Kühlkette

Eine Kühlkette ist eine Lieferkette , die Kühlung nutzt , um verderbliche Güter wie Arzneimittel, Obst und Gemüse oder andere temperaturempfindliche Waren zu erhalten. ^{[ 1 ]} Zu den üblicherweise in Kühlketten transportierten Gütern, die auch als Kühlgut bezeichnet werden, ^{[ 2 ]} gehören frische landwirtschaftliche Erzeugnisse , ^{[ 3 ]} Meeresfrüchte, Tiefkühlkost , Fotofilme , Chemikalien und Arzneimittel . ^{[ 4 ]} Ziel einer Kühlkette ist es, die Unversehrtheit und Qualität von Gütern wie Arzneimitteln oder verderblichen Waren von der Produktion bis zum Verbrauch zu gewährleisten. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Eine einwandfrei funktionierende, lückenlose Kühlkette erfordert eine ununterbrochene Abfolge von gekühlten Produktions-, Lager- und Vertriebsaktivitäten sowie die dazugehörige Ausrüstung und Logistik des Fuhrparkmanagements . Diese gewährleisten die Einhaltung des gewünschten niedrigen Temperaturintervalls, um die Sicherheit und Qualität verderblicher oder empfindlicher Produkte zu gewährleisten. Im Gegensatz zu anderen Waren sind Kühlkettengüter verderblich und befinden sich stets auf dem Weg zum Endverbraucher oder Bestimmungsort. Insbesondere eine adäquate Kühllagerung ist entscheidend, um Lebensmittelverluste und -verschwendung zu vermeiden . ^{[ 8 ]}

Die mobile Kühlung mit Eis aus dem Eishandel begann Mitte des 19. Jahrhunderts mit Kühlschiffen und Kühlwagen ( Eisboxen auf Rädern). ^{[ 9 ]} Der Begriff „Kühlkette“ wurde erstmals 1908 verwendet. Das erste effiziente Kühlhaus in Großbritannien wurde 1882 in den St. Katharine Docks eröffnet . ^{[ 10 ]} Es bot Platz für 59.000 Tierkörper, und bis 1911 erreichte die Kühlkapazität in London 2,84 Millionen Tierkörper. ^{[ 10 ]} Um 1930 waren etwa tausend Kühlcontainer für Fleisch im Einsatz, die zwischen Straße und Schiene umgerüstet werden konnten. ^{[ 10 ]}

Die mobile mechanische Kühlung wurde von Frederick McKinley Jones erfunden, der zusammen mit dem Unternehmer Joseph A. „Joe“ Numero die Firma Thermo King gründete . 1938 verkaufte Numero sein Unternehmen Cinema Supplies Inc., einen Hersteller von Filmtonanlagen, an RCA , um gemeinsam mit seinem Ingenieur Jones die US Thermo Control Company (später Thermo King Corporation ) zu gründen. Jones entwarf ein tragbares Luftkühlgerät für Lastwagen mit verderblichen Lebensmitteln ^{[ 11 ]} , für das sie am 12. Juli 1940 ein Patent erhielten ^{[ 12 ]} . Dies geschah nach einer Herausforderung im Golfspiel 1937, bei der sich Numeros Geschäftspartner, Harry Werner (Präsident der Werner Transportation Co.) und Al Fineberg (Präsident der United States Air Conditioning Co.), um die Erfindung eines Kühllastwagens bemühten ^{[ 13 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 14 ].}

Diese Technologie wird seit den 1950er Jahren häufig eingesetzt, damals vorwiegend zur Konservierung von tierischen Zellen oder Gewebe. Mit medizinischen Durchbrüchen, beispielsweise in der Krebstherapie, ist der Bedarf an Kühlkettensystemen gestiegen. Die COVID-19-Pandemie und die damit verbundenen Impfungen haben diesen Bedarf massiv erhöht. ^{[ 15 ]}

Kühlketten sind in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sowie bei einigen Chemikalientransporten üblich. Ein gängiger Temperaturbereich für Kühlketten in der Pharmaindustrie liegt zwischen 2 und 8 °C (36 bis 46 °F), wobei die spezifischen Temperatur- (und Zeit-) Toleranzen vom jeweiligen Transportprodukt abhängen. ^{[ 16 ]}

Unique to fresh produce cargoes, the cold chain requires to additionally maintain product specific environment parameters^[3] which include air quality levels (carbon dioxide, oxygen, humidity and others).

The cold chain is used in the supply of vaccines to distant clinics in hot climates served by poorly developed transport networks. Disruption of a cold chain due to war or logistical challenges may produce severe consequences, as distributed vaccines can become inert due to a lack of temperature control during transport.^[17] The integrity of the vaccine cold chain is therefore a critical public health concern.^[18]

For vaccines, there are different types of cold chains. There is an ultralow, or deep freeze, cold chain for vaccines that require -70 degrees C, such as the Ebola and Pfizer–BioNTech COVID-19 vaccines, and some animal vaccines. Next the frozen chain requires -20 degrees C. Varicella and zoster vaccinations require this level. Then the refrigerated chain, which requires temperatures between two and eight degrees C. Most flu vaccinations only require refrigeration.^[19]

In 2020, during the COVID-19 pandemic, vaccines being developed may need ultracold storage and transportation temperatures as cold as −70 °C (−94 °F), requiring what has been referred to as a "colder chain" infrastructure.^[20] This creates some issues of distribution for the Pfizer vaccine. It is estimated that only 25 to 30 countries in the world have the infrastructure for the required ultracold cold chain.^[19]

The integrity of a modern cold chain is maintained by a suite of interconnected technologies that provide real-time monitoring, data logging, and operational control. These systems are a key part of Fleet digitalization and are essential for ensuring product safety, regulatory compliance, and operational efficiency. The development of advanced frameworks for temperature monitoring, leveraging IoT platforms, has become a key area of innovation in logistics.^[21]

Kühl-Lkw, -Waggons und -Container sind in der Regel mit modernen Flottentelematiksystemen ausgestattet . Eine im Fahrzeug oder Container installierte Telematik-Steuereinheit dient als zentrale Datenerfassungsstelle. Im Gegensatz zu Standardsystemen kommunizieren diese Einheiten oft direkt mit dem Mikroprozessor der Kühlanlage und ermöglichen so eine bidirektionale Kommunikation. Dadurch können Disponenten und Flottenmanager nicht nur Daten empfangen, sondern auch Einstellungen wie den Temperatursollwert fernsteuern.

Die in Echtzeit übermittelten speziellen Telemetriedaten sind für die Überwachung der Kühlkette unerlässlich. Dazu gehören:

• Fahrzeugstandortdaten : GPS-Tracking in Echtzeitfür die kontinuierliche Überwachung des Standorts des Fahrzeugs.
• Temperaturüberwachung : Daten von mehreren Sensoren im Inneren des Anhängers oder Containers, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten.
• Status der Kühlanlage : Wichtige Betriebsdaten wie der Sollwert der Temperatur, die Rücklufttemperatur, der Betriebsmodus (z. B. kontinuierlich vs. Start/Stopp) und alle aktiven Alarmcodes der Kühlanlage.
• Türsensoren : Alarme, die beim Öffnen oder Schließen der Frachttüren ausgelöst werden und so zur Überwachung der Sicherheit und zur Vermeidung unnötiger Temperaturschwankungen beitragen.

Die kontinuierliche Datenerfassung ist für die Validierung und die Einhaltung von Vorschriften unerlässlich. Dies geschieht mithilfe von eigenständigen Temperaturdatenloggern , RFID- Tags zur Temperaturaufzeichnung oder, am häufigsten, über das integrierte Telematiksystem. Dadurch entsteht eine lückenlose digitale Aufzeichnung des Temperaturverlaufs einer Sendung vom Ursprung bis zum Zielort, die den Kern eines modernen Track-and-Trace -Systems bildet. ^{[ 22 ]} Dieser nachvollziehbare Prüfpfad ist entscheidend für die Einhaltung regulatorischer Standards wie HACCP und Good Distribution Practice (GDP) sowie für die genaue Bestimmung der verbleibenden Haltbarkeit eines Produkts. ^{[ 23 ]}

Moderne Routenplanungssoftware optimiert Routen nicht nur hinsichtlich Zeit- und Kraftstoffeffizienz, sondern minimiert auch Risiken für temperaturempfindliche Güter. Dazu gehört beispielsweise das Vermeiden von Gebieten mit hohen Umgebungstemperaturen oder bekanntem Verkehrsaufkommen, das Kühlaggregate überlasten könnte. Zusätzlich werden Fahrerbewertungssysteme eingesetzt, um das Fahrverhalten zu überwachen. Eine vorausschauende Fahrweise mit sanftem Beschleunigen und Bremsen ist wichtig, um ein Verrutschen der Ladung und Beschädigungen empfindlicher Produkte wie Frischwaren oder Arzneimittel zu verhindern.

Für hochwertige Güter bieten Videotelematiksysteme mit Innen- und Außenkameras eine zusätzliche Überwachungsebene. Diese Technologie kann genutzt werden, um die Einhaltung der korrekten Be- und Entladeprotokolle zu überprüfen und so die Zeit, in der die Laderaumtüren geöffnet sind, zu minimieren. Sie erhöht zudem die Sicherheit, was in Kombination mit GPS-Ortung ein entscheidender Faktor für die Wiederbeschaffung gestohlener Fahrzeuge und wertvoller Sendungen wie beispielsweise Arzneimittel ist.

 Dieser Artikel enthält Text aus einem frei verfügbaren Werk. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 ( Lizenzerklärung/Genehmigung ). Text entnommen aus: Der Bericht „ Die Lage der Ernährung und Landwirtschaft 2019. Fortschritte bei der Reduzierung von Lebensmittelverlusten und -verschwendung, kurz gefasst“ , S. 24, FAO, FAO.