最新の食品包装技術

ソリューション・エンジニア、デイビッド・カーマイケル氏によるレビュー（2024年3月）

食品および飲料の包装技術は、すべての人において重要な役割を果たしています。食品包装がなければ、食品を保存することは不可能であり、汚染にさらされるリスクが高まります。食品包装は、食品の流通や輸送を可能にし、賞味期限を延ばし、安全に消費できるようにします。

標準的な食品包装材料には、段ボール、紙、プラスチック、金属、ガラスなどがあります。さらに、先進的な食品包装技術には、スマート包装や、廃棄物をゼロにする可食包装技術など、環境に配慮した食品包装が含まれます。この記事では、食品包装の課題を探り、食品包装技術の進歩とそれが環境にもたらす利益について考察します。

食品包装は、サプライチェーン、販売時点、家庭で食品を保護し、保存する役割を果たさなければなりません。包装は食品を適切な温度に保ち、不正開封を防ぎ、漏れのないものでなければなりません。また、製品に関する詳細なラベルを貼るスペースを提供する必要があります。果物や野菜が包装されている場合は、通気口が必要となることもあります。包装は輸送中やスーパーマーケットの棚で保管しやすいように、モジュール式で積み重ね可能でなければなりません。

現在、包装に関する最も重要な問題の一つは、食品包装の持続可能性です。持続可能な食品包装は、食品を保護するために使用される使い捨てプラスチックの削減をメーカーが目指す中で、その重要性が増しています。メディアや消費者の間では、主に食品産業から排出される使い捨てプラスチックによる海や川の汚染に対する懸念が広がっています。また、埋立処分される膨大な量のプラスチックも問題視されています。食品メーカーは、これらの課題を克服するために、持続可能な新しい食品包装に注目しています。

では、スマート・パッケージとは何でしょうか？スマート包装は、RFIDタグやQRコードを使用して包装を追跡する技術です。これにより、サプライチェーンをより効率的にし、在庫の管理が正確かつ容易になります。また、スマート・パッケージング・テクノロジーは、環境や温度のコントロールにも役立ちます。スマート包装はサプライチェーンの効率化に寄与するため、製品のカーボンフットプリントの削減にもつながります。

スマート・パッケージには、アクティブ・パッケージとインテリジェント・パッケージの2つの主要な種類があります。アクティブ・パッケージは、湿気や温度などの環境条件を調整することができる技術です。一方、インテリジェント・パッケージは、コードやセンサーを用いて製品やパッケージを監視し、製品、パッケージ、またはその全てに関するデータを送信します。インテリジェント・パッケージは、温度データや製品のサプライチェーン内の位置情報などを提供し、透明性と効率を向上させることができます。

食品メーカーがスマート包装を採用するケースが増えています。スマートパッケージの利点は以下の通りです：

• サプライチェーンに関する情報の提供
• 食品・飲料製品の寿命延長
• 食品の鮮度向上
• 廃棄物の削減
• コンプライアンス要件の遵守
• ロジスティクスの最適化

使い捨てプラスチックは海や河川、海岸を汚染することでよく知られています。そのため、包装廃棄物は気候変動の一因となっています。プラスチックの生産自体が二酸化炭素を排出し、プラスチック廃棄物が環境に流出すると、野生生物に害を及ぼし、繊細な生態系にダメージを与える可能性があります。食品包装廃棄物のリサイクルは環境破壊を防ぐために重要であり、メーカーはプラスチックの使用量を減らす方法を模索しています。

持続可能（サスティナブル）な包装は、包装が環境に与える影響を最小限に抑えることを目的としています。これには、再生可能エネルギーを使用して生産することや、リサイクル可能な素材や生分解性の素材を選ぶことが含まれます。また、使用する材料の量を最小限に抑えることで、包装をより持続可能にすることもできます。

一部のメーカーは、廃棄物を完全になくす食用パッケージ（海藻から作られたパッケージなど）を試みています。また、石油や天然ガスなどの石油化学製品ではなく、コーンスターチやサトウキビなど再生可能な素材から作られたバイオプラスチックを使用しているメーカーもあります。バイオプラスチックは通常、堆肥化や生分解が可能ですが、従来のプラスチック包装と同じ機能を持っています。パッケージングデザイナーは、材料を減らし、スペースを最適化する最小限のパッケージングデザインに重点を置くこともあります。

飲料に関しては、メーカーは使い捨てのプラスチック包装から再利用可能なボトルや詰め替え可能なボトルへと移行しつつあります。また、ガラス、アルミニウム、PETプラスチックなど、リサイクルしやすい素材の使用にも力を入れています。

肉類、魚介類、鶏肉、乳製品は、しばしばガス置換包装（MAP）で包装されています。果物や野菜もこの種の包装で数十年前から市場に登場しています。これは、これらの製品が酸素にさらされると短期間で劣化してしまうためです。

技術の特徴

ガス置換包装技術は、食品の周囲に保護的な空間を作り出します。これは、特定のガスまたはガスの混合物で構成されています。一般的に使用されるのは、酸素、窒素、二酸化炭素です。

主な利点

1. 保存性の向上：低温保存と組み合わせることで、食品の風味をより長期間保持できます。
2. 食品安全性の向上：適切なガス環境により、微生物の増殖を抑制します。
3. コスト効率：比較的安価な技術です。
4. 生産性：一般的な食品製造業者の包装自動化システムと併用可能です。

この技術は、食品の品質保持と安全性向上に大きく貢献し、食品産業において重要な役割を果たしています。また、食品廃棄物の削減にも寄与しており、持続可能な食品包装の一つとして注目されています。

3Dプリント技術は、防衛、自動車、航空宇宙などの業界だけでなく、食品業界でも活用されています。食品メーカーは、新しいパッケージデザインのプロトタイプを作成するために3Dプリントを利用しています。また、3Dプリントを使って持続可能な素材をテストしている企業や、3Dプリンターを使用して新しいタイプのスマートパッケージングを開発している企業もあります。

最終的には、3Dプリントによって、従来の製造技術で作られた食品包装よりも高感度で無毒性、生体適合性が高く、コストも低いインテリジェントコンポーネントを備えた新しい形態の包装が実現できるかもしれません。実際、3Dプリントは食品のスマートパッケージングを現在よりもはるかに普及させる可能性のある技術です。

食品に関してより持続可能な選択肢を求める消費者の欲求は、今後も持続可能な食品包装の開発を推進するでしょう。ひとつのシナリオとして、消費者が再利用可能な包装材を持参して商品を受け取る包装不要の店舗が開発されるかもしれません。包装資材のクローズド・ループ・リサイクルが一般的になる可能性もあり、消費者が耐久性のある再利用可能な包装を当然のように利用するようになるかもしれません。バイオプラスチックや食用包装に関する食品包装の進歩は、これらの材料のコスト削減と普及に寄与するでしょう。

スマートパッケージングシステムについては、その利点にもかかわらず、コストが大きな要因となっています。例えば、価値の低い品目をスマートパッケージングで包装することは経済的に難しいことが多く、これがスマートパッケージングの普及を妨げる大きな障壁となっています。しかし、スマート包装がより一般的になれば、そのコストは下がるでしょう。IoTやIIoTの革新も、この技術の普及に貢献するでしょう。

食品包装に関しては、私たちの選択が重要です。プラスチック包装は安価でどこにでもあり、安全な食品包装の手段を提供してきましたが、現在のプラスチックの使用レベルは持続不可能です。食品包装の未来が環境に優しいものであるためには、食品メーカーが革新的な未来技術を採用する必要があります。