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Transportversicherung von A bis Z | SZR | Transport-Links | Berufe in der Transportversicherung |
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Definitionen
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Hygroskopizität ist das Vermögen eines Erzeugnisses
(z. B. Ware, Verpackungsmaterial), auf den Feuchtigkeitsgehalt der Luft durch
Wasserdampfaufnahme oder -abgabe zu reagieren. Von entscheidender Bedeutung für die
Aufnahme oder Abgabe von Wasserdampf ist der Wassergehalt eines Erzeugnisses.
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Der Wassergehalt ist der prozentuale Anteil des
Wassers an der Gesamtmasse eines Erzeugnisses.
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Unter dem Sorptionsverhalten wird die Eigenschaft
eines hygroskopischen Erzeugnisses verstanden, Wasserdampf aus der Luft aufzunehmen bzw.
abzugeben, bis ein Gleichgewichtszustand hergestellt ist.
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Adsorption bezeichnet die Wasserdampfaufnahme.
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Desorption bezeichnet die Wasserdampfabgabe.
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Die Sorptionsisotherme ist die graphische Darstellung
des Sorptionsverhaltens einer Ware. Sie stellt den Zusammenhang zwischen dem Wassergehalt
eines Erzeugnisses und der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft (Gleichgewicht)
bei einer bestimmten Temperatur dar.
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Verschiffungstrocken ist ein Erzeugnis, das einen
Wassergehalt besitzt, bei dem es unter normalen Wetter- bzw.
Laderaum-/Containerbedingungen bei richtiger Ladungspflege keine Wertminderungen erleidet.
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Als kritischer Wassergehalt wird der Wassergehalt
bezeichnet, bei dessen Überschreiten während des Transports oder der Lagerung mit dem
Beginn von Wertminderungen, wie Schimmel, Gärung, Fäulnis, Selbsterhitzung/-entzündung,
gerechnet werden muss. Bei Unterschreitung kann es zu Austrocknungsschäden, wie
Grusbildung, Heuigwerden, Rissbildung, kommen. Für den sicheren Transport ist es daher
von Bedeutung, dass der Wassergehalt eines Erzeugnisses bei der Übernahme den geforderten
Werten entspricht und die Einhaltung dieses Wassergehaltes während des Transportes durch
die Lagerklima-Konditionen im Laderaum/Container gewährleistet wird. |
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Sorptionsverhalten
hygroskopischer Erzeugnisse
Der Verlauf einer Sorptionsisotherme
ist charakteristisch für die Hygroskopizität eines Erzeugnisses, wobei das
Sorptionsverhalten einer Ware von der Temperatur abhängig ist. Stark hygroskopische
Erzeugnisse zeigen eine steil verlaufende Sorptionsisotherme, und schwach hygroskopische
Erzeugnisse weisen flach verlaufende Sorptionsisothermen auf.
Ein Maß für die Hygroskopizität eines Erzeugnisses ist
folglich die Größe der Zu- oder Abnahme ihres Wassergehalts in Abhängigkeit von der
relativen Luftfeuchte bei einer bestimmten Temperatur. Schwach hygroskopische Erzeugnisse
zeigen keine oder eine schwache Änderung ihres Wassergehaltes als Folge von Schwankungen
der relativen Luftfeuchte. Bei stark hygroskopischen Erzeugnissen kann der Wassergehalt
stark schwanken.
Durch Ermittlung des Wassergehalts eines Erzeugnisses kann
anhand der Sorptionsisotherme festgestellt werden, wie sich das Erzeugnis im
Laderaum/Container verhalten wird.
1. Der Wassergehalt eines Erzeugnisses liegt oberhalb der
Sorptionsisotherme:
Abbildung 1
Abbildung 1 stellt die Sorptionsisotherme für Weizen bei
20°C dar. Bei einem gemessenen Wassergehalt von 18% und einer relativen Luftfeuchte der
Umgebungsluft von 75% liegt der Schnittpunkt oberhalb der Sorptionsisotherme (siehe
Kreuz).
Im unbelüfteten Laderaum/Container würde sich die
relative Luftfeuchte erhöhen, bis der Gleichgewichtszustand mit ca. 88% relativer
Luftfeuchte (bei einem Wassergehalt von 18%) erreicht ist. Damit wird die Schimmelgrenze,
die bei 75% relativer Luftfeuchte liegt, überschritten. Im unbelüfteten
Laderaum/Container kann es zur raschen Schimmelbildung kommen (der Wassergehalt der Ware
bleibt wegen der geringfügigen Wasserdampfabgabe hoch): durch Lüftung muss hier Abhilfe
geschaffen werden, wobei theoretisch die Ware mit einer geeigneten Ventilationsluft so
lange getrocknet werden könnte, bis sie bei knapp unter 15% Wassergehalt den
Gleichgewichtszustand mit der Umgebungsluft erreicht hat. Praktisch ist jedoch eine
durchgreifende Trocknung einer derart feuchten Ware nicht immer möglich, und die Ware
kann trotz richtiger Bedienung der Lüftungseinrichtungen durch Schimmelbildung in Teilen
des Raumes oder innerhalb der Ladung, die von der Ventilationsluft nicht erreicht wurde
(sogenannte Totluftfelder), verderben.
Sollten z.B. 100 t zu nassen Getreides mit einem
Wassergehalt von 16% auf einen Wassergehalt 13% gebracht werden, sind 3 t Wasserdampf
durch Lüftung abzuführen; befinden sich 1000 t Getreide in einem Raum, sind es 30 t
Wasser. Hierzu reicht die Kapazität der Lüftungseinrichtungen nicht aus. Eine Trocknung
erfolgt im allgemeinen nur oberflächlich. Hieraus ergeben sich folgende Konsequenzen:
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den Wassergehalt der hygroskopischen Ware durch Messung vor
der Verladung zu überprüfen |
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nicht ausschließlich auf Zertifikate des Verladers
verlassen |
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gegebenenfalls eigene Besichtiger anfordern |
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Waren mit zu hohem Wassergehalt nicht zu übernehmen oder zu
mindestens einen entsprechenden Vermerk in die Begleitpapiere vornehmen zu lassen, damit
im Falle eines späteren Schweißwasserschadens der zu hohe Wassergehalt bei der
Ladungsübernahme als Ursache erkannt werden kann. |
2. Der Wassergehalt eines Erzeugnisses liegt unterhalb der
Sorptionsisotherme:
Abbildung 2
Abbildung 2 stellt die Sorptionsisotherme für
Weizen bei 20°C dar. Bei einem gemessenen Wassergehalt von 12% und einer relativen
Luftfeuchte der Umgebungsluft von 75% liegt der Schnittpunkt unterhalb der
Sorptionsisotherme (siehe Kreuz).
Im unbelüfteten Laderaum würde infolge
Wasserdampfaufnahme durch das hygroskopische Erzeugnis die relative Luftfeuchte
zurückgehen, bis der Gleichgewichtszustand von knapp unter 60% relativer Luftfeuchte
erreicht ist. Infolge der geringen Menge aufnehmbaren Wasserdampfes verändert sich der
Wassergehalt eines Erzeugnisses dabei kaum. Meist besteht keine Gefahr der Wertminderung,
und es braucht nicht gelüftet zu werden, es sei denn, dass das Erzeugnis
Austrocknungsschäden (Tabak, Tee, Holz, Leder) erleidet. In diesem Falle müsste mit
einer geeigneten Ventilationsluft gelüftet werden, um eine Austrocknung zu vermeiden.
Zusammenfassend kann gesagt werden:
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In einem mit einem hygroskopischen Erzeugnis gefüllten
Laderaum/Container, der nicht belüftet wird, bestimmt das Erzeugnis die relative
Luftfeuchte im Laderaum, das Erzeugnis schafft sich ein eigenes Raumklima. Das Erzeugnis
selbst erfährt bei diesen Ausgleichsvorgängen nur geringfügige Veränderungen ihres
Wassergehaltes, da dieser mengenmäßig ein Vielfaches der gesamten (absoluten) Feuchte
der Laderaum-/Containerluft beträgt. |
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In einem mit einem hygroskopischen Erzeugnis gefüllten
Laderaum/Container, der belüftet wird, richtet sich die relative Luftfeuchte des
Laderaums/Containers nach den Werten der Außenluft, so dass das Erzeugnis entsprechend
Wasserdampf aufnehmen oder abgeben kann. Dabei ist zu beachten, dass nur bei anhaltender,
mehrtägiger oder mehrwöchiger Ventilation mit zu feuchter oder zu trockener Luft auch
der Wassergehalt des Erzeugnisses langsam steigt oder abnimmt. Ferner ist zu beachten,
dass die Luft zwischen den Partikeln (z.B. Getreidekörner, Kaffee- oder Kakaobohnen) oder
in "Totluftzonen" sich auch bei Belüftung so verhält, als wäre der Raum geschlossen, d.h.
unbelüftet. |
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Der Einfluss der Warentemperatur auf die
Gleichgewichtsfeuchte: Verändert sich die Temperatur des Erzeugnisses, ergeben sich
daraus andere Gleichgewichtsbedingungen für die Feuchteverhältnisse. Da beispielsweise
eine 10°C-Sorptionsisotherme höher liegt als eine 20°-Sorptionsisotherme, entsprechen
gleichen Wassergehalten geringere Gleichgewichtsfeuchten der Luft, z.B. gilt für Weizen
bei einem Wassergehalt von 15% und einer Eigentemperatur von 20°C eine
Gleichgewichtsfeuchte von ca. 75%; bei einer Eigentemperatur von 10°C ergibt sich dagegen
eine Gleichgewichtsfeuchte von ca. 68%. |
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Aus diesen Verhältnissen resultiert, dass in der
Nordatlantikfahrt bei den dort vorherrschenden geringen Lufttemperaturen der zulässige
Wassergehalt für Getreide höher liegen kann, ohne dass die kritische relative
Luftfeuchte > 75% (Schimmelgrenze) im Laderaum/Container überschritten wird. |
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Für pflanzliche Erzeugnisse, die in tropischen Häfen geladen
werden, ergibt sich aus diesen Gleichgewichtsbeziehungen, dass jede Gelegenheit zur
Abkühlung der Waren auszunutzen ist, damit sich bei evtl. erforderlicher Abschaltung der
Lüftung möglichst geringe relative Luftfeuchten im Laderaum/Container einstellen. Warme
Waren geben intensiver Wasserdampf ab und führen schneller zur Schweißwasserbildung. |
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Sorptionsisothermentypen
Generell können drei Typen von Sorptionsisothermen
unterschieden werden:
1. Die Sorptionsisotherme steigt steil an, d.h. das Erzeugnis
ist stark hygroskopisch, wie z.B. bei Trockenfrüchten und Trockenmittel für
den Korrosionsschutz.
Abbildung 3
2. Die Sorptionsisotherme zeigt einen S-förmigen Verlauf,
deren mittlerer Teil den Bereich größter Stabilität der technologischen Eigenschaften
aufweist, d.h. in diesem Bereich ist mit keinen nachteiligen Veränderungen des
Erzeugnisses zu rechnen, wie z.B. bei Lebensmitteln, Papier u.a.m.
Abbildung 4
3. In einem weiten Bereich ist das Erzeugnis wenig
hygroskopisch (Anhydrid): Nach Erreichen der Fließgrenze nimmt das Erzeugnis schnell und
reichlich Wasserdampf auf, so dass es zerfließt (Hydrat), wie viele kristalline Waren
(Salz, Zucker, Kali, Weinsäure).
Abbildung 5
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