除了上述从包装件的形成与销售乃至废弃的全生命周期引出的包装技术体系，包装学科的发展还依赖于与包装属性有关的若干重要理论，包括包装动力学、货架寿命理论和生命周期理论等。其中包装动力学是产品运输包装研究、设计的重要基础，我们将在第四章讲到；生命周期理论则用来探讨包装这种特殊产品对环境影响的评价，用以指导包装材料的选择和包装产品的设计，这一内容将在第六章里叙述。本章简要介绍货架寿命理论及其对学科发展的作用。

（一）货架寿命的概念

货架寿命，又称包装有效期，或称保质期，是对商品流通期内质量功效的保证与承诺。尤其对食品和药品来说，包装有效保质期是消费者决定购买前必须弄清的数据，也是包装的质量指标之一。

货架寿命的定义是：商品在出厂以后，经过各流通环节到消费者手中，能保持质量完好的时间。

货架寿命一般可表达成以下几种方式。

（1）生产日期：××××年××月××日。

（2）失效日期：××××年××月××日；请在××××年××月××日前使用。

（3）生产日期：××××年××月××日，保质期××个月。

此外，也有的产品附带规定合适的流通和储藏条件，如温度、湿度等。

（二）货架寿命的主要影响因素

货架寿命的长短受多种因素的影响。

1.包装材料

如果使用非渗透性材料（如玻璃、金属）包装，产品在一般情况下主要由于本身的化学变化而变质，包装对商品的有效保质期影响不大。但也有产品因包装而导致质量降低的情况，如玻璃容器透光可加速产品的氧化，又如金属罐装食品可能会与产品质量不好的内涂层甚至金属本体材料发生反应。如果用半渗透性材料和可渗透性材料，则包装方式对产品的货架寿命影响极大。包装材料是包装工程专业的基础研究内容之一。

2.产品的变质特性

产品会因各种因素影响而变质，不同产品的变质特性差别很大，这往往表现为产品对某些影响因素的敏感性。例如，松脆食品会因湿度增大而变软、失去松脆性；烟草会因存储时间过长或包装不良导致湿度降低而改变其燃烧性和香烟口味；油炸食品及带脂肉制品会因油脂氧化而产生哈喇味；熟食快餐食品则会随储运时间的增加而发馊等。

包装材料的保护性能与产品的变质特性之间应做科学的匹配，以保证产品的包装有效期。这也是包装工程专业研究的重要内容。

3.产品质量判别标准

通过产品的变质特性，可以制定出合格产品的判别标准。这一标准是以产品中某些关键成分的变化情况为依据，通过分析与测试获得的反映产品质量的指标。任何产品的合格判别标准都直接影响到包装有效期或货架寿命的确定。有些消费性产品既需要数据化的合格标准，又需要消费者认同的某些感官标准，如前述的香烟产品。

表示包装形式和包装材料对产品保护能力的关键性指标一般有以下几点。

（1）水蒸气透过率—对湿度敏感的产品；

（2）氧气透过率—对氧敏感的产品；

（3）香味透过率—对需要保香的产品。

一般可应用气体色谱分析、质谱分析、红外光谱分析或其他技术手段来确定包装对特定要素的阻隔性能，如氧气、水汽、二氧化碳气体等。

4.包装尺寸大小

包装件的几何尺寸对货架寿命也有影响。(www.daowen.com)

尺寸越大，包装面积与包装容积之比越小。影响货架寿命的渗透物的透过量按包装尺寸的平方数增加，吸收渗透物的产品体积则按包装尺寸的立方数增加。这表明，在其他条件相同的情况下，对包装材料阻隔性的要求将随着包装尺寸的增大而降低。

5.环境条件

要确定产品的包装有效期，首先要弄清产品流通中的主要问题：即产品的变质特性和产品储运、销售过程所经历的环境条件，如温度、湿度和日照等。

对一些产品而言，包装有效期及其影响因素就是包装设计的主要内容。它们对建立这些产品的流通体系也起着重要作用。

（三）货架寿命的预测

货架寿命常常需要通过试验分析的手段加以确定。一般有以下几种。

1.运输试验法

运输是产品流通环节中的一个方面。运输试验法作为一项辅助性试验，是在规定的运输包装试验条件下，检验包装好的产品是否经受得起运输过程中冲击振动的考验，同时考察包装的其他性能指标在该运输条件下的变化情况。

2.储存试验法

在静止条件下保存产品，并评估其质量随时间的变化情况。储存条件分为可控制型（如可调节温度、湿度的仓库，可人为地控制试验的速度）和非可控制型。

一种典型的外界环境条件为温度23℃，相对湿度（RH）50%。加速试验的条件则为温度35℃，相对湿度（RH）80%；也可以不改变产品储存环境条件，有目的地引进已知数量及其影响的关键介质，促使产品变质过程加快。

3.计算机模拟试验法

上述试验都需要一定的试验条件和较长的试验时间。计算机模拟试验则可以在实验室里很方便地研究产品的货架寿命。对典型的食品包装而言，先构造出产品的变质模型，并对模型中影响因素的变化情况进行分析，然后就包装材料的属性对上述影响因素的阻隔性能做分析，最后利用计算机根据上述模型进行运算并给出结论。改变储存条件的模拟试验可以用同样的方法进行。

以常见的食品为例，其变质现象有产品吸潮、变干、氧化、二氧化碳含量降低，失去香味、失去营养物质等。人们已经对这些现象进行了大量的研究，构造了许多模型来表征各种食品的变质过程，从而可以较为方便地使用计算机模拟试验来分析产品的货架寿命。

（四）延长货架寿命的方法

1.改进加工、包装和储藏方法

以食品包装为例。食品的变质主要是微生物造成的，为消灭或抑制变质诱因的微生物，可以使用诸如加热、灭菌、熏蒸及腌渍等物理或化学手段加以处理。

2.正确选择和发展优良阻隔性能包装材料

不同产品的包装材料选择标准应有所不同。例如，生鲜食品需要维持呼吸，选用阻隔性较大的包装材料往往会使呼吸受阻，组织坏死。选择具有合适的水蒸气透过性能的微孔薄膜或防湿玻璃纸则较好。经过加工处理的食品，其组织不再存活，为防止干化、吸湿、氧化和腐败等，必须选用对氧气和水蒸气阻隔性高的材料。

3.改善包装生产体系和流通管理

包装生产体系包括产品计量、充填、密封、再计量、检验和外包装等，各个环节必须有助于延长产品的货架寿命。例如，开发一种新的食品时，必须由食品设计与生产、包装设计与生产两方面的技术人员共同探讨能保证产品质量、延长货架寿命的产品及包装生产体系。

流通管理是指流通环节和各销售点的储存条件，如温度、湿度等因素条件的控制管理。

以上通过产品货架寿命理论的简单描述，说明了包装工程相关技术及理论在学科应用领域的作用。在专业学习中，需要用产品包装系统的思想，分层次地了解、熟悉和掌握这些知识，提出和解决实际的包装工程问题。