Condition Monitoring im Lager und beim Transport

Es existieren viele empfindliche Waren deren Zustand ständig in Echtzeit von Unternehmen überwacht werden muss. Beispielsweise reagieren manche Produkte und Bestände in der Lebensmittel- und Pharmabranche hoch empfindlich auf starke Luftfeuchtigkeit und hohe (aber auch zu tiefe) Temperaturen. Daher muss der Bestand dieser Artikel mit einer entsprechenden Technologie auf gleichbleibende Temperaturen und Luftfeuchtigkeit hin kontrolliert werden. Der in der Luft enthaltene Wasserdampf kann die Waren stark schädigen und sie zum Verderben bringen. Letztendlich liegt Unternehmen natürlich viel daran unnötige Kosten zu vermeiden, die Lieferfähigkeit aufrecht zu erhalten und eine hohe Kundenzufriedenheit zu erzielen. 

Die Luftfeuchtigkeit ist als Anteil des Wasserdampfes in der Luft definiert. Daher werden beispielsweise Regen- und Nebeltröpfchen, bzw. Eis nicht dazu gezählt. Ein gegebenes Luftvolumen kann abhängig von Temperatur und Druck nur eine bestimmte Menge Wasserdampf enthalten. Mit steigender Temperatur kann die Luft mehr Wasserdampf bzw. Feuchtigkeit aufnehmen. Die absolute Luftfeuchtigkeit ist die in einem bestimmten Luftvolumen enthaltene Wasserdampfmasse. Unter relativer Luftfeuchtigkeit versteht man den Prozentsatz der tatsächlichen Feuchtigkeit geteilt durch die Menge an Feuchtigkeit, die die Luft bei einer gegebenen Temperatur maximal halten kann. 

Die Luftfeuchtigkeit und Temperatur im Lager haben eine Vielzahl von Auswirkungen auf die Waren, den Bestand und auch die Lagertechnik in Unternehmen. Die Luftfeuchte spielt zum Beispiel eine große Rolle bei der Steuerung der Genussreife von gelagertem Obst. Eine hohe Luftfeuchtigkeit und Temperatur bzw. kondensierender Wasserdampf (Tau) kann Korrosion an Metallen verursachen. Hier sind insbesondere die Lagertechnik bzw. die Regalsysteme gefährdet. Natürlich sind auch für Wasserdampf und Feuchtigkeit empfindliche Güter davon betroffen. Dies sind nicht nur korrosionsempfindliche Waren aus Metall, sondern auch Artikel wie bestimmte Lebensmittel und Pharmazeutika, Chemikalien, Bücher, elektronische Baugruppen, etc., die die Einhaltung einer bestimmten Luftfeuchtigkeit erfordern. Auch in anderen Gebäuden wie zum Beispiel Museen, Archiven und Laboren kann eine hohe Luftfeuchte und Temperatur bzw. kondensierender Wasserdampf großen Schaden am Bestand anrichten. Daher müssen auch hier Luftfeuchtigkeit und Temperatur am besten in Echtzeit durch Sensoren kontrolliert werden. Beim Transport von Waren beispielsweise in Containern, Kisten und Kunststoffbeuteln kann Wasserdampf kondensieren - insbesondere, wenn Waren aus wärmeren Regionen, wie den Tropen, in kältere Gebiete importiert werden. Auch hier müssen Parameter wie die Luftfeuchtigkeit durch Sensoren in den Ladungsträgern oder an den Artikeln selbst überwacht werden. Zudem werden hygroskopische Trockenmittel wie Kieselgel und Silikagel in den Ladungsträgern und Beuteln verwendet, die den Wasserdampf und Feuchtigkeit aufnehmen sollen. Eventuell müssen für Luftfeuchte empfindliche Waren wie Elektronik und Computer erst temperiert werden, damit an ihnen kein Wasserdampf kondensiert. 

Bestimmte Güter wie Lebensmittel und Pharmaprodukte müssen gekühlt befördert und gelagert werden. Dabei existieren kühlpflichtige und kühlkettenpflichtige Transporte und eine sog. passive und aktive Kühlkette. Beispielsweise ist bei kühlkettenpflichtigen Arzneien eine durchgehende Kühlung sowie eine durchgehende Temperaturüberwachung und -aufzeichnung in Echtzeit mittels Datenlogger beim Transport und im Lager notwendig (aktive Kühlkette bzw. aktive Kühlbox) (1, 2). Beispiele für kühlkettenpflichtige Medikamente sind Impfstoffe gegen Masern, Mumps und Röteln oder Gelbfieber. Die passive Kühlung (passive Kühlkette) z. B. in einem Isolierbehälter (passive Kühlbox) wird meist nur als Zwischenstufe zwischen der aktiven Kühlung von Unternehmen eingesetzt – wie beispielsweise bei Transporten mithilfe einer passiven Kühlbox zwischen Großhändler und Apotheken. 

Auch für manche Lebensmittel wie tiefgefrorenes Fleisch muss eine aktive Kühlkette im Lager und beim Transport eingehalten werden (3, 4). Dabei unterliegen die Waren bzw. der Lagerbestand einer durchgehenden Kühlung, Temperaturüberwachung und -aufzeichnung in Echtzeit. Die entsprechenden Fahrzeuge und Boxen sowie Lager sind mit aktiver Kühltechnik bestückt. Bei der sog. passiven Kühlkette mit passiver Kühltechnik wie Isolierboxen ist eine Kontrolle der Temperatur und Feuchtigkeit nicht zwangsläufig vorgeschrieben. 

Ein erprobtes und verlässliches System zur Temperaturüberwachung und Überwachung anderer Parameter des Lagerbestands besteht aus SmartHub, Beacon (Datenlogger) und Cloudsoftware. 

Ein Datenlogger (Data Logger) ist ein prozessorgesteuertes Messgerät, das in einem bestimmten Rhythmus und über einen bestimmten Zeitraum Daten aufzeichnet und auf ein Speichermedium ablegt. Datenlogger werden z. B. in verschiedensten Bereichen der Pharma- und Lebensmittelbranche und Pharma- bzw. Lebensmittellogistik eingesetzt. Der Datenlogger besitzt zur Datenaufzeichnung einen oder mehrere Sensoren, Schnittstellen sowie einen Speicher-Chip bzw. ein Speicher-Medium. Über ein Handy via Bluetooth werden die Messwerte wie Temperatur, Feuchte, etc. aus dem Speicher ausgelesen und angezeigt und auch graphisch dargestellt. Die via Datenlogger aufgenommenen Messwerte werden so dokumentiert, analysiert und auch verifiziert. Temperatur-Datenlogger werden in Kombination mit dem SmartHub als Gateway zur Temperaturüberwachung und Überwachung der Feuchte in Echtzeit beispielsweise in einer Kühlkette eingesetzt. 

. Die Anzahl der Messpunkte für die gewünschten Parameter, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Bestands, muss groß genug und repräsentativ sein (5). Dabei fungiert das SmartHub mit Magnethalterung als Gateway für die Beacons (Datenlogger) in die Cloud. Die Beacons werden an strategischen Stellen im Lager, wie den nächstgelegenen und am weitesten entfernten Stellen zwischen der Klimaanlage und den Regalen, angebracht. Die im Lager verteilten SmartHubs lesen die Luftfeuchtigkeits- und Temperaturdaten der umliegenden Beacons in Echtzeit aus und übermitteln diese durch eine integrierte SIM-Karte eigenständig und infrastrukturunabhängig (WLAN, IT) an die Cloud. Für große Lagerhallen und Lagerbestände existiert eine Bluetooth 5.0 Long Range Integration. Die Daten sind verschlüsselt und können von autorisierten Mitarbeitern überall in der Welt ausgelesen werden. Selbst bei Stromausfall übertragen die SmartHubs mit eingebautem Akku die Daten bis zu 40 Tage ununterbrochen. Bei Abweichungen der Luftfeuchtigkeits- und Temperaturdaten des Lagerbestands warnt das System über SMS oder E-Mail und entsprechende Schritte könne im Unternehmen eingeleitet werden. Die Alarme, Protokolle, Uploads & Archive werden zudem automatisch via Webbrowser gesendet. 

Der SmartHub ist ein intelligentes Gateway und eine Lösung zum Condition Monitoring im Lager oder der Waren in der Supply Chain in Echtzeit, die die eigene Lieferkette mit einer Cloud verbindet. Er bietet ein Höchstmaß an Transparenz in der Lieferkette in Bezug auf Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Erschütterungen, Bewegung, Zugang und Geoposition und kann durch mehrere Sensoren (Beacons) erweitert werden. Als Smartlock-Version kann der SmartHub auch als digitales Siegel und Schloss an Containern und Boxen eingesetzt werden und bietet eine vollständige Zugangskontrolle in Echtzeit. 

Literatur:

1 Bito Whitepaper Transport und Temperaturüberwachung von Pharmaprodukten 

2 Bito Whitepaper Logistik in der Pharmaindustrie, Link 

3 Bito Fachwissen, Trends in der temperaturgeführten Lebensmittellogistik, Link 

4 Bito Fachwissen, Effiziente Kühllager und Kühllogistik, Link 

5 Condition Monitoring im Warehouse, Link