)品如短時(shí)間暴露在指定的溫度外時(shí)，就會使產(chǎn)品質(zhì)量與安全產(chǎn)生臨界性變化，如溫度在臨界溫度就會使產(chǎn)品質(zhì)量與安全產(chǎn)生臨界性變化，如

60、溫度在臨界溫度3.3 3.3 以上時(shí)指示將會發(fā)生肉毒梭狀芽孢桿菌生長。以上時(shí)指示將會發(fā)生肉毒梭狀芽孢桿菌生長。3M3M公司公司最初的最初的TTITTI標(biāo)簽是色澤變化，當(dāng)暴露的溫度在凍結(jié)溫度以下標(biāo)簽是色澤變化，當(dāng)暴露的溫度在凍結(jié)溫度以下時(shí)便發(fā)生色澤變化。這種時(shí)便發(fā)生色澤變化。這種TTITTI標(biāo)簽用于指示新鮮水果和產(chǎn)品標(biāo)簽用于指示新鮮水果和產(chǎn)品的凍結(jié)溫度誤差。的凍結(jié)溫度誤差。第二節(jié)第二節(jié) 智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用智能包裝技術(shù)原理及應(yīng)用 另一種另一種3M3M擴(kuò)散型極限溫度指示標(biāo)簽，是由一層無定形材擴(kuò)散型極限溫度指示標(biāo)簽，是由一層無定形材料涂布在多孔基質(zhì)上構(gòu)成，當(dāng)暴露的環(huán)境溫度超過指定的極料涂布在多孔基質(zhì)上構(gòu)成，當(dāng)暴露的環(huán)境