Während die Welt auf einen COVID-19-Impfstoff wartet, unternimmt die Kühlkettenbranche alles, um sich auf die spätere Verteilung vorzubereiten. Dies ist keine leichte Aufgabe und erfordert eine Zusammenarbeit auf einem Niveau, das wir uns nie hätten vorstellen können. Warum spreche ich angesichts all dieser Herausforderungen mit Ihnen über Batterien? Das ist eine gute Frage, und die Antwort ist einfach: Es geht nicht wirklich um die Batterie.
Ist eine Batterie nicht einfach eine Batterie?
Die Batterieleistung ist kein Thema, das wir im Zusammenhang mit Innovationen in der Kühlkette oft diskutieren. Batterien sind ein wichtiger Bestandteil jedes aktiven temperaturgeregelten Behälters, aber eine Batterie ist eben eine Batterie, oder? Ja und nein. Batterien werden so konzipiert und hergestellt, dass sie allen erdenklichen Anforderungen gerecht werden. Die Batterieleistung kann jedoch variieren. Ein Pharmaunternehmen kann zwei identische Batterien verwenden, sie in zwei verschiedene aktive Behälter einbauen, diese Behälter unter identischen Bedingungen versenden und dennoch sehr unterschiedliche Batterieleistungsergebnisse erzielen. Warum? Die Antwort liegt im Behälterdesign und der Technologie.
Testen der Theorie
Vor einigen Monaten kontaktierte uns ein Kunde und bat unsere Ingenieure, den CSafe RKN anhand spezifischer Parameter zu testen und die Batterieleistung zu dokumentieren. Wir stimmten dem natürlich zu und führten den Test in unserem ISTA-zertifizierten Prüflabor durch.
Das Team belud einen CSafe RKN-Frachtraum mit einer vorkonditionierten Nutzlast von 60 kg Wasserflaschen und konfigurierte den Container so, dass die Nutzlasttemperatur bei +20 °C gehalten wurde. Die Temperatur in der Testkammer wurde auf konstant -5 °C eingestellt und die Batterieleistung überwacht. Nach Abschluss des Tests und der Dokumentation der Daten kontaktierten wir den Kunden und teilten ihm mit, dass die Batterielaufzeit unter diesen Bedingungen mehr als 98 Stunden betrug.
Sind die Ergebnisse ungewöhnlich?
Genau das haben wir den Kunden gefragt, als er von diesen Ergebnissen überrascht reagierte. Die Batterieleistung variiert je nach dem von der Nutzlast geforderten thermischen Profil. CSafe-Container haben mit anderen kundenspezifischen Kombinationen von Nutzlast- und Umgebungsprofilen eine Laufzeit von über 120 Stunden erreicht. Die Lösung, die dieser Kunde für einige seiner Transporte verwendet hatte, konnte unter den gleichen Bedingungen wie in unserem Test jedoch nur 25 bis 30 Stunden lang Strom liefern. Die Batterien in den CSafe-Containern und dieser anderen Lösung sind zwar nicht identisch, sollten aber theoretisch gleich gut funktionieren. Deshalb liefert der Unterschied in der Laufzeit wichtige Erkenntnisse zur Gesamtqualität der Container und zur Systemautonomie.
Wie Behälterdesign zu einer verbesserten Batterieleistung beiträgt
Isolierung, Temperaturmanagement und Luftzirkulation sind die wichtigsten Designmerkmale der CSafe-Container, die sich direkt auf die Systemautonomie auswirken und die Batterielebensdauer verlängern.
Isolierung
Die Isolierung eines Containers ermöglicht die passive Nutzung von Energie zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur und reduziert so die Belastung der Batterie. Die Vakuum-Isolierplatten-Isolierung (VIP) bietet eine zehnmal höhere Wärmeeffizienz als herkömmliche Schaumisolierung. CSafe-Container verwenden die hochwertigsten verfügbaren VIPs und bieten die längste Haltbarkeit der Branche – bis zu sechsmal besser als der Industriestandard. Die VIPs in CSafe-Containern gewährleisten den besten Betrieb bei maximaler und minimaler Umgebungstemperatur ohne Einschränkungen, wodurch die Auswirkungen auf die Nutzlast weiter reduziert und die Batterielaufzeit verlängert wird.
Diese passive Überbrückungsleistung schont nicht nur die Batterielebensdauer, sondern bietet auch ausreichend Zeit, um im Falle eines Stromausfalls oder einer fehlenden Stromversorgung zu reagieren und die Nutzlast zu erhalten.
Temperaturmanagement
Dieses System in einem aktiven Container überwacht die Nutzlasttemperatur und passt Heiz- und Kühlsysteme automatisch an, um die gewünschte Temperatur zu halten. Viele Systeme überwachen dazu die Ablufttemperatur. Je häufiger das Heiz- und Kühlsystem genutzt wird, desto höher ist die Belastung der Batterie. Deshalb verwenden CSafe-Container zehn Sensoren im CSafe RAP (sechs im RKN), um die Zonen im gesamten Nutzlastraum und vor allem den Rückluftstrom zu überwachen und so die Nutzlasttemperatur präzise zu regulieren. Die zusätzliche Überwachung ermöglicht engere Temperaturtoleranzen und einen geringeren Batterieverbrauch, was die Batterielebensdauer weiter verlängert.
Luftstromsystem
Die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperatur im gesamten Container hängt von der Regulierung durch das Luftstromsystem ab. Ein Luftstromsystem kann je nach Konstruktion heiße oder kalte Zonen bilden. Diese heißen oder kalten Zonen würden das Temperaturmanagementsystem zu einer Überkompensation zwingen, was zusätzliche Batterieleistung erfordert.
CSafe-Container nutzen ein innovatives Luftzirkulationssystem, das die Nutzlast von allen Seiten mit kontrollierter, klimatisierter Luft umschließt. Dies ermöglicht eine präzise Temperaturmessung, sorgt für eine gleichmäßige Temperatur im gesamten Container und verhindert Konvektion der Umgebungstemperatur, insbesondere auf heißem Rollfeld. Durch die Vermeidung dieser heißen und kalten Zonen kann der Container die Nutzlasttemperatur besser steuern und die Batterielebensdauer verlängern.
Wartung
Obwohl die Wartung des Behälters nichts mit dem Design zu tun hat, ist sie für die Gesamtleistung der Batterie ebenso wichtig. Regelmäßige Tests der Batterien gehören zur Standardwartung des Behälters. Selbst wenn eine Batterie einen Leistungstest besteht, steigt jedoch nach einer gewissen Zeit die Wahrscheinlichkeit, dass sie vor dem nächsten Test nachlässt. Deshalb tauscht CSafe im Rahmen seines Programms zur vorbeugenden Wartung und Überholung alle drei Jahre Behälterbatterien aus.
Abschließende Gedanken
In einer Welt, die dramatische Einschränkungen, beispiellose Unsicherheit und Variabilität erlebt, ist ein längerer Batteriebetrieb wichtiger denn je. Wir wissen jetzt, dass Spediteure auf den sicheren Transport ihrer Produkte vorbereitet sein müssen, unter Berücksichtigung der Risiken einer Pandemie, großer politischer Veränderungen wie dem Brexit und lang anhaltender Handelskriege, zusätzlich zu rekordverdächtigen Hurrikansaisons und einer Vielzahl anderer Naturkatastrophen, die den Flugverkehr beeinträchtigen können.
Bei der Vorbereitung auf die bevorstehende Herausforderung, einen COVID-19-Impfstoff zu verteilen, sollte die Leistungsfähigkeit von Luftfrachtcontainerbatterien für jeden Pharmahersteller oberste Priorität haben – unabhängig davon, ob es sich bei dem Produkt im Container um einen COVID-19-Impfstoff handelt oder nicht. Alle Medikamente müssen weiterhin weltweit transportiert werden, und bis zum Ende der Pandemie werden sich die aktuellen Transportherausforderungen kaum verringern.