Temperaturgeführter Transport

Die Kühlkette ist das durchgängige System der Kühlung beim Transport zwischen Hersteller, Großhändler, Händler und Verbraucher; insbesondere von Lebensmitteln und zunehmend auch von medizinischen oder chemischen Produkten.

Marktanforderungen

Die Zahl kühlpflichtiger Produkte nimmt deutlich zu. Neben Produkten aus Pharmazie und Kosmetik betrifft dies vor allem frische und tiefgekühlte Lebensmittel. Die Logistikbranche setzt eine Vielzahl an Spezialbehältern und -fahrzeugen ein, um Waren in möglichst frischem Zustand bei den Empfängern abzuliefern. Zunehmend werden hier auch GPS gestützte Flottenmanagement-Systeme eingesetzt, die die Kühltemperatur permanent erfassen und senden.

Lebensmittel

Frischware und Gefriergut, deren Haltbarkeit von der dauernden Kühlung abhängig ist, bedürfen der ununterbrochenen Kühlung, um sie vor dem Verderb so lange wie möglich zu schützen. Die gesetzlichen Vorschriften für tiefgefrorenes Fleisch und Frischfleisch regeln die Temperaturzonen für die Kühlkette diverser Lebensmittel: Tiefgekühltes Fleisch und tiefgefrorener Fisch müssen dauerhaft und durchgängig auf minus 18 Grad Celsius gekühlt werden. Für Frischfleisch ist eine maximale Temperatur von 4 Grad, für Milch und Molkereiprodukte von 8 Grad zu gewährleisten. Schokolade benötigt Temperaturen von 15 bis 18 Grad. Für Obst und Gemüse sind unterschiedliche Temperaturen, je nach Art sicherzustellen. Zum Beispiel werden frische Äpfel bei 1 bis 4 Grad, Mangos bei etwa 12 Grad Celsius transportiert. Entsprechend komplexe Anforderungen bestehen an die Logistik von Lebensmitteln. Kühlfahrzeuge verfügen daher oft über mehrere Kühlkammern mit unterschiedlichen Temperaturzonen. Kommt es zu einer Unterbrechung der Kühlkette, so sind die dadurch möglicherweise verdorbenen Lebensmittel zu vernichten. Gerät dennoch ein Lebensmittel, bei welchem die Kühlkette unterbrochen worden war, in den Verkehr, so kann dies beim Verzehr gegebenenfalls zu Übelkeit bis hin zur Lebensmittelvergiftung und zu entsprechenden Lebensmittelkrisen führen.

Medizinische Produkte

Medizinische Produkte reagieren oft empfindlich auf Temperaturschwankungen. Die Lebensdauer von Impfstoffen beispielsweise kann sich erheblich verkürzen, wenn eine bestimmte Lagertemperatur auch nur kurzzeitig unter- oder überschritten wird. Fehlt also in bestimmten Fällen ein exakter Nachweis über die Temperatur beim Transport, muss bereits eine Schwankung angenommen und das Produkt vernichtet werden. Ähnlich verhält es sich bei Blutkonserven, Infusionen, Bakterienkulturen, chemischen Reagenzien und bestimmten human- und tiermedizinischen Pharmazeutika.

Auch von Seiten des Gesetzgebers gibt es immer mehr Vorschriften in diesem Bereich. Beispielsweise fordert die, seit 1. November 2006 geltende, neue Arzneimittel- und Wirkstoffherstellungsverordnung (AMWHV) nachzuweisen, dass medizinische Produkte durch Lagerung und Transport auf dem Weg zum Abnehmer keinen Schaden nehmen. Auch die EU plant eine Verordnung zur lückenlosen Dokumentation des Transportweges solcher Produkte. Konventionelle Lösungen, meist Spezialverpackungen in Kombination mit passiver Kühlung durch Trockeneis, reichen hier zunehmend nicht mehr aus. Sie können Temperaturschwankungen, wie sie normalerweise im Inneren eines LKWs auftreten, kaum ausgleichen.

Chemische Produkte

Chemische Halbzeuge unterliegen oft Anforderungen an eine bestimmte Lager-, Transporttemperaturen und -zeiten, da sie ansonsten bereits reagieren oder spezifizierte Eigenschaften verlieren. Moldmassen (Duroplaste) für die Herstellung von Gehäusen für [Integrierte Schaltkreise|ICs] sind ein solches Beispiel.

Technische Systeme zur Steuerung und nachträglichen Temperaturkontrolle

• "Fresh Check" ist ein Indikator des US-Unternehmens Temptime. Dabei wird ein Polymer zusammengesetzt und aufgebracht, das sich abhängig von Zeit und Umgebungstemperatur verkettet und zu einer zunehmend dunkleren Färbung führt.
• Der "blaue Punkt" der Firma Ciba Speciality Chemicals und seines israelischen Partners "Freshpoint", enthält einen Farbstoff, der unter UV-Licht aufgetragen und dann durch eine Folie konserviert wird. Der Farbstoff in dem so genannten "OnVu-Etikett" verblasst im Laufe der Zeit, je höher die Temperatur ist, desto schneller.
• Der US-Konzern 3M arbeitet bei seinem Indikator mit dem Schmelzpunkt eines farbigen Wachses, das mit einer durchlässigen Schutzschicht abgedeckt wird. Schmilzt das Wachs bei einer vorgegebenen Temperatur, so dringt es nach außen und erstarrt dann deutlich erkennbar an der Oberfläche.
• Das "CheckPoint"-Etikett des schwedischen Herstellers Vitsab arbeitet mit den temperaturabhängigen Reaktionen von Enzymen, die eine Farbveränderung bewirken.
• Der von der Universität Münster (Prof. Dr. Meinhard Knoll) entwickelte Plastikchip "PolyTakSys" ^[1] misst über eine organische Elektronik die Zeit seit dem Abpacken des Lebensmittels unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur. Je nach Verlauf verändert sich die Restlaufzeit, die optisch angezeigt und auch per Funk an Kassensysteme übertragen werden kann.
• Die Universität Freiburg entwickelt in Zusammenarbeit mit der Freiburger Firma "HKM-Messtechnik" unter dem Namen "axinor" in Freiburg den "CoolJack", ein Kühlsiegel, welches durch eine patentierte Color µPak-Technologie die Unterbrechung der Kühlkette durch einen deutlich sichtbaren Farbumschlag von grün nach rot dokumentiert.

Radio-Frequenz-Identifikation (RFID) als Instrument der Dokumentation

Logistikunternehmen entwickelten besondere Branchenlösungen für die Lebensmittelindustrie, Gesundheits- und Kosmetikindustrie, um damit einen verlässlichen temperaturgeführten Transport anbieten zu können. Zur Schlüsseltechnologie in diesem Bereich entwickelt sich die Radio-Frequenz-Identifikation (RFID) weil sie Qualität auch dort gewährleistet wo herkömmliche Systeme an ihre Grenzen stoßen. Bei einigen Logistikfirmen können kühlpflichtige Produkte in einer Temperaturzone zwischen 2 und 8 Grad Celsius transportiert werden. Die Temperatur wird dabei über den gesamten Transportweg gemessen, überwacht und lückenlos dokumentiert. Auf Wunsch kann jedes einzelne Packstück mit einem wieder verwendbaren RFID-Chip ausgerüstet werden, der die Temperatur exakt an der Ware misst.

Das RFID-System besteht aus zwei Komponenten, dem Lese-, Schreibgerät und dem Transponder, auch als Tag bezeichnet. Das Lesegerät fungiert als Schnittstelle zwischen einer Software und dem Datenspeicher auf dem Transponder, in dem die Informationen gespeichert und von dem sie abrufbar sind. Die mit einem Temperatursensor ausgestatteten Transponder können den Verlauf der Umgebungstemperatur in ihrem Speicher aufzeichnen. Danach können die Daten über das Lesegerät ausgelesen und an einen Rechner übermittelt werden. Sendet ein Lesegerät ein Funksignal aus, antwortet der in der Nähe befindliche Transponder, und die in ihm gespeicherten Informationen werden über das Lesegerät an die Software übertragen.

Da für die Kommunikation weder physischer noch optischer Kontakt notwendig ist, können beispielsweise auch die Daten von Transpondern innerhalb von Verpackungen ausgelesen werden. Zusätzlich können die Lesegeräte die Datenträger neu beschreiben. Bei solchen Schreibvorgängen baut das Lese-/Schreibgerät eine Kommunikation zum Transponder auf und gibt die Informationen der jeweiligen Anwendung an diesen weiter, etwa um ihn neu oder anders zu programmieren oder um Daten hinzuzufügen. Die gespeicherten Temperaturdaten sind allerdings manipulationssicher, können daher nicht verändert werden.

Einzelnachweise

1. ↑ Prof. Dr. Meinhard Knoll: Webseite des Forschungsprojektes PolyTakSys

Weblinks

• WELT ONLINE: Sensoren wachen über lückenlose Kühlkette