DE102017000622A1

DE102017000622A1 - Verfahren zum Präparieren eines Transportbehälters

Info

Publication number: DE102017000622A1
Application number: DE102017000622.9A
Authority: DE
Inventors: Fabian Eschenbach; Joachim Kuhn; Thomas Taraschewski
Original assignee: Va Q Tec AG
Current assignee: Va Q Tec AG
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-26
Also published as: WO2018137897A1; EP3574272A1; US20190383544A1; US11204195B2; DE102017000622B4

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Präparieren eines Transportbehälters der einen Aufnahmeraum für zu transportierendes Transportgut hat, der durch eine äußere Wärmeisolation isoliert ist. Der Aufnahmeraum wird an einem Bestückungsort mit für eine Soll-Wärmekapazität notwendigen, vorkonditionierten Haupt-Latentwärmespeicherelementen bestückt. Zusätzlich zu den vorkonditionierten Haupt-Latentwärmespeicherelementen wird der Aufnahmeraum jedoch auch mit weiteren auf eine bestimmte Temperatur vorkonditionierten Wärmeenergiespeicherelementen, den Zusatz-Energiespeicherelementen, bestückt. Dadurch kann erreicht werden, dass eine längere Überführungs-Zeitspanne nach dem Bestücken und vor dem Befüllen des Aufnahmeraumes mit dem Transportgut überbrückt werden kann, so dass für den Transport des Transportgutes ab dem Zeitpunkt der Befüllung jeweils die volle Soll-Zeitspanne in dem gewünschten Soll-Temperaturbereich zur Verfügung steht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Präparieren eines Transportbehälters, mit dem temperaturempfindliches Transportgut bei einer in einem vorgegebenen Soll-Temperaturbereich liegenden Temperatur transportiert werden kann. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Transportbehälter der in Rede stehenden Art werden für besondere Transportzwecke eingesetzt, bei denen das Transportgut während des Transports unbedingt in einem bestimmten Temperaturbereich, dem Soll-Temperaturbereich, gehalten werden muss. Dazu hat ein solcher Transportbehälter einen allseits sehr gut isolierten Aufnahmeraum. Derartige Anforderungen an Transportbehälter gelten beispielsweise für den Transport von temperatursensiblen Gütern wie Pharmazeutika, biotechnologische Produkte, Transplantationsgüter oder Blutkonserven. In diesem Anwendungsfeld beträgt die optimale, unbedingt einzuhaltende Transport- und Lagertemperatur beispielsweise 2 °C bis 8 °C. Häufig sind die Produkte überhaupt nur in einem engen Temperaturbereich stabil. Diese Produkte müssen daher in diesem Temperaturbereich transportiert und gelagert werden. Häufig dürfen solche hinsichtlich der Transporttemperatur sehr sensiblen Produkte zudem auf keinen Fall einfrieren. Temperaturen unter 0 °C müssen dann sicher vermieden werden. Es geht somit um eine sichere Erreichung und Einhaltung der Zieltemperatur mit einer vergleichsweise geringen Abweichung. Der Bereich, in dem sich die Zieltemperatur befindet, wird vorliegend als Soll-Temperaturbereich bezeichnet.
Um den Aufnahmeraum des Transportbehälters über die gewünschte Zeitspanne, die Soll-Zeitspanne, hinweg in dem Soll-Temperaturbereich zu halten, befinden sich während des Transportes von Transportgut im Aufnahmeraum Latentwärmespeicherelemente, die auf eine bestimmte Temperatur, die Soll-Temperatur, vorkonditioniert worden sind. Diese Temperatur halten Latentwärmespeicherelemente während des Phasenübergangs mit geringer Abweichung ein. Der Wert der jeweiligen Soll-Temperatur ergibt sich aus dem verwendeten Latentwärmespeichermaterial des Latentwärmespeicherelementes. Im Einzelnen wird hierzu auf den erläuterten Stand der Technik der WO 2014/094995 A2 verwiesen.
Wenn vorliegend der Plural „Latentwärmespeicherelemente“ verwendet wird, so liegt das daran, dass in der überwiegenden Mehrzahl von Einsatzfällen in dem Aufnahmeraum eines Transportbehälters tatsächlich mehrere Haupt-Latentwärmespeicherelemente, meist mindestens zwei Haupt-Latentwärmespeicherelemente, eingesetzt werden. Im patentrechtlichen Sinne soll das Plural „Latentwärmespeicherelemente“ allerdings auch das Singular „Latentwärmespeicherelement“ einschließen. Die Erfindung ist natürlich auch dann relevant, wenn sich ausnahmsweise im Aufnahmeraum des Transportbehälters nur genau ein Haupt-Latentwärmespeicherelement befinden sollte.
Die Wärmeisolation für den Aufnahmeraum kann auf alle üblichen Arten erfolgen. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von Vakuumisolationspaneelen als Bestandteil der Wärmeisolation. Auch insoweit wird auf den eingangs erläuterten, Stand der Technik der WO 2014/094995 A2 verwiesen, ebenso aber auch auf die WO 2004/104498 A2 . Für Vakuumisolationspaneele speziell wird auch auf die DE 100 58 566 C2 verwiesen, die auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zurückgeht.
Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird der Transportbehälter dadurch präpariert, dass der Aufnahmeraum mit den für die Soll-Wärmekapazität notwendigen, bereits vorkonditionierten Haupt-Latentwärmespeicherelementen bestückt wird. Damit ist gewährleistet, dass die Temperatur im Aufnahmeraum schnell in den Soll-Temperaturbereich gelangt. Dieses Bestücken wird an einem bestimmten Ort durchgeführt, dem Bestückungsort.
Nach dem Bestücken ist der Transportbehälter bereit, um ein Transportgut im Aufnahmeraum aufzunehmen. Das Befüllen des Aufnahmeraums des Transportbehälters mit Transportgut geschieht ebenso an einem bestimmten Ort, dem Befüllungsort. Der Befüllungsort kann derselbe Ort sein wie der Bestückungsort, häufig ist der Befüllungsort aber räumlich entfernt vom Bestückungsort angesiedelt. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn das Präparieren des Transportbehälters am Bestückungsort beim Lieferanten des Transportbehälters stattfindet, während das Befüllen des Aufnahmeraums des Transportbehälters mit dem relevanten Transportgut beim Kunden des Lieferanten stattfindet, beispielsweise also bei dem Pharmazieunternehmen, das im eigenen Hause die empfindlichen Pharmazeutika in den Aufnahmeraum des Transportbehälters einfüllt.
Jedenfalls ist es so, dass das Bestücken des Aufnahmeraums mit den Haupt-Latentwärmespeicherelementen um eine erhebliche Zeitspanne vor dem Befüllen des Aufnahmeraums mit dem Transportgut liegt.
Aus dem zuvor geschilderten Ablauf ergibt sich die Schwierigkeit, dass man bereits bei Auswahl von Art und Anzahl der Haupt-Latentwärmespeicherelemente neben der eigentlich vorgesehenen Soll-Zeitspanne noch eine weitere Zeitspanne berücksichtigen muss, die für den eigentlichen Transport des Transportgutes im Transportbehälter verloren ist, nämlich die Zeitspanne zwischen dem Bestücken des Aufnahmeraums und dem Befüllen des Aufnahmeraums, hier Überführungs-Zeitspanne genannt.
Wird beispielsweise ein Transportbehälter mit einer Soll-Zeitspanne von 96 h eingesetzt, so hat ein solcher Transportbehälter vom Hersteller aus natürlich bereits einen Sicherheitspuffer, so dass sichergestellt ist, dass auch unter ungünstigen Randbedingungen die Soll-Zeitspanne eingehalten wird. In diesem Beispielsfall wäre die sicher eingehaltene Soll-Zeitspanne 96 h, also vier komplette Tage, mit einer zusätzlichen Sicherheitsmarge von z.B. 4 h.
Muss man damit rechnen, dass die Überführungs-Zeitspanne größer ist, so kann man nicht mehr sicher sein, dass während des Transportes mit dem Transportbehälter das Transportgut wirklich bis zum Ende im Soll-Temperaturbereich transportiert wird. Folglich wird im Stand der Technik vom Hersteller bzw. Lieferanten genau vorgegeben, bis wann ein Transportbehälter nach dem Bestücken des Aufnahmeraums befüllt werden muss. Diese exakte Vorgabe wird manchmal als einschränkend empfunden, so dass der Lehre der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, das bekannte Verfahren zum Präparieren eines Transportbehälters in Hinsicht auf eine größere Flexibilität bei der Überführungs-Zeitspanne zu verbessern.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Präparieren eines Transportbehälters mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß werden zusätzlich zu den für den fachgerechten Transport des Transportgutes im Aufnahmeraum bestimmten und hinsichtlich der notwendigen Wärmekapazität vorberechneten Haupt-Latentwärmespeicherelemente am Bestückungsort Zusatz-Energiespeicherelemente in den Aufnahmeraum eingebracht. Je nach der erwarteten Überführungs-Zeitspanne wird die durch die Zusatz-Energiespeicherelemente hinzugefügte Wärmekapazität, die Zusatz-Wärmekapazität, so eingestellt, dass ab dem Zeitpunkt der Befüllung des Aufnahmeraums mit dem Transportgut auf jeden Fall die volle Soll-Zeitspanne mit dem Soll-Temperaturbereich zur Verfügung steht.
Auch bei den Zusatz-Energiespeicherelementen schließt das sprachlich verwendete Plural patentrechtlich das Singular ein; ein einziges Zusatz-Energiespeicherelement reicht aus, um die Lehre der Erfindung zu verwirklichen. Wichtig ist, dass eine zusätzliche, nicht auf die Soll-Zeitspanne, sondern auf die Überführungs-Zeitspanne abgestimmte Zusatz-Wärmekapazität in den Aufnahmeraum des Transportbehälters eingebracht wird, durch die die Überführungs-Zeitspanne überbrückt werden kann.
Für die Zusatz-Energiespeicherelemente kann es sich empfehlen, diese auf einer niedrigeren Temperatur als der Soll-Temperatur der Haupt-Latentwärmespeicherelemente zu halten, sofern auf jeden Fall verhindert werden muss, dass der Soll-Temperaturbereich zu höheren Temperaturen hin verlassen wird. Allerdings muss man dabei auch berücksichtigen, dass die Zusatz-Solltemperatur der Zusatz-Energiespeicherelemente auch nicht zu niedrig liegen darf, um eine Unterkühlung des später einzubringenden Transportgutes zu verhindern.
Für die Zusatz-Energiespeicherelemente kommen alle Arten von Energiespeicherelementen in Frage. Wichtig ist nur eine ausreichende spezifische oder latente Wärmeenergie des Werkstoffes dieser Zusatz-Energiespeicherelemente. Es muss sich nicht zwingend um Latentwärmespeicherelemente handeln. Beispielsweise kann es sich um einen Behälter mit sehr kaltem, aber noch flüssigem Wasser, um ein günstiges, nicht gefrorenes Gel-Akkupack, um ein anderes Material mit hoher Wärmekapazität handeln. Nach bevorzugter Lehre der Erfindung ist allerdings vorgesehen, dass als Zusatz-Energiespeicherelemente ebenfalls Latentwärmespeicherelemente verwendet werden.
Als Latentwärmespeicherelemente, also sowohl als Haupt-Latentwärmespeicherelemente als auch als Zusatz-Latentwärmespeicherelemente, kommen typischerweise alle Systeme des Standes der Technik in Frage.
Liegt man bei einer Zieltemperatur (Temperatur des Phasenübergangs) von etwa 0 °C, so kann man Wasser mit unterschiedlichen Zusätzen als Latentwärmespeichermaterial einsetzen. Für eine Kältespeicherung unterhalb von 0 °C werden passend zubereitete Salzlösungen verwendet.
Im Bereich knapp oberhalb 0 °C sind andere Materialien, z.B. solche auf der Basis von Paraffinen, besser geeignet.
Im Einzelnen wird als Hintergrund verwiesen auf den Übersichtsartikel des BINE-Informationsdienstes „Themeninfo IV/02 aus dem Jahre 2002“, (Fachinformationszentrum Karlsruhe, Projektkennzeichen 0329840A-D, abrufbar bei www.bine.info, Stichwort: „Latentwärmespeicher“). Auf den Inhalt dieser Literaturstelle zum generellen Hintergrund von Latentwärmespeichermaterialien und deren Einsatzmöglichkeiten wird hiermit durch Bezugnahme verwiesen.
Ein Latentwärmespeicherelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Latentwärmespeichermaterial in einer geschlossenen, ggf. auch mit einem Druckausgleichsventil versehenen Umhüllung. Man spricht dabei auch von einem makroverkapselten PCM-Material. Die Umhüllung ist häufig aus Kunststoff. Man kennt die grundlegende Konstruktion beispielsweise von sog. Kühlakkus.
Latentwärmespeicherelemente der in Rede stehenden Art gibt es mittlerweile für eine Fülle von Zieltemperaturen, insbesondere auch von der Anmelderin (Prospekt „va-Q-tec Packaging Portfolio, January 2011“). Dort findet man Latentwärmespeicherelemente für Zieltemperaturen von 37 °C, 22 °C, 4 °C, 0 °C, -19 °C, -21 °C und -32 °C. Andere Anbieter haben vergleichbare Latentwärmespeicherelemente im Vertriebsprogramm, teilweise auch für andere Zieltemperaturen.
Insgesamt wird auch insoweit wieder auf die oben genannten Quellen zum Stand der Technik verwiesen. Interessante Details ergeben sich beispielsweise auch aus der DE 10 2012 006 743 A1 , und zwar auch hinsichtlich der zu verwendenden Wärmeisolation.
Vom Ablauf des Verfahrens her ist es zweckmäßig, wenn die Zusatz-Energiespeicherelemente am Befüllungsort vor oder bei dem Befüllen aus dem Aufnahmeraum entnommen werden. Dadurch wird die Wärmekapazität der Zusatz-Energiespeicherelemente am Befüllungsort, also vor dem Befüllen aus dem Aufnahmeraum entfernt. Damit gewährleistet man genau definierte Randbedingungen für den eigentlichen Transport des Transportgutes unter dem Einfluss der Haupt-Latentwärmespeicherelemente.
Das erfindungsgemäße Verfahren bedingt einen gewissen zusätzlichen Aufwand, der nicht in allen Fällen betrieben werden muss. Dann, wenn man mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit davon ausgehen kann, dass die Sicherheitsmarge bei der Auslegung des Transportbehälters die Überführungs-Zeitspanne einschließt, muss man den zusätzlichen Aufwand nicht betreiben. Folglich empfiehlt es sich nach bevorzugter Lehre, dass das Verfahren (nur) angewendet wird, wenn die zu erwartende Überführungs-Zeitspanne einen bestimmten Anteil der Soll-Zeitspanne überschreitet, insbesondere mehr als 10% der Soll-Zeitspanne beträgt.
Bei der eingangs erläuterten Variante mit einer Soll-Zeitspanne von 96 h (einschließlich Sicherheitsmarge ausgelegt auf 100 h) empfiehlt es sich beispielsweise, das Verfahren nur dann anzuwenden, wenn die Überführungs-Zeitspanne mindestens 6 h oder mehr beträgt. Bei einem Transportbehälter, der für eine sehr kurze Laufzeit von beispielsweise nur 24 h ausgelegt ist, wird man das erfindungsgemäße Verfahren wahrscheinlich schon bei einer Überführungs-Zeitspanne von mindestens 2 h anwenden.
Bereits zuvor ist auch unter Hinweis auf Stand der Technik darauf hingewiesen worden, dass die Wärmeisolation für den Aufnahmeraum von besonderer Bedeutung ist. Sie sollte nach bevorzugter Lehre Vakuumisolationspaneele aufweisen oder aus Vakuumisolationspaneelen bestehen.
Aber auch viele andere Isolationsmaterialien können alleine oder zusätzlich eingesetzt werden, beispielsweise Partikelschäume als expandiertem Polypropylen (EPP), expandiertem Polystyrol (EPS), aus Polyurethan (PU) oder auch alles in Verbindung mit Vakuumisolationspaneelen.
Nach weiter bevorzugter Lehre empfiehlt sich eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dergestalt, dass die Haupt-Latentwärmespeicherelemente und, so vorhanden, die Vakuumisolationspaneele am Bestückungsort auf Funktionstüchtigkeit und Einhaltung von Sollwerten geprüft werden.
Es gibt Wärmeisolationen, die außen mechanisch so dicht sind, dass sie insgesamt gleichzeitig als Außenmantel dienen können. Ansonsten ist es zweckmäßig, dass zusätzlich ein die Wärmeisolation außen umgebender Außenmantel vorgesehen ist, der ebenfalls geöffnet werden kann, um den Aufnahmeraum befüllen und entleeren zu können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2014/094995 A2 [0003, 0005]
WO 2004/104498 A2 [0005]
DE 10058566 C2 [0005]
DE 102012006743 A1 [0023]

Claims

Verfahren zum Präparieren eines Transportbehälters, wobei der Transportbehälter einen Aufnahmeraum für das zu transportierende Transportgut und eine den Aufnahmeraum allseits umgebende Wärmeisolation aufweist und wobei die Wärmeisolation geöffnet werden kann, um den Aufnahmeraum befüllen und entleeren zu können, wobei die Temperatur im Aufnahmeraum während des Transportes von Transportgut mit Hilfe von im Aufnahmeraum angeordneten, auf eine bestimmte Temperatur, die Soll-Temperatur, vorkonditionierten Latentwärmespeicherelementen, den Haupt-Latentwärmespeicherelementen, mit einer bestimmten Gesamt-Wärmekapazität, der Soll-Wärmekapazität, über eine bestimmte Zeitspanne, die Soll-Zeitspanne, hinweg in einem bestimmten Temperaturbereich, dem Soll-Temperaturbereich, gehalten wird, mit folgenden Verfahrensschritten: 1. Der Aufnahmeraum wird an einem bestimmten Ort, dem Bestückungsort, mit den für die Soll-Wärmekapazität notwendigen, vorkonditionierten Haupt-Latentwärmespeicherelementen bestückt. 2. Der mit den vorkonditionierten Haupt-Latentwärmespeicherelementen bestückte Aufnahmeraum wird an einem bestimmten Ort, dem Befüllungsort, mit Transportgut befüllt. 3. Das Bestücken des Aufnahmeraums mit den Haupt-Latentwärmespeicherelementen erfolgt um eine erhebliche Zeitspanne, die Überführungs-Zeitspanne, vor dem Befüllen des Aufnahmeraums mit dem Transportgut. gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte: 4. Am Bestückungsort wird der Aufnahmeraum zusätzlich zu den vorkonditionierten Haupt-Latentwärmespeicherelementen mit weiteren auf eine bestimmte Temperatur, die Zusatz-Soll-Temperatur, vorkonditionierten Wärmeenergiespeicherelementen, den Zusatz-Energiespeicherelementen, bestückt, deren Gesamt-Wärmekapazität, die Zusatz-Wärmekapazität, auf die Überführungs-Zeitspanne dergestalt abgestimmt ist, dass für den Transport des Transportgutes ab dem Zeitpunkt der Befüllung die volle Soll-Zeitspanne mit dem Soll-Temperaturbereich zur Verfügung steht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllungsort vom Bestückungsort räumlich entfernt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz-Energiespeicherelemente ebenfalls Latentwärmespeicherelemente verwendet werden
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz-Energiespeicherelemente Latentwärmespeicherelemente auf Basis von Wasser oder auf Basis von Trockeneis verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Energiespeicherelemente am Befüllungsort vor oder bei dem Befüllen aus dem Aufnahmeraum entnommen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren angewendet wird, wenn die zu erwartende Überführungs-Zeitspanne einen bestimmten Anteil der Soll-Zeitspanne überschreitet, insbesondere mehr als 10% der Soll-Zeitspanne beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolation Vakuumisolationspaneele aufweist oder aus Vakuumisolationspaneelen besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Latentwärmespeicherelemente und, so vorhanden, die Vakuumisolationspaneele am Bestückungsort auf Funktionstüchtigkeit und Einhaltung von Sollwerten geprüft werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein die Wärmeisolation außen umgebender Außenmantel vorgesehen ist, der ebenfalls geöffnet werden kann, um den Aufnahmeraum befüllen und entleeren zu können.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel mit der Wärmeisolation untrennbar verbunden oder einteilig mit dieser ausgeführt ist.