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Klima im Container [English version]


Um entscheiden zu können, ob ein bestimmter Container für den Transport einer Ware geeignet ist, müssen die am Transport Beteiligten ausreichende Kenntnisse über die im Container zu erwartenden Klimabedingungen besitzen. Die drei entscheidenden Einflussgrößen auf das sogenannte Kryptoklima (Kleinklima) im Container sind:

Das Außenklima
Zeichnung Einflussfaktoren

Abbildung 1
Die Ware
Der Containertyp





Das Außenklima


Die Klimaentwicklung im Container wird entscheidend von dem Außenklima beeinflusst. Dieses hängt insbesondere von dem Transportweg, der Jahres- und Tageszeit sowie vom aktuellen Wetter (Regen, Sonne etc.) ab. Aufgrund der Vielfalt der Einflussfaktoren ist es nicht eindeutig vorhersehbar, wie sich das Klima im Container während der Reise entwickeln wird. Es ist nicht ohne Einschränkung möglich, die Erfahrungen eines Transportes auf einen anderen zu übertragen, da die Transportbedingungen oft sehr unterschiedlich sind, die Kenntnis der Zusammenhänge hilft jedoch, das Risiko eines Transportes einzuschätzen.

Im folgenden werden die einzelnen Einflussgrößen auf das Klima im Container näher beschrieben:

1. Die Temperaturverhältnisse im Container:

Die im Container anzutreffenden Temperaturen sind in erster Linie vom Wärmeaustausch an den Containerwänden abhängig. Begünstigend wirken sich dabei der gute Wärmedurchgang besonders durch die Stahlwände und das relativ große Verhältnis der Containerbegrenzungsfläche zum Containervolumen aus.

Neben der Sonneneinstrahlung wirken auch die Außenlufttemperatur, der Wind und die Niederschläge auf die Temperaturen ein. Aufgrund der im Tagesverlauf stark unterschiedlichen Sonneneinstrahlung kommt es im Container ebenfalls zu erheblichen Temperaturschwankungen. Hiervon sind besonders die Luftschichten betroffen, die sich direkt unter dem Containerdach befinden, da hier die Sonneneinstrahlung am größten ist und daher auch der größte Wärmeaustausch stattfindet. Bei Niederschlag, wie z.B. Regen, kühlt das Containerdach ebenfalls schneller als beispielsweise die Seitenwände ab, und daher erkaltet auch die Innenseite des Daches am ehesten. Die Überhitzung der Luft im Container, d.h. Erwärmung über Außenlufttemperatur, kann auch unter normalen Wetterverhältnissen beträchtliche Werte annehmen. Die Schwankungen der Temperatur der im Container befindlichen Ladung ist im Gegensatz hierzu weniger stark ausgeprägt.

Die folgenden Abbildungen zeigen die Temperaturschwankungen an den verschiedenen Stellen im Container während eines Tages. Hieraus ist ersichtlich, dass bei einem Stahlcontainer mit braunem Anstrich bei Außentemperaturen von ca. 25°C die Lufttemperatur im Container bis ca. 50°C ansteigt. Bei einem Stahlcontainer mit weißem Anstrich sind die Auswirkungen der Sonneneinstrahlung nicht ganz so extrem, aber auch hier werden Lufttemperaturen von ca. 38°C erreicht. Die Abbildungen wurden vom Deutschen Wetterdienst - Seewetteramt - Hamburg zur Verfügung gestellt.

Foto Temperaturverlauf

Abbildung 2
Foto Temperaturverlauf

Abbildung 3



2. Die Feuchteverhältnisse im Container:

Die Feuchteverhältnisse im Container hängen in erster Linie von inneren Faktoren ab, d.h. im wesentlichen bestimmen die hygroskopischen Eigenschaften der Ladung und ihrer Verpackung die vorherrschenden Bedingungen. Ebenfalls eine bedeutende Rolle kann hygroskopisches Beipackmaterial, wie z.B. Kanthölzer zur Ladungssicherung, sowie der Wassergehalt der Wegerung spielen. Eindringende Außenluft bewirkt normalerweise keine negative Beeinflussung der Feuchteverhältnisse. Wegen der im Container allgemein höher liegenden Temperatur würde eindringende Luft außerdem einen Abfall der relativen Luftfeuchte bewirken.

Bei beschädigten Containern besteht die Gefahr des Eindringens von See- oder Regenwasser. Dies stellt ein erhebliches Risikopotential dar. Wird der Container bei feuchtem Wetter (Schneefall, Regen) beladen, kann weitere Feuchtigkeit in den Container gelangen.

Zwei typische Kennzahlen bezüglich der Feuchteverhältnisse der Luft stellen die absolute und relative Luftfeuchte dar.

Die absolute Luftfeuchte (f) ist die Menge Wasser, die, bezogen auf ein bestimmtes Volumen, in der Luft vorhanden ist. Begrenzt wird die absolute Luftfeuchte von der maximalen Feuchte (fmax), die jedoch je nach Lufttemperatur schwankt. Je wärmer die Luft, desto mehr Feuchtigkeit kann sie aufnehmen. Die absolute Feuchte wird in g/cm³ angegeben.

Die relative Luftfeuchte (U) errechnet sich aus dem Verhältnis der absoluten Luftfeuchte zur maximalen Feuchte. Aus den vorherigen Erläuterungen lässt sich erklären, dass die relative Luftfeuchte bei gleichbleibender absoluter Luftfeuchte und steigender Lufttemperatur sinkt. Die relative Luftfeuchte wird in % angegeben. Sie errechnet sich wie folgt:

U [%] = (f : fmax) * 100

Die Beziehungen zwischen Lufttemperatur, relativer und absoluter Luftfeuchte sind in einer sogenannten Klimatabelle festgehalten.


3. Die Taupunkttemperatur:

In Abhängigkeit von der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchte besitzt jede Luftmasse eine bestimmte Taupunkttemperatur (td). Diese Taupunkttemperatur stellt den Grenzwert für die Kondenswasserbildung dar. Wird eine Luftmasse unter ihren Taupunkt abgekühlt (z.B. durch kalte Containerwände oder andere Oberflächen), kommt es zur Kondenswasserbildung. Oberhalb des Taupunkts bildet sich kein Kondenswasser. Generell kann man sagen, daß immer dann die Gefahr der Kondenswasserbildung besteht, wenn kalte Oberflächen auf zu warme und zu feuchte Luftmassen treffen. Die entsprechenden Werte sind der Klimatabelle zu entnehmen.

Die Bedeutung des Taupunktes kann an einem alltäglichen Beispiel erklärt werden:

Bei der Entnahme einer Getränkeflasche aus dem Kühlschrank bildet sich auf deren Oberfläche oftmals schon nach kurzer Zeit Kondenswasser. Die Flasche wurde im Kühlschrank auf ca. 7°C heruntergekühlt, die relative Luftfeuchte im Raum beträgt ca. 70% bei einer Lufttemperatur von 20°C. Aus den beiden letzten Werten kann man der Klimatabelle eine Taupunkttemperatur der Luft von 14°C entnehmen. Wird die Flasche nun dieser Raumluft ausgesetzt, kühlt sich an deren Oberfläche die Raumluft sehr schnell ab. Sie unterschreitet dabei die Taupunkttemperatur der Luft von 14°C, und es kommt zur Kondenswasserbildung an der Flasche.

Zeichnung Kondenswasserbildung

Abbildung 4



4. Temperatur-Taupunkt-Differenz:

Mit der Temperatur-Taupunkt-Differenz (t - td) wird die Differenz zwischen der tatsächlichen Temperatur einer Luftmasse und ihrem Taupunkt angegeben. Anhand dieser Differenz lässt sich erkennen wie groß die Gefahr der Kondenswasserbildung ist. Je geringer die Differenz ist, desto größer ist die Gefahr der Kondenswasserbildung.


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Die Ware

Für die kryptoklimatischen Bedingungen im Container von Bedeutung ist auch die Ware, mit der der Container beladen wird, wobei sowohl die eingebrachte Masse und die Größe der für die Containerluft leicht zugänglichen Oberflächen der Ware Einfluss haben. Die hygroskopischen Waren bestimmen durch ihr Sorptionsverhalten (Hygroskopizität) weitgehend den Wasserdampfhaushalt im Container, indem sich die relative Luftfeuchte der Restluft im Container auf die jeweilige Gleichgewichtsfeuchte der Ware einstellt.

Die größten Kondenswasserquellen sind im geschlossenen Container immer die Ware, ihre Verpackung, die Holzwegerung sowie evtl. hygroskopisches Beipackmaterial. Kondenswasser kann also eigentlich nur entstehen, wenn über die oben genannten Quellen Wasser in den Container gelangt.

Zur Abgabe von Wasserdampf werden die hygroskopischen Waren durch steigende Temperaturen der Luft im Container veranlasst. Steigt bei gleichbleibender absoluter Luftfeuchte die Lufttemperatur im Container, sinkt gleichzeitig die relative Luftfeuchte (siehe Klimatabelle). Da die Ware jedoch bestrebt ist, die Gleichgewichtsfeuchte herzustellen, gibt sie Wasserdampf an die Containerluft ab. Dieser Wasserdampf kann dann z.B. an den kalten Containerwänden und -decken (durch Abkühlung in der Nacht) kondensieren. Die Kondensation an den Containerdecken ist am stärksten, so dass am Tage trotz starker Erhitzung durch Sonneneinstrahlung keine Abtrocknung erfolgt - wie das an den Containerwänden regelmäßig beobachtet werden kann - und somit die Kondenswassermenge kontinuierlich zunimmt. Folglich tropft das Wasser von der Decke ab und fällt auf die Ladung.

Wie oben schon angesprochen, spielt der Wassergehalt der Ware eine entscheidende Rolle. Es lassen sich folgende Gesetzmäßigkeiten aufstellen:

Die Temperatur-Taupunkt-Differenz ist vom Wassergehalt einer Ware abhängig.
Je geringer der Wassergehalt einer Ware, desto größer ist die Temperatur-Taupunkt-Differenz und desto geringer ist die Gefahr der Kondenswasserbildung.
Je größer der Wassergehalt einer Ware, desto geringer ist die Temperatur-Taupunkt-Differenz und desto größer ist die Gefahr der Kondenswasserbildung.

Es kommt also darauf an, dass die Ware möglichst trocken verladen wird, um die Gefahr der Kondenswasserbildung zu minimieren.


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Der Containertyp


Neben dem Außenklima und der Ware selbst ist die Klimaentwicklung im Container von dem Containertyp abhängig.

Die vorstehenden Ausführungen betreffen weitgehend den geschlossenen Standard-Container. Bei offenen Containern, auf Flats oder in Kühl-Containern herrschen andere Bedingungen.

Standard-Container dürfen nicht als absolut wasserdampfdicht angesehen werden. Durch den Gebrauch und die damit unvermeidliche Abnutzung der Container kommt es besonders im Bereich der Türen immer wieder zu Undichtigkeiten. Jede Undichtigkeit ist eine Quelle für die Kondenswasserbildung.

In den passiv belüfteten Containern (sogenannte Kaffeecontainer) werden hauptsächlich Waren aus den warmen Tropen in unsere Breiten transportiert. Durch Austausch der warmen und sehr feuchten Luft im Container wird eine Abkühlung der Ware und eine Abführung der von ihnen abgegebenen Feuchtigkeit erreicht. Da die Temperatur der Ware höher liegt als die den Container umgebende Lufttemperatur, wird die erforderliche thermische Zirkulation aufrecht erhalten.

Kühl-Container (z.B. Porthole-Container), die nicht gekühlt werden und somit als Isolier-Container funktionieren, zeichnen sich durch den geringen Wärmedurchgangswert der Wände aus. Die Temperaturschwankungen durch Sonneneinstrahlung und nächtliche Abkühlung sind dadurch geringer, so dass sich einige anspruchsvollere Waren in ihnen transportieren lassen. Vorgekühlte Ware kann in diesen Containern kurze Reisen überstehen, frostempfindliche Früchte können in diesem Container bei kurzzeitig auftretenden negativen Außentemperaturen ohne Qualitätsverluste bleiben, zumal die Früchte durch die Atmungsprozesse noch Wärme abgeben und damit die Innentemperatur erhöhen. Bei längeren Transporten sollte die Wirkung der Isoliercontainer jedoch nicht überschätzt werden. Es muss zudem beachtet werden, dass der eingeschränkte Wärmeaustausch auch die gewünschte Temperaturanpassung einer Ware verzögert. Kalt eingebrachte Waren werden den tropischen Hafen kälter erreichen als im Standard-Container, wodurch es unter Umständen zum Unterschreiten der Taupunkttemperatur und damit verbundener Kondenswasserbildung kommen kann. Tropische Waren kommen mit hohen Temperaturen in Europa an und geben dementsprechend viel Wasserdampf an die Atmosphäre im Container ab, so dass es unter dem Dach des Containers zur Schweißwasserbildung kommen kann.

Im offenen Container passt sich das Kleinklima dem Außenklima weitgehend an, sie schützen daher die Ware weniger, vermeiden aber auch die Ausbildung eines für die Lagerung ungeeigneten Kryptoklimas. Durch Planen können die offenen Seiten bzw. das Dach geschlossen werden, wodurch sich sofort eine eigenes Kryptoklima, etwa wie bei Standard-Containern beschrieben, ausbildet, das aber durch die bei einem Planeabschluss immer vorhandenen Öffnungen einer stärkeren Ventilation unterliegt.


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