«Умная» этикетка показывает уровень свежестиИндикаторы температура — время Адсорбер для диоксида углерода
Качество, безопасность и сохранность свежих пищевых продуктов в первую очередь зависят от условий окружающей среды, например от температуры, газовой атмосферы и относительной влажности воздуха, а также от условий транспортирования и хранения. Отклонения от идеальных условий хранения или изменяющиеся условия окружающей среды влияют на качество пищевых продуктов и могут привести к их преждевременной порче. Потребителям обычно ничего не известно об отклонениях от идеальных условий хранения. При покупке товара они, как правило, полагаются на дату окончания минимального срока хранения, по которой, однако, можно судить не о свежести пищевых продуктов, а лишь об их стойкости при рекомендуемых условиях хранения. Но не только потребителям, но и производителям, поставщикам и продавцам гораздо труднее принять решение о состоянии продукта. Оценка качества и безопасности продуктов зачастую возможна только с помощью трудоемких методов измерения. Акции отзыва недоброкачественных продуктов, установление причин и оценка их опасности для здоровья нередко связаны со значительными трудностями, затратами времени и расходами. При изменении местонахождения и владельца продукта нередко происходит прерывание потока информации, а следовательно, теряются сведения о происхождении и истории продукта. Поэтому для эффективного менеджмента каналов поставок требуются инновационные вспомогательные средства для сопровождающего продукт контроля, позволяющего судить об истории, качестве, безопасности и происхождении продукта. В связи с этим в настоящее время ведутся дискуссии о различных этикетках, которые напрямую интегрируются в упаковку и содержат дополнительную информацию о продукте. Радиочастотная идентификация, «умная», «активная» этикетка, этикетка, указывающая на свежесть, — вот только некоторые из них. Несмотря на многочисленные упоминания в прессе, о пользе, преимуществах и недостатках отдельных технологий известно пока еще мало. Данная статья посвящена различным типам этикеток, которые дают дополнительную информацию о пищевых продуктах всем участникам каналов поставок. «Умная» этикетка и «умная активная» этикетка помогают отслеживать продукты в системе товарного хозяйства. Понятия «умная этикетка» и «умная активная этикетка» приобретают все большее значение для пищевых продуктов, прежде всего в рамках распоряжения Европейского Сообщества № 178/2002, которое вступило в силу 1 января 2005 года и делает возможным комплексное отслеживание всей цепочки видов деятельности, создающих добавленную стоимость. От современных систем товарного хозяйства этого не всегда можно добиться. Поэтому идет поиск инновационных возможностей, позволяющих соответствовать этим требованиям. Если необходима «интеллектуальная» система, которая обеспечивала бы более широкую функциональность, а не только отслеживание продукта от изготовления до торговли, то нужно искать простые способы оптимизации товаропотоков и потоков информации между партнерами. В качестве возможного решения можно предложить использование автаркийных микросистем. Автаркийные микросистемыУпрощенно автаркийную микросистему можно представить как миниатюризованную систему, которая состоит из микросенсора для накопления данных, компонента для переработки сигнала и элемента, обеспечивающего ее энергией. Характерными для нее являются беспроводная передача данных от сенсора к компоненту, занимающемуся переработкой, и прием и переработка данных от многих сенсоров. Для беспроволочной передачи данных автаркийной микросистемой служат прежде всего все виды стандартизованной радиотехники (Bluetooth, GSM, UMTS и др.), оптические способы (инфракрасные лучи, лазер), ультразвук или электромагнитные методы (радиочастотная идентификация). Для успешного использования автаркийной микросистемы в логистике пищевых продуктов нужно создать следующие предпосылки:
Лучше всего описанные требования выполняют радиочастотная идентификация и технология Bluetooth, а следовательно, они особенно пригодны для использования в логистике пищевых продуктов.
Радиочастотная идентификацияМетод радиочастотной идентификации обеспечивает простую, гибкую и надежную идентификацию, отслеживание и управление большим числом объектов электронным способом. Он характеризуется автоматической системой идентификации и учета данных с бесконтактной передачей данных на основе радиочастотной технологии и используется на протяжении уже несколько десятилетий для контроля доступа, в противоугонных устройствах, а также в системах, применяемых на таможне. Система состоит из печатающего блока, считывающего устройства и транспондера. Транспондер представляет собой чип с интегрированным простым процессором, антенной с соответствующей аккумулирующей средой, обладает памятью, объем которой может варьироваться от 64 бит до многих килобит. Различают активные и пассивные транспондеры. Активные располагают аккумулятором для обеспечения энергией микрочипа и передачи данных, а пассивные не имеют батареи и черпают энергию, которая необходима для работы микрочипа, из электромагнитных волн, излучаемых считывающим устройством. Преимущество транспондера, работающего от батареи, заключается в том, что он способен считывать на гораздо большем расстоянии по сравнению с пассивным транспондером, однако он дороже пассивного, имеет меньший срок службы и гораздо больше по размерам. При применении радиочастотной идентификации используются различные области частоты — они охватывают полосу от 30 кГц до 5,8 ГГц. Удаленность от транспондера зависит, в том числе, и от выбранной области частот. Применение радиочастотной идентификации в каналах поставок обеспечивает значительные преимущества: на предприятии сокращаются складские запасы, осуществляется точный и быстрый учет продуктов, а также более четкое контролирование их наличия. Поставщики могут более точно и гибко составлять планы поставок и расширять горизонты планирования. Кроме того, межотраслевое применение радиочастотной идентификации может способствовать оптимизации товаропотоков между партнерами за счет автоматической настройки данных. В зависимости от запоминающей среды в транспондере может накапливаться различное количество данных, что в первую очередь облегчает отслеживание продуктов. С точки зрения экономики каждый пользователь должен прежде всего подумать, какая система радиочастотной идентификации станет эффективным решением для его области применения, поскольку стоимость различных систем существенно различается в зависимости от дальности действия считывающего устройства, объема памяти, радиочастоты, конструкции и типа транспондера (активный или пассивный). Во время пилотных испытаний на крупнейших торговых предприятиях Metro, Walmarkt, Tesco и Procter & Gamble вышеописанные преимущества этой технологии подтвердились. Среди недостатков данной технологии можно отметить негативное влияние на процесс считывания расположенного вблизи металла, высокого содержания воды в пищевых продуктах, высокой плотности связи, а также различное частотное регулирование в отдельных странах. Другим недостатком являются значительные расходы, связанные с реализацией системы радиочастотной идентификации.
«Умная» этикеткаТранспондер радиочастотной идентификации, который работает на частоте 13,56 кГц и одновременно применяется в качестве этикетки, называется «умной» этикеткой. У такой этикетки весь транспондер, включая антенну, наносится на пленку, а следовательно, отличается чрезвычайно малой толщиной. Эта плоская конструкция позволяет ламинировать пленку между слоями пригодной для печати бумаги, а значит, может применяться в качестве этикетки. В батарейке эта форма «умной» этикетки не нуждается, поскольку коммуникация между транспондером и считывающим устройством осуществляется через индуктивное взаимодействие. «Умная» этикетка уже стоит около 50 евроцентов за штуку — в настоящее время это высокая цена для маркировки отдельных пищевых продуктов. Но за счет массового производства в ближайшие годы она должна упасть до 5 центов. Когда снижение цен на маркировку отдельных продуктов с помощью «умной» этикетки станет возможным, она будет альтернативой штрих-кодам. Главное преимущество «умной» этикетки заключается в более быстрой и более качественной считываемости — процесс считывания осуществляется независимо от направления, возможно одновременное считывание многих транспондеров и накопление большого количества данных.
Новые этикетки для логистики холодильной цепи и защиты потребителей
«Умная активная» этикеткаБлагодаря нанесению транспондеров на пленку или за счет их интеграции в этикетку открывается возможность расширения функций «умной» этикетки путем «инкрустации» дополнительных сенсоров для контроля условий окружающей среды. В случае «умной активной» этикетки речь идет о полуактивном транспондере. Для этого микрочип и память снабжаются собственным источником тока, а мощность для передачи данных берется из передающего поля. В зависимости от области применения в транспондер можно интегрировать различные сенсоры. Для контроля продуктов, чувствительных к влаге и кислороду, «умные активные» этикетки могут быть оснащены сенсорами для измерения содержания влаги и кислорода. Например, температурные сенсоры могут внести существенный вклад в менеджмент холодильной цепи. Комбинация радиочастотной идентификации с температурным сенсором позволяет заменить современные трудоемкие методы измерения температуры электронными логгерами данных. Кроме того, межотраслевое применение этих этикеток позволяет судить о «температурной истории» продукта. На основе истории продукта можно сделать вывод о свежести пищевого продукта, а следовательно, минимизировать потери свежих продуктов. Вышеописанные преимущества радиочастотной идентификации дополняются информацией об истории или состоянии продукта. Радиочастотная идентификация с интегрированным сенсором для контроля температуры с недавних пор появилась на рынке. Фирма KSM Microtec разработала «умную активную» этикетку, у которой контролируемая область температуры — от –15 до +50 °С. С помощью этой этикетки одновременно можно снимать максимум 64 показания температуры. «Интеллектуальные» этикетки запрограммированы так, что показатели температуры фиксируются каждый раз, когда превышена или не используется критическая точка. Кроме того, пользователь может задать непрерывное измерение температуры, осуществляемое через определенные промежутки времени. Но до сих пор проблемой остается одновременный прием 64 значений температуры, количество которых, правда, в ближайшие годы будет увеличено до 700, а также малая дальность считывания, на которую дополнительно оказывают влияние условия окружающей среды. Альтернативой описанным системам радиочастотной идентификации является технология Bluetooth. Для автаркийных микросистем данные передаются с помощью коротковолнового радио в нелицензионно используемой ISM-сети в диапазоне 2402-2,480 ГГц. Эта технология уже несколько лет успешно применяется в мобильных телефонах, персональных электронных ассистентах и персональных компьютерах. При этом существует стандарт, который обеспечивает совместимость, необходимую для всемирного использования. По сравнению с технологией радиочастотной идентификации она обладает преимуществом большей дальности считывания и более высокой, безопасной и надежной передачи данных, на которую меньше влияют внешние факторы. Отрицательно может воздействовать наложение частот с другими приборами, например с микроволновыми печами или с беспроводной сетью передачи данных. Но такого воздействия все-таки можно попытаться избежать с помощью метода прыгающей частоты.
Индикаторы температура — времяВ противоположность технологиям автаркийных микросистем принцип индикаторов температура — время основывается на зависящих от температуры и времени физических, химических, микробиологических и ферментативных реакциях. При этом характеристики реакции обычно однозначно проявляются через изменение цвета. Эти видимые изменения на маленьких, недорогих этикетках позволяют сделать вывод об условиях хранения упакованных пищевых продуктов. Так, высокая температура приводит к быстрым изменениям, а низкая, наоборот, — к медленным. Разработка первых индикаторов температура — время началась еще в 1932 году. Тем не менее до сих пор только небольшое число прототипов готово для практического применения. Важнейшими предпосылками для практического применения являются простое обращение с индикатором (считываемость, активирование, хранение) и высокая надежность. Кроме того, применяемые вещества не должны быть токсичными. Индикатор не должен быть подвержен влиянию внешних факторов, таких как влажность воздуха, свет и др. Наконец, зависящие от температуры и времени реакции индикатора должны быть визуализированы. В литературе имеется много ссылок на то, что индикаторы температура — время можно классифицировать по принципу работы на три группы:
Благодаря интеграции индикаторов температура — время в упаковку пищевых продуктов у поставщиков появляется возможность продемонстрировать любому клиенту корректное обращение с поставляемым продуктом в отношении температуры хранения и транспортировки простым и недорогим способом. Одновременно во время входного контроля можно получить дополнительную информацию, позволяющую оценить свежесть и качество или оставшуюся устойчивость при хранении. При этом нужно различать принцип в порядке очереди от принципа минимального срока годности в порядке поступления. Кроме того, индикаторы температура — время помогают потребителям оценить свежесть продукта. В будущем такие индикаторы можно применять в рамках конвенции анализа рисков и критических контрольных точек в качестве специфического вспомогательного средства для контроля определенных, зависящих от температуры процессов. Использование индикаторов температура — время предоставляет много преимуществ. К недостаткам относятся трудоемкие исследования динамики порчи продукта, связанные с применением индикаторов температура — время. Поскольку каждый продукт имеет различную картину порчи, то ее и нужно в первую очередь определять. Только потом можно приспособить индикатор температура — время к любому пищевому продукту, сделав таким образом возможным контроль его свежести. До сих пор индикаторы температура — время применялись только в США (Trader Joes) и Франции (Monoprix) для контроля пищевых продуктов. Всемирная организация здравоохранения использует такие этикетки для контроля холодильной цепи при транспортировке вакцин.
Индикаторы свежестиИндикаторы свежести отличаются от индикаторов температура — время тем, что показывают сиюминутный уровень свежести продукта, не касаясь его температурной истории. Принцип индикаторов свежести основывается на прямом взаимодействии пищевого продукта и индикатора. Изменения, которые происходят в пищевых продуктах и в конце концов напрямую влияют на состояние свежести, могут привести к росту микроорганизмов и связанному с этим процессу обмена веществ. Индикаторы свежести, как правило, определяют наличие таких продуктов обмена веществ, как, например, диоксид углерода, диоксид серы, аммиак, этанол, токсины и органические кислоты. Основой для этого является реакция между индикатором и летучим метаболитом, который может образоваться в процессе роста нежелательных микроорганизмов в продукте.
Для измерения свежести пищевых продуктов используются три различные системы:
Очищающие системыСвежие пищевые продукты являются активными биологическими системами, у которых по мере увеличения срока хранения внутри упаковки происходят изменения атмосферы. Особенность атмосферы в незаполненной продуктом верхней части упаковки оказывает непосредственное влияние на качество и продолжительность хранения пищевого продукта. В последние десятилетия разработано несколько концепций увеличения стойкости к хранению пищевых продуктов путем контроля состава газа в упаковке, а вместе с тем имеется потребность в контроле атмосферы склада во время дистрибьютирования. Принцип «активного» контроля атмосферы основан на абсорбции и эмиссии специфических газов в упаковке. При этом так называемые очищающие системы обеспечивают целенаправленное регулирование атмосферы в упаковке благодаря химическому или ферментативному удалению нежелательных газов. При этом очищающие системы не являются сопутствующей «этикеткой качества» продукта и не обеспечивают потребителя дополнительной оперативной информацией об уровне свежести продукта. Они являются лишь вспомогательным средством продления срока годности упакованных пищевых продуктов.
Очиститель от кислородаНаиболее широкое распространение получили очистители, которые удаляют кислород из внутреннего пространства упаковочных систем. При этом повышается сохранность многих скоропортящихся пищевых продуктов, так как прекращается рост аэробных микроорганизмов. Наряду с подавлением роста определенных микроорганизмов и окислительных процессов очиститель от кислорода препятствует изменению цвета многих пищевых продуктов животного происхождения. Под очистителями от кислорода понимают вещества, которые могут химически или ферментативно удалить кислород, что обеспечит защиту продукта от процессов, приводящих к его порче, и сохранение его качества. С помощью таких систем можно добиться и поддерживать концентрацию кислорода ниже 0,01%. Технология очищения от кислорода базируется на следующих принципах:
Наиболее часто применяемые ловушки для кислорода представляют собой газопроницаемые, наклеиваемые подушки, которые содержат способное к восстановлению железо, то есть железо в неполностью окисленном состоянии. Подобная самоклеящаяся подушка часто применяется в комбинации с модифицированной атмосферой для изделий из мяса и сыра. Дополнением к очистителям от кислорода являются так называемые индикаторы кислорода, которые предоставляют дополнительную информацию о целостности упаковки и отклонениях от идеального состава газа в течение всего периода сбыта. Различают два типа индикаторов кислорода:
Интегрированное использование индикаторов кислорода, очистителей от него и современных упаковочных технологий не только является примером синергетического эффекта, но и заставляет задуматься о разработке так называемой активной упаковки.
Адсорбер для диоксида углеродаНаряду с восстановлением кислорода микробиологическому росту можно препятствовать путем определенной концентрации СО 2 в упаковке. Диоксид углерода обладает сдерживающим действием на рост определенных микроорганизмов на пищевых продуктах, упакованных в модифицированной атмосфере. Но избыток этого газа может привести к негативному эффекту. Поэтому разрабатывают упаковочные системы, которые служат для удаления диоксида углерода. Наряду с тем что оксид железа выполняет функцию ловушки кислорода, он служит и в качестве адсорбера для диоксида углерода. Тем не менее поглощение кислорода благоприятнее, чем адсорбция диоксида углерода. Также этот адсорбер предлагается в форме этикетки и может напрямую наноситься на упаковку. В будущем применение представленных этикеток обеспечит всех участников каналов поставок дополнительной информацией о свежести пищевых продуктов (индикаторы свежести), условиях хранения (индикаторы температура — время), составе газа в упаковке (индикаторы кислорода) и происхождении («умная» этикетка). Благодаря быстрой и надежной оценке качества продукта в любой точке цепочки видов деятельности, создающих добавленную стоимость, производители, поставщики и торговые организации получили возможность оперативно реагировать на все случаи ухудшения качества. Кроме того, значительно повышается безопасность пищевых продуктов и уменьшается число случаев инфекционных заболеваний и интоксикаций, связанных с отравлением пищевыми продуктами. В области систем товарного хозяйства благодаря применению «умных» этикеток можно оптимизировать потоки товаров и информации, снизить расходы и значительно повысить отслеживаемость. Разработчики подобных систем исходят из того, что требования, с которыми в будущем столкнутся изготовители и продавцы пищевых продуктов, можно эффективно и с минимальными затратами выполнить с помощью «умной активной» этикетки. Однако, как и прежде, еще не решен ряд технических и организационных проблем (качество текста, объем данных). До сих пор при усовершенствовании этих систем мало используются преимущества и достоинства различных коммуникационных технологий, имеющихся в производственной цепочке. Сделать это, однако, необходимо, чтобы стала возможной «интеллектуальная» беспроводная передача данных по всей цепочке видов деятельности, создающих добавленную стоимость. Вследствие того что в настоящее время стоимость «умных» этикеток или «умных активных» этикеток для маркировки отдельных продуктов еще очень высока, в ближайшем будущем будут применяться индикаторы свежести или индикаторы температура — время. До сих пор оценка свежести пищевых продуктов происходила по дате окончания минимального срока хранения. Благодаря применению этикетки свежести или индикаторов температура — время у потребителей появилась возможность контролировать историю или качество продукта. Применение этикетки, в том числе конечным потребителем, может быть эффективным только тогда, когда дополнительная информация, которую поставляет этикетка, представляется просто и понятно. Если наряду с этикеткой, указывающей минимальный срок хранения продукта, одновременно используется еще несколько этикеток, это только раздражает потребителей и снижает его доверие к подобным этикеткам.
|
Всё об этикетках
