不言而喻,当智能包装给消费者带来费用问题时,它也必然提供了消费者愿意为之花钱的有用和有价值的功能。从这方面看,在自加热和自冷却的包装上可以清楚看到。这种类型的智能包装,对于当今疲于奔命的消费者来说,要接受自加热或自冷却饮料的有用性并不困难。那么实际问题在于有多少人愿意花钱在路途中、海滩上或在任何地方、时间享受到热饮、冷饮和热腾腾的饭食所带来的便利呢?
首先,我们总结一下自加热和自冷却的包装技术,再看看迄今为止这种包装的发展状况。
自加热技术
用于自行加热的惟一可行热源形式是放热化学反应。有几种方案可供选择,其热输出都不相同;其中,反应性能最佳的,也是最危险的选择方案是具有潜在毒性的化学品,反应过程中会产生不受欢迎的有毒气体。
常用的消费品包装所选择的放热化学反应是石灰与水的反应,因为这种反应可产生相当的热量输出,而石灰价格便宜且容易获得,反应产生的副产品也是环境可以接受的。另外一种反应是水解氯化钙,这种反应的优点是不产生反应副产品,但是热量产出较低。
自加热饮料
最为成功的自加热容器之一是2001年在英国市场投放的,由Crown Cork公司、Seal Thermotic公司与雀巢公司共同开发的合资项目——“即饮即热”雀巢罐装热咖啡,容量为210毫升,饮用前只需摇动几下,就可在3分钟左右达到40oC以上的温度。不过,通过市场反馈,消费者还是需要一种容量更多的饮料。
与此相反,在许多地中海国家,人们更喜欢的是容量少、味道浓的espresso咖啡,且饮用温度是中等温度,而不是在沸腾温度下饮用。由意大利开发出来的Caldo Caldo产品,采用无水氯化钙与水进行放热反应以满足对温度的要求。在将原料混合之后,消费者摇动容器约40秒钟,热溶液沿装有40毫升饮料的铝制容器旋转,产生大约23?C的温度。这种饮料在整个欧洲的体育场馆、高速公路休息区等很多地方都有销售。
2005年以后,美国市场上推出的自加热咖啡的主要是一种10盎司(约295毫升)的Wolfgang Puck gourmet lattes产品,在32个州的食品杂货店中都可以买到。它采用石灰与水进行放热反应,容器主要是塑料制成的,方便携带,在6分钟内可将咖啡加热到60oC(145oF),其保温时间可达30分钟左右。容器外的标签还可以起到隔热保温的效果,由6色印刷。
自加热食品
从军用即开即用食品(MRE)项目衍生出来的技术为自加热食品创建了一个快速成长的市场,这种产品使用反应性能高的放热反应,以氧化镁或高锰酸钾与甘油间的反应为基础,产品用于应急服务和户外消费。
日益显著的追求方便的需求是促进这一市场发展的主要因素,加热的食品和饮料类型,包括高黏度的液体和固体产品,如浓汤、快餐、成品饭、意大利面条、米饭和炖肉等。迄今为止,自加热技术都局限于石灰与水的反应,这种反应产生的热量较低,但是比较安全。不过对于固体食物产品来说,加热时间会很长,主要依靠传导将热量从热源传输到产品上。 Thermotic Developments公司开发了一种新的热传输工艺,即蒸汽直接加热。这种高效的系统将蒸汽直接注入食品和通过食品,从而达到将热传输给产品的目的。因为蒸汽是一种非常有效的传输能量的介质,1克蒸汽可以传输大约2000焦耳的能量。
自冷却技术
这种技术选择方案归结为两种:吸热化学反应和使用水蒸气作为热传输流体的热泵技术。与此相比,水的蒸发可能是一种功能强大的冷却工艺,理论上,蒸发10毫升水可将330毫升水冷却18oC。
自冷却饮料
自冷却包装的推出让投资者和营销人员兴奋不已。可以应用于如可乐、啤酒和果汁等饮料上,容量为330毫升或500毫升,在一个特定的时间内(如3分钟)将温度从现有数值降到4oC左右,且不牺牲包装安全性、便携性或回收等方面的优势。不过,在过去的15年里,寻求一种一次性的自冷却容器的梦想始终未能实现,甚至技术上非常可行的热泵技术也失败了,主要问题在于成本高,可靠性低。
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