Leistung von Container-Trockenmitteln: Ergebnisse aus der Klimakammer im Vergleich zu realen Containerbedingungen

Klimakammerdaten werden seit Langem als Maßstab für den Vergleich von Trockenmitteln verwendet. Diese kontrollierten Bedingungen bilden jedoch nicht die komplexe und sich ständig verändernde Umgebung ab, der Waren in einem realen Versandcontainer ausgesetzt sind.

Im Inneren eines Containers erwärmt sich die Luft tagsüber und dehnt sich aus, nachts kühlt sie ab und zieht sich zusammen. Dadurch kann wiederholt feuchte Luft durch Türdichtungen und Lüftungsöffnungen eindringen. Fracht und Verpackungsmaterialien geben bei steigenden Temperaturen Feuchtigkeit ab, während sich die Stahlwände bei sinkenden Außentemperaturen rasch abkühlen. Da Absorptionswerte aus Klimakammern nur zeigen, was unter konstanten Bedingungen geschieht, spiegeln sie nicht die tatsächliche Umgebung wider, der containerisierte Waren ausgesetzt sind.

Warum Absorptionsergebnisse aus Klimakammern die realen Transportbedingungen nicht widerspiegeln

Messungen in Klimakammern arbeiten in der Regel mit festen Temperatur- und Feuchtigkeitswerten. Viele Trockenmittel erreichen ihre höchsten gemessenen Absorptionswerte bei etwa 95 % relativer Luftfeuchtigkeit und 35 bis 40 ºC. Diese Einstellungen sind ideal, um sehr hohe Absorptionswerte zu erzeugen, die je nach Prüfverfahren manchmal im Bereich von 400 bis 600 % angegeben werden. Für den Schutz von Waren sind sie jedoch nicht ideal, da reale Transporte nur selten konstant feuchte Bedingungen aufweisen.

Darüber hinaus unterscheiden sich Klimakammern hinsichtlich Prüfdauer, Luftströmung, Feuchtigkeitsstufen und Ergebnisdarstellung, wodurch herstellerübergreifende Vergleiche für die Dimensionierung unzuverlässig werden.

Was während des Transports tatsächlich in einem Container geschieht

Tägliche und routenspezifische Temperaturschwankungen

Vor dem Beladen und nach dem Entladen können Container täglichen Temperaturzyklen von bis zu etwa 30 ºC ausgesetzt sein, wobei typische Schwankungen an Land bei rund 22 ºC liegen. Auf See verändern sich die Temperaturen allmählicher, dennoch ändern sich die Bedingungen weiterhin, wenn Schiffe verschiedene Klimazonen durchqueren. Extreme Messwerte auf Routen wie Japan–Memphis haben Höchstwerte von etwa 57 ºC und Tiefstwerte von rund minus 29 ºC erreicht.

Feuchtigkeitsspitzen und Kondensationszyklen

Die Luftfeuchtigkeit im Container kann bei schneller Abkühlung über 90 % relative Luftfeuchtigkeit steigen. Wenn sich die Luft erwärmt, verdunstet Feuchtigkeit aus Paletten, Verpackungen und hygroskopischer Fracht. Kühlt die Luft wieder ab, sinkt ihre Fähigkeit, Feuchtigkeit zu speichern, und auf kälteren Oberflächen bildet sich Kondenswasser. Stahl kühlt sich durch den Kontakt mit der Außenluft schnell ab, und manche Güter können schneller abkühlen als die umgebende Luft, wodurch lokale Kondensationszonen entstehen.

Feuchtigkeit aus Fracht, Paletten und Verpackungen

Holzpaletten enthalten typischerweise etwa 15 bis 20 % Feuchtigkeit, in Extremfällen auch mehr, und geben diese Feuchtigkeit bei steigenden Temperaturen ab. Karton und andere organische Verpackungsmaterialien verhalten sich ähnlich und wirken als Feuchtigkeitsspeicher. Dieses Verhalten hängt von den Umgebungsbedingungen ab und kann in Klimakammern mit konstanten Bedingungen nicht nachgebildet werden.

Containeratmung und kontinuierlicher Feuchtigkeitseintrag

Wenn sich Container tagsüber erwärmen, dehnt sich die Luft im Inneren aus und strömt durch Lüftungsöffnungen und Türdichtungen nach außen. Bei nächtlicher Abkühlung zieht sich die Luft zusammen und saugt feuchte Außenluft in den Container. Dieser tägliche Atemzyklus erhöht die gesamte Feuchtigkeitsbelastung im Laufe der Zeit erheblich.

In ihrer Gesamtheit erzeugen diese Einflüsse ein Mikroklima, das sich von Stunde zu Stunde verändert. Ein Trockenmittel, das ausschließlich auf Basis von Klimakammerwerten ausgewählt wird, bildet daher die tatsächlichen Bedingungen im Container während einer längeren Seereise nicht ab.

Warum sich herkömmliche Trockenmittelmaterialien unter realen Bedingungen anders verhalten

Ton und Silikagel sind adsorptive Materialien, die Feuchtigkeit an ihren inneren Oberflächen festhalten. Unabhängige Zusammenfassungen zeigen, dass Silikagel typischerweise etwa 15 bis 25 % seines Trockengewichts adsorbiert, während Ton in einem ähnlichen Bereich liegt. Da diese Materialien Feuchtigkeit nicht chemisch binden, sättigen sie sich unter schwankend hoher Luftfeuchtigkeit und kontinuierlichem Feuchtigkeitseintrag durch die Containeratmung schnell, und ihre Wirksamkeit nimmt mit steigender relativer Luftfeuchtigkeit ab.

Warum sich Calciumchlorid in realen Transportumgebungen anders verhält

Calciumchlorid entzieht Feuchtigkeit durch einen chemischen Prozess, bei dem Wasserdampf in eine stabile Salzlösung umgewandelt wird. Dadurch wird eine hohe und anhaltende Aufnahmekapazität über lange Zeiträume ermöglicht. Peer-Review-Studien bestätigen ein starkes Sorptionsverhalten über breite Feuchtigkeits- und Temperaturbereiche, die den realen Bedingungen im Feld entsprechen. Auch die Reinheit ist wichtig: Hochreines Calciumchlorid mit etwa 94 % oder mehr unterstützt eine stärkere und länger anhaltende Leistung als niedrigere Reinheitsgrade, die in einigen Produkten verwendet werden.

Trotz dieser Vorteile hängt die korrekte Dimensionierung weiterhin von der tatsächlichen Feuchtigkeitsbelastung der jeweiligen Sendung ab, was reale Daten statt Annahmen aus Klimakammern erfordert.

AbsorTest: die Brücke zwischen Klimakammerergebnissen und realer Containerleistung

Da Container wechselnden Temperatur-, Feuchtigkeits- und Luftaustauschbedingungen ausgesetzt sind, sind Daten aus realen Transporten für die korrekte Dimensionierung unerlässlich.

AbsorTest misst während realer Transporte mit dem AbsorTrack-Datenlogger Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Taupunkt, Erschütterungen, Licht und Standort und erstellt anschließend einen Bericht über die gesamte Absorption sowie das Umgebungsprofil, damit Dimensionierung und Platzierung optimiert werden können. Der Einsatz realer Daten hilft, sowohl Unterdimensionierung als auch Überdimensionierung zu vermeiden, und unterstützt Nachhaltigkeits- und Regulierungsziele, einschließlich der EU-Verordnung über Verpackungen und Verpackungsabfälle, PPWR.