基于產品全生命周期理念的食品包裝低碳設計

劉宗明 趙月浩

(湖南工業大學包裝設計藝術學院，湖南 株洲 412007)

隨著人類命運共同體這一全球價值觀的提出，面對全球性氣候變暖及資源匱乏等問題，中國于2016年簽署了應對全球氣候問題的《巴黎協定》，與此同時，中國十三五規劃提出綠色低碳發展目標：2020年比2015年碳強度下降18%，單位GDP能耗降低15%[1]。完成這一艱巨的減碳任務有賴于各行業的共同努力，包裝的低碳化成為包裝行業發展的重點[2]，食品包裝行業占據著國民經濟重要地位，食品包裝的低碳化不僅是國家政策指標的要求，也是食品包裝行業發展的趨勢與要求。中國學者在包裝的低碳化方向已經取得了豐富的研究成果，文獻[3]提出低碳經濟背景下的包裝設計策略，從簡約的價值、可持續性及人性化設計三方面論述消費市場中包裝設計的特點及作用。文獻[4]對低碳包裝設計的目標、原則和實現途徑進行分析。但是現有很多具有低碳設計特點的食品包裝解決問題的形式比較單一，研究角度較為片面，有的從包裝生產、回收等某環節，有的從材料、結構等角度或者是從色彩、工藝等多個角度，對包裝低碳設計理念的運用不夠系統全面，而且僅僅針對包裝本身，沒有認識到包裝是整個產品設計大系統中的一部分，沒有真正從產品全生命周期角度出發，從食品生命周期的各環節出發來解決低碳設計問題。

全生命周期設計理念是一個并行的、整體的概念，是考慮從設計到回收整個過程的系統化思維[5]。宜家作為全球最大的家居用品企業，其設計一直堅持低碳化設計原則，從產品創新的角度出發實現包裝低碳化設計，如設計師Tom Dixon設計的螺旋小桌，具有結構簡潔、模塊化、方便性組裝，方便運輸的同時也節約了產品包裝的材料使用，極大程度地做到了包裝的低碳化。因此，基于產品全生命周期理念的食品包裝低碳設計有望真正全面系統地完成包裝的低碳化目標，把人與環境及產品所產生的負面影響降到最低，使包裝更加科學、合理，真正做到在可持續發展中物盡其用。

1 產品全生命周期理念

產品全生命周期也被稱為“生命周期分析”“生態衡算”，產品全生命周期設計是運用系統觀、并行觀、集成觀和可持續發展思想，綜合考慮產品生命周期各階段包括需求識別、產品設計、生產、運輸、銷售、使用、維護、回收處理等質量和環境問題而進行的設計[6]。它針對產品研發整個生命過程期間對環境保護的要求，通過重復利用資源、高效使用能源和污染預防，降低產品對環境產生的不良作用。

生命周期理念最早作為一種環境評價方法應用于食品包裝設計領域是1969年，美國可口可樂公司用這種方法對不同類型的飲料容器進行環境影響分析[7]。到20世紀80年代，各大企業已經有效地運用到更大范圍的環境問題。1997年，國際標準化組織正式出臺了“ISO14040環境管理生命周期分析原則與框架”[8]。如今，全生命周期理念已更加豐富并被廣泛應用于各種不同領域。

2 基于產品全生命周期理念的食品包裝低碳設計模式

食品包裝低碳設計是指食品包裝從包裝設計、材料的選用加工、印刷制作、物流、使用、回收等各個環節和整體控制碳排放量[9]。現有大部分食品包裝的低碳化設計維度較為單一，大部分只是考慮生產加工過程的低碳問題，沒有真正從產品全生命周期的角度出發，逐層解構包裝各生命階段的低碳化設計形式，再以聯系的觀點形成系統的針對食品包裝的低碳設計解決方案。本研究擬根據產品全生命周期理論結合產品系統論、認識論，從產品的設計生產、運輸消費、使用體驗和回收循環4個維度出發，將食品包裝的全生命周期解構歸納為產品時期、商品時期、用品時期、廢品時期4個階段進行食品包裝低碳化設計。

2.1 產品時期的低碳化

產品時期的低碳化是指在產品未加工完整的初期，食品包裝在外觀設計和生產加工環節控制碳物質的排放量。產品階段的低碳化主要需要解決包裝裝潢、材料、結構和工藝四大方面的問題。

2.1.1 外觀設計層面的低碳化方法

(1) 外觀裝潢扁平化、直觀化，色彩、文字、排版要做到簡潔明確。

(2) 明確回收信息，回收信息和標識在遵守國家環保標準的同時要做到醒目清晰。

2.1.2 生產加工層面的低碳化方法

(1) 減量包裝結構與材料。簡約有效的包裝結構造型和單一的材質能夠提高產品加工效率，降低不必要的人工成本。

(2) 減少復雜工藝。燙金、燙銀、覆膜等繁復工藝不僅耗能高而且可能影響材料的回收和二次利用。

(3) 使用清潔能源和新型綠色加工工藝，如綠色印刷，食品包裝對包裝衛生安全要求較高，需要保證包裝材料清潔的同時減少油墨污染。圖1是Jones knowles ritchie公司設計的獲得2016年Pentawards鉆石獎的達美樂比薩包裝盒，大膽運用紅藍兩色的品牌標志去構建包裝，簡單且高純度的色彩圖形既一定程度上降低了印刷著色成本，又極致增強了品牌的視覺沖擊力和話題關注度。圖2是日本角鍬商店甘露煮包裝，把包裝的顏色、圖形、結構、材質、工藝等做到極簡，但是，簡單顏色的巧妙運用不僅給人一種紙袋仿佛被醬汁浸染的有趣感覺，還兼有百年老店的底蘊風格，從多種層面降低了碳排量。

2.2 商品時期的低碳化

商品時期的低碳化指的是食品包裝在運輸存儲和商品消費階段通過綠色手段減少碳的排放，商品階段的低碳化主要需要解決包裝運輸儲藏和上架消費兩方面的問題。

圖1 比薩包裝

圖2 甘露煮包裝

2.2.1 運輸存儲層面的低碳化方法——包裝模塊化、系列化

通過合理的結構和材質建立統一標準的包裝尺寸模數，實現商品在物流系統、倉儲系統的高效運行。食品自身強度差異就要求包裝差異，而作業效率的要求又迫使包裝作業時盡可能使用少數幾種形式與規格的包裝，按照包裝設計的PPE原理，要求：產品(Pr)+包裝(Pr)=環境(Pr)，即包裝運輸環節要做到產品自身抵抗沖擊的強度+包裝的防護能力要等于環境的破壞能力，這樣才能確保產品安全的同時又不過度包裝。

2.2.2 消費層面的低碳化方法

(1) 人性化考量后的簡化處理。只有滿足消費者各層次不同需求的包裝才是有效的包裝，消費階段的低碳化設計應以人性化的考量為基點爭取消費者，考慮市場因素的同時，在外觀、材料、結構、工藝等方面進行簡化整合處理[10]。

(2) 將運輸包裝和銷售包裝的功能整合為一體，兼具運輸保護和展示銷售功能。在識別、打開到上貨架的小周期內極大提高商品流通效率，有效減少包裝材料的使用。圖3為一款易上架咖啡方糖包裝設計，整齊的正方盒形有利于商品的集裝運輸，撕掉外部塑料紙后，盒子的一側可以展開，改變內部空間來散開原本疊在一起的方糖，就會避免因為方糖排得太緊而用手去“摳”，方便銷售使用的同時也促進了物流環節的低碳化。圖4蒙牛嗨Milk將包裝盒形與奶牛形象結合為一體，奶牛和音符的視覺簡化處理符合消費者人性化需求，達到產品包裝的高顏值和低碳化目標。

圖3 咖啡方糖包裝

圖4 嗨Milk包裝

2.3 用品時期的低碳化

用品時期的低碳化要求食品包裝在滿足消費者的使用需求并擁有良好的精神體驗層面上實現低碳化設計。用品階段的低碳化主要需要解決使用、體驗方面的問題。使用和體驗層面的低碳化方法：① 包裝自身和功能的安全、無毒害，選取對人類無毒害的高性能環保材料，增加封裝技術等食品級包裝特有加工技術的可靠性；② 增強包裝的易用性，改善包裝結構使之更符合人機工程學，方便消費者的飲食習慣；③ 包裝多功能組合，通過包裝結構的巧妙組合來實現相同包裝的不同使用功能。如圖5“thé”品牌法國茶系列包裝，每個透明梅森罐封口嚴密且都涂有防紫外線的物質,有效防止光線對物品的破壞；圖6的紅酒包裝與燈具功能相互融合，包裝功能廢棄后可以改變組合部分結構，接入電源就演變成了一件古典燈具，以延長包裝生命周期的方式促進了包裝低碳化。

2.4 廢品時期的低碳化

廢品時期的低碳化指的是食品包裝使用完成后，在廢棄以及回收循環階段對碳排放量的控制。廢品階段的低碳化主要需要解決包裝廢棄物的回收循環問題。低碳化方法：① 使用環保材料，采用易降解回收的綠色環保材料，合理利用自然材料，包裝廢棄物能夠快速地回歸再生；② 包裝再利用設計，廢棄包裝的循環再利用應根據包裝容器的特點加以區別，根據加工處理時的投入產出比，決定不同材料的再利用方向。如圖7 Happy Eggs雞蛋包裝設計將農場中干草切割熱壓成型，搭配扁平化的標簽設計，從視覺和嗅覺雙重感官吸引消費者。包裝發掘了自然界雜草的新用途構成了產業和環境的低碳平衡。圖8的“Peanut & Co”干果批發包裝用于日常散裝銷售，將麻袋與封口分離，這種方法可以更方便識別區分產品，并能創造性地讓部分包裝重復利用，解決了因材料浪費導致的環境問題。

圖5 法國茶系列包裝

圖6 紅酒包裝

圖7 雞蛋包裝

圖8 干果批發包裝

從以上4個時期的低碳化變現解析可知，運用全生命周期理念的低碳化設計方法能夠考慮產品生命周期的各個環節，通過從全生命周期的設計生產、運輸消費、使用體驗和回收循環4個層面聯系碳因素與自然環境之間的相互影響，剖析低碳化設計模式，圖9為完整的低碳化設計模式圖。針對低碳化實際需求，應用該模式展開系統全面的低碳化層級分析能夠有效指導設計師進行食品包裝設計。

3 食品包裝的低碳設計流程

(1) 用戶分析。產品設計最重要的目的之一是滿足用戶的需求，作為產品設計系統中的重要組成部分，食品包裝設計首先就需要設計師和決策者從確定用戶群體入手，考慮不同目標消費者的特征及需求，進而引導和構想有效的設計構思[11]。

(2) 為了保障設計構思的合理性和可行性還需要對其進行一系列評估，倘若構思不通過會重新返回到用戶分析階段，若構思通過則直接代入食品包裝低碳化設計方案，即全生命周期低碳化設計模式，構建產品、商品、用品、廢品4個時期設計階段。

(3) 分析每個時期的碳排量及其他約束條件對包裝設計整合優化，構建優質的、低碳化特征的食品包裝設計方案。

圖9 食品包裝低碳化設計模式圖

(4) 對方案進行國家制定的食品包裝行業相關低碳標準審核，設計師和各項工作人員合作，經過多方共同商討多次設計迭代，以期不斷調整和優化該方案，使其能夠通過預期審核線。附加低碳化屬性的設計方案審核通過后，完成設計方案后期轉化，在工藝、材質、色彩等方面改進并完善成品。最終產品由企業批量生產制造繼而拓展市場，經過市場檢驗得到反饋信息回歸到用戶分析初始階段。圖10是詳盡的設計流程圖，該設計流程創造性地以產品全生命周期為基點，以低碳化設計模型為核心，來展開食品的包裝設計，這不僅提高了設計師的效率，能夠快速準確設計出滿足整個生命周期的全面低碳的食品包裝，也為企業提供了更直觀、高效的環保管理方式。

4 食品包裝低碳設計實例

根據食品包裝的低碳化設計流程，以鄭兆辰、羅方澤設計并獲得德國IF獎的作品《環保餐盒》為例(圖11)，展開全生命周期理念的低碳化設計應用解析。市場調查中目標消費者按照社會職業劃分定位為上班族或學生群體，這類群體按年齡劃分以青年為主，有一定的消費能力，社會任務繁重，缺乏足夠的時間，經過對其生理、心理和行為方面的分析，他們有著顯著消費特點，比如：飲食追求方便和效率，食品注重經濟、實惠，有一定的環保意識。因此，經過歸納總結，設計師可以根據這些典型用戶特征，構想適用于青年人的環保概念餐盒設計構思，然后基于產品全生命周期的4個時期階段，提出餐盒包裝的低碳化設計模式，根據碳排量計算及其他約束條件整合4個層級設計因子，達到國家低碳指標，成功完成此款低碳概念的新式環保快餐盒方案，迎合以及引領當今新時代人士正確的消費觀和價值觀[12]。

圖10 低碳化在食品包裝中的設計流程

圖11 低碳環保餐盒包裝設計實例

4.1 設計生產層面低碳化設計應用

這款餐盒在設計生產環節采用減量化設計，外觀裝潢極簡化，包裝材料使用硬質外賣盒材質，剝離了筷子的木材使用與勺子的塑料使用，結構和工藝與普通外賣餐盒比較大同小異，將紙餐盒的背蓋設計一款刀膜，只需沿虛線撕開并折疊紙就可以打造出一雙紙筷子或紙匙。

4.2 運輸消費層面低碳化設計應用

此外賣餐盒在商品階段的低碳化主要解決了包裝運輸保護的問題，運輸存儲層面的低碳化與一次性外賣餐盒相同，包裝具備標準外賣包裝規格，餐盒打包好后由于不需要單獨填裝筷勺餐具，也加快了配送效率。

4.3 使用體驗層面低碳化設計應用

環保餐盒在用品階段的使用、體驗層面能夠做到低碳化，包裝餐具和餐盒都是用相同材料，所以保證了本身和功能的安全、衛生。通過包裝盒形結構的巧妙組合來實現相同包裝的不同使用功能。包裝餐具結構符合人機工程學，這比平時的包裝盒和筷子分開節約更多資源且順應消費者的飲食習慣。

4.4 廢棄循環層面低碳化設計應用

廢品階段的低碳化主要需要解決餐盒廢棄物的回收循環問題。人們就餐完畢后餐具由于與餐盒材質相同，可以清

洗后一起回收處理，未來新型外帶用餐方式就不必另外攜帶竹木筷與塑料湯匙，多一種低碳設計思路，就對自然環境少了幾分傷害。

5 結語

為順應食品包裝行業的低碳化趨勢，本文從產品全生命周期理念出發探索設計，以全生命周期設計因子為基點，重點構建了低碳化食品包裝設計的新模式，并以環保餐盒設計為例，探討驗證了基于產品全生命周期理念的食品包裝低碳化設計，能夠從整個食品大循環的周期環節出發，更全面系統地完成包裝的低碳化目標，把人所產生的負面影響降到最低，使外觀形態、造型結構更科學、合理，真正做到物盡其用。從而能夠對其他類型的產品包裝設計起到指導作用，實現真正意義上的參考與推廣。

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