Als spezialisierter Logistiker für Gefahrgüter legt Hoyer ein besonderes Augenmerk auf Gefahrenprävention, da beim Transport von hochsensiblen Gefahrgütern das Über- oder Unterschreiten von Temperaturparametern zu erheblichen Risiken und Gefahrensituationen für Mensch und Umwelt führen kann. In einem zweistufigen Forschungsprojekt widmet sich das Ingenieur- und Chemikerteam der Temperaturverteilung im Tankcontainer und dem Reaktionsverlauf von hochsensiblen chemischen Produkten. Erste Ergebnisse zum Temperaturverhalten von Produkten im Tankcontainer während des vollständigen Nutzungszyklus liegen nun vor.

Einige Gefahrstoffe stellen spezifische Anforderungen an deren Handling. Vor allem der Transport dieser gefährlichen Stoffe stellt eine besondere Herausforderung dar. Der Tankcontainer wird bewegt und ist verschiedenen Außeneinflüssen ausgesetzt – und somit auch indirekt das Produkt im Tank. Abweichungen von Temperaturparametern können starke Reaktionen hervorrufen, die nicht nur die Qualität des Produkts beeinträchtigen, sondern auch zu einem Risiko für Mensch und Umwelt werden. Das ist z. B. der Fall, wenn das Produkt den Temperaturbereich, in dem es chemisch stabil ist, verlässt. Darunter fällt Polymerisation, die eine starke exotherme Reaktion hervorrufen kann.

Um die Produkttemperatur konstant zu halten, ist die Nutzung von Tankcontainern mit Heiz- und Kühlsystemen angebracht. Ein noch höheres Maß an Sicherheit wird durch den Einsatz von moderner Telematik erreicht. Durch Sensorik unmittelbar am Heiz- und Kühlsystem und durch Temperaturfühler im Tankinneren können verschiedene Einflüsse und Temperatur­entwicklungen des Produkts aufgenommen und verarbeitet werden. Eine Temperatursteuerung der Heizung und Kühlung interveniert aktiv bei Veränderungen. Zudem wird die Funktionstüchtigkeit der Heiz- und Kühlsysteme sowie der Sensorik kontinuierlich überwacht. In einer mehrstufigen Analyse arbeiten die Chemiker und Ingenieure bei Hoyer nun daran, durch ein noch intensiveres Verständnis des Produktverhaltens in Bezug auf die Temperatur ein bisher noch nicht da gewesenes Sicherheitsniveau für polymerisationsfähige Produkte zu erreichen.

Erkenntnisse zur Temperaturverteilung im Tank

Zusammen mit einem renommierten unabhängigen Inspektions- und Zertifizierungsunternehmen wurden umfangreiche Analysen zum Temperaturverhalten im stationären, beladenen Tankcontainer durchgeführt. Ergänzend lief eine Studie über das Verhalten der Produkttemperatur während des Transports. Die Tankwand und das Tankinnere wurden mit einer Vielzahl von digitalen Thermometern ausgestattet, die parallel Messungen vornahmen. Beobachtet wurde, wie stark Temperaturen innerhalb des Tankcontainers abweichen und welche thermischen Felder während der Heiz- und Abkühlphase gebildet werden. Während sich in der Heizphase die Produkttemperatur homogen im Tank darstellte, zeigten sich stärkere Abweichungen in der Abkühlphase, insbesondere der Bodenbereich verlor stark an Temperatur. Das Produkt kühlt an den Edelstahlwänden des Tankcon­tainers ab, während die Wärme nach oben steigt.

Neben diesen stationären Testreihen mit über 150.000 ausgewerteten Datensätzen analysierte Hoyer über ein Jahr lang auf europaweiten Strecken die Dynamik des Produktverhaltens während des Transports in unterschiedlich großen und verschieden ausgestatteten Tankcon­tainertypen. Die Tankcontainer wurden analog zur stationären Testreihe mit weiteren Temperaturfühlern ausgestattet. Berücksichtigt wurden Routenführungen entlang mehrerer klimatischer Zonen, unter Nutzung verschiedener Verkehrsmittel sowie Beladung unterschiedlicher Produkte. Abhängig von Viskosität und Wärmeleitfähigkeit des Produkts zeigten sich unterschiedliche Dynamiken. Gemeinsamer kritischer Nenner war jedoch der Temperaturverlust im Bodenbereich des Tankcontainers – unabhängig von Typ des Tankcontainers oder Art des Produkts.

Identifikation der kritischen Faktoren
Durch das Aufsteigen der Wärme im Produkt, die Abgabe der Wärme an den Edelstahl und die fehlende Strömung bzw. Verwirbelung der Temperatur im Tankcontainer kühlt der Boden verhältnismäßig schnell ab. Der Bodenbereich des Tankcontainers stellte sich somit als kritischer Faktor beim Wärmeverlust heraus. Dieser kritischen Stelle kann mit verschiedenen Maßnahmen begegnet werden. Ein fachgerechtes Vorheizen reduziert das Risiko beim Handling von temperatursensiblen Produkten. Bei temperaturgeführten Transporten wurden nahezu keine Abweichungen zwischen Kern- und Bodentemperatur festgestellt. Gestützt wird dies durch ideal abgestimmte Heiz- und Kühlsystemtypen. Ergänzend können Tankcon­tainer mit verstärkten Isolierungen genutzt werden, die einen Temperaturverlust reduzieren. Hochwertige Isolierungen reduzieren zudem Einflussfaktoren wie starke Schwankungen der Außentemperatur auf den Tankcontainer und das Produkt.

Qualität und Sicherheit

Die Analysen und Ergebnisse haben untermauert, dass die Qualität des Equipments und der technischen Ausstattung Hand in Hand gehen mit der Sicherheit. Hoyer hat anhand der Erkenntnisse das eigene Equipment dahingehend überprüft und arbeitet daran, die komplette Tankcontainerflotte mit Telematiklösungen auszustatten. Die Sensorik ermöglicht die Abbildung der ermittelten Daten auf dem Smart-Portal. Die identifizierten kritischen Faktoren konnten genutzt werden, um die ideale Position der Sensorik zu verifizieren. Seit Jahren setzt das Unternehmen auf Tankcontainer mit optimierter Isolierung und unterschiedlichen Heiz- und Kühlsystemen, um ideale Transportbedingungen für temperatursensible Produkte anzubieten.

In einer zweiten Phase wird zusammen mit einem Forschungsinstitut die Verhaltensdynamik von polymerisationsfähigen Produkten analysiert. Eine Produktgruppe, die nach den Erfahrungswerten der Experten einer besonderen Aufmerksamkeit bedarf. Die Verknüpfung beider Studien wird dafür genutzt werden, anhand von Big Data Logiken aufzubauen. So sollen Gefahren und Risiken erkannt werden, bevor sie kritisch werden.

Autorin

„Mit Hochdruck wird daran gearbeitet, die komplette Tankcontainerflotte mit Telematiklösungen auszustatten."