B.9 - コールドチェーンとその物流

著者名 Dr. Jean-Paul Rodrigue and Dr. Theo Notteboom
The Emergence of Cold Chain Logistics
温度管理された環境の提供
Cold Chains Operations
関連項目
参考文献
Bibliography (英文のみ) W. W. Hall, and N. Ballenger (2001) “Transportation Technology and The Rising Share of U.S. Perishable Food Trade”, Economic Research Service/USDA, Changing Structure of Global Food Consumption and Trade / WRS-01-1.

著者名 Dr. Jean-Paul Rodrigue and Dr. Theo Notteboom

コールドチェーンは、温度変化に敏感な製品を、熱や冷蔵の包装方法によってサプライチェーンに沿って輸送し、これらの出荷の完全性を保護するための物流計画を含みます。

グローバル化により世界の地域間の相対距離がかなり小さくなりましたが、同じ地域が物理的に離れているということは依然として非常に重要な現実となっています。物理的な隔たりが大きければ大きいほど、複雑な輸送作業で貨物が損傷する可能性が高くなります。衝撃で壊れるものもあれば、過度な温度変化で壊れるものもある。特に食品（農産物）など生鮮品と呼ばれる商品は、化学反応を維持するため時間とともに品質が劣化しますが、その割合は温度を下げることでほぼ軽減されます。特に生鮮品の場合、貨物を効率的に移動させるためには時間と調整が必要であり、その遅れが悪影響を及ぼす可能性があります。

コールドチェーンとは、温度変化に敏感な製品を、熱や冷蔵の包装方法によってサプライチェーンに沿って輸送し、これらの貨物の完全性を保護するための物流計画です。コールドチェーン製品を輸送する手段には、冷蔵トラックや鉄道車両、冷蔵貨物船、リーファー、航空貨物などがあります。

したがって、コールドチェーンは科学、技術、およびプロセスのひとつです。腐敗に関連する化学的、生物学的プロセスを理解する必要があるため、科学であると言えます。サプライチェーンに沿って適切な温度条件を確保するために物理的な手段に依存することから、技術であると言えます。温度に敏感な製品を準備し、保管し、輸送し、監視するためには、一連の作業を行わなければならないので、プロセスでもあります。コールドチェーンの主な要素としては、

冷却システム。食品などの商品を加工、保管、輸送のために適切な温度にすること。
冷蔵倉庫。遠くの市場へ出荷されるのを待つ、加工や流通のための中間地点、流通のための市場の近くなど、一定期間にわたって商品を保管するための施設を提供すること。
冷たい輸送。安定した温度と湿度の条件を維持し、その完全性を保護しながら商品を移動させるために利用できる輸送手段を持つこと
冷たい加工と流通。商品の変形や加工のための施設を提供し、衛生的な状態を確保すること。

経済発展の観点から、コールドチェーンは多くの発展途上国が生産者または消費者として、世界の生鮮品市場に参加することを可能にします。所得の増加は、果物、野菜、魚、肉製品を消費する傾向が高くなることと関連している。所得水準の向上は、新鮮な果物や肉・魚などの高価値食品への需要の高まりなど、食生活の変化と関連しています。社会経済的地位の高い人々は、野菜や果物、特に新鮮なものを、量だけでなく種類もより多く消費する傾向がある。購買力が高まった消費者は、健康的な食事に関心を寄せるようになった。そのため、生産者や小売業者は、世界各地のエキゾチックな新鮮な果物の数々で対応しています。

地理的な観点から、コールドチェーンは以下のような影響を及ぼしています。

グローバル。温度変化に敏感な食品を遠くの市場へ輸送することを可能にする農業機能の専門化。ワクチンやその他の医薬品または生物学的製品を単一の大型施設から世界中のあらゆる市場へ流通させることができる。生産の専門化と流通における規模の経済を支援することができる。これには、地域の食料品市場にサービスを提供する大規模な冷蔵施設や、温度に敏感な部品を交換する専門研究所が含まれる。国内または国境を越えたサプライチェーンの中には、1 つの輸送手段しか必要としないものもありますが、多くの場合、地上輸送は輸送手段の組み合わせの 1 つに過ぎません。このため、コールドチェーンでは複合一貫輸送が重要になります。複合一貫輸送では通常、最大26トンの食品を収納できる40フィートの冷蔵コンテナを使用します。このコンテナでは、積み下ろしの時間が短く、コンテナとその貨物の両方が損傷する可能性が低くなっています。これらのコンテナ内の環境は、船やトラック、ターミナルや配送センターにある発電機や電源に接続することで、電子的に制御されています。

The Emergence of Cold Chain Logistics

1950 年代以降、第三者物流業者が登場し、グローバルなコールドチェーン商品の輸送に新しい方法を確立しはじめました。それ以前は、コールドチェーンプロセスのほとんどは製造業者または販売業者が自社で管理していました。米国では、コールドチェーンの安定性に対する食品医薬品局の規制と説明責任対策により、これらの企業の多くが、サプライチェーン施設を完全に見直すのではなく、専門の配送業者に頼るようになりました。

専門化により、多くの企業が UPS (United Parcel Service) やフェデックスなどの大手配送業者に頼るだけではなく、温度に敏感な製品の輸送に関するニッチの物流専門家を育成し、業界全体に力を入れるようになったのです。現地のルール、習慣、環境条件を理解し、物流ルートの長さや時間を推定できる可能性があり、グローバルな貿易において重要な要素となっています。その結果、ロジスティクス業界では、グローバルサプライチェーン内のいくつかの潜在的ニッチ市場において、コールドチェーン輸送の専門性と細分化のレベルが高まっています。流通業界のまったく新しいセグメントは、グローバル化に支えられたサプライチェーンの空間的な拡張と、流通する商品の著しい多様性という二重の発展を利用して、非常に活発に活動しています。

コールドチェーンへの依存は、引き続き重要性を増してきています。例えば、製薬業界では、医薬品の検査、生産、移動は、管理された妥協のない輸送に大きく依存している。コールドチェーン上を移動する医薬品の大部分は、実験または開発段階にあります。臨床研究および臨床試験は、何百万ドルもかかる業界の主要部分ですが、約80%の失敗率も経験しています。医療用医薬品の約10%は温度に敏感です。これらの出荷品が予期せぬ温度変化にさらされると、効き目がなくなったり、患者に害を及ぼしたりする危険性があります。時間やその他のパフォーマンス要因が最も重要であるサプライチェーンの要素、さらには農業を買収するよう、第三者であるロジスティクス・プロバイダーを煽ることさえあるかもしれません。これは、供給の信頼性を確保するために、農産物農場（例えば、オレンジ畑）を買収することを含むかもしれません。食品の出荷における温度管理は、国際貿易との関連で増加し続けている産業の一要素である。食品や農産物の生産に輸出経済の重点を置く国が増えるにつれ、これらの製品を長期間新鮮に保つ必要性が、商業的および健康上の理由から重要性を増してきました。食品を適切に輸送することで、細菌、微生物、真菌による汚染の可能性が低くなるため、コールドチェーンは公衆衛生上の問題でもある。

温度管理された環境の提供

コールドチェーンに依存する産業の成功は、出荷状況に応じた温度管理で製品を出荷する方法を知っているかどうかにかかっています。コールドチェーンの運用はここ数十年で大幅に改善され、この業界はさまざまな製品の要求に応えることができるようになりました。製品によっては、輸送チェーン全体を通じてその完全性を確保するために、異なる温度レベルを維持する必要があります。業界は、大半の製品に対応する温度基準を設定することで対応してきました。最も一般的な温度基準は、「バナナ」（13 ℃）、「チルド」（2 ℃）、「冷凍」（-18 ℃）、「深冷」（-29 ℃）で、それぞれ特定の製品グループに関連するものである。この温度範囲内にあることは、サプライチェーン上の貨物の完全性にとって不可欠であり、生鮮品については、最適な保存期間を確保することができる。逸脱すると、取り返しのつかない高価な損害につながり、製品は市場価値や実用性を失ってしまいます。

貨物を長期間にわたって温度範囲内に保つことができるかどうかは、使用するコンテナの種類と冷蔵方法によるところが大きいのです。コールドチェーンロジスティクスで消費されるエネルギーのうち、約20%が貨物の冷蔵に関わるものです。どのような梱包が必要か、またそれに伴うエネルギー消費量を決定するには、輸送期間、貨物のサイズ、周囲温度または外気温などの要因が重要です。貨物の種類は、ドライアイスやジェルパックを必要とする小さな断熱ボックスから、転がり式のコンテナ、独自の動力式冷凍装置を備えた53フッターの冷凍車まで、多岐にわたります。輸送中に温度制御された環境を提供する主なコールドチェーン技術には、次のようなものがあります：
- ドライアイス。固体の二酸化炭素は約-80℃で、貨物を長時間凍結させておくことができる。特に医薬品、危険物、食品の輸送や、航空貨物の冷蔵ユニットロード装置に使用されています。ドライアイスは溶けない。
- ジェルパック。医薬品の多くはチルド製品として分類され、2～8℃の温度帯で保管する必要があります。この温度を提供する標準的な方法は、環境を制御するために、固体から液体、またはその逆へと変化する相変化物質を含むジェルパックやパッケージを使用することである。輸送条件によって、これらのパックは冷凍または冷蔵の状態でスタートすることができます。輸送の過程で融解して液体になると同時に、逃げるエネルギーを吸収して内部の温度を保つ。コールドプレート」とも呼ばれる。原理はジェルパックに似ている。その代わり、プレートは液体で満たされており、何度も再利用することができます。ロール式冷凍装置の保冷など、幅広い用途がある。また、配送車両に搭載して短時間に温度を一定に保つこともでき、騒音に敏感な地域や夜間の配送に適しています。約-196℃の特に低温の物質で、荷物を長時間凍結させておくために用いられ、主に組織や臓器などの生体貨物の輸送に使用される。輸送目的では危険物扱いとなる。
- 掛け布団。貨物の上や周囲に置いて、温度変化の緩衝材となり、温度を比較的一定に保つための断熱材片。したがって、冷凍貨物はより長い期間冷凍されたままとなり、多くの場合、より高価な冷凍装置の使用を正当化しないほど長い期間となります。キルトはまた、外的条件が大幅に変化する間（例えば夏や冬）、温度に敏感な貨物を室温で維持するために使用することができます。バン、小型トラック、セミトレーラー、または標準的なISOコンテナのような、温度制御された輸送ユニットの総称。断熱材で覆われたこれらのユニットは、付属の独立した冷凍設備によって温度制御された空気循環を可能にするよう特別に設計されています。したがって、冷凍車は貨物の温度を低く、あるいは高く保つことができる。リーファーという用語は、40ハイキューブフッター（45R1がサイズとタイプコード）が主流である冷蔵40フィートISOコンテナに適用されることが多くなっています
冷蔵倉庫はコールドチェーン物流で最もよく使われます。これは、単一のユーザーと機能にサービスを提供する単一の温度制御された部屋から、複数のユーザーと機能にサービスを提供する大規模な専用の物流センターまで、さまざまなものがあります。また、鉱山を低温貯蔵施設に転用したような洒落た例もある。
- Cold Chainの温度基準
- Meat Cold Chain
- Palletized Banana（バナナコールドチェーン倉庫にて
- ゼーブルージュ港に入る冷凍コンテナ船
- Subtropolis Underground Warehousing Facilityの様子です。カンザスシティ
Cold Chains Operations

サプライチェーン上で貨物を滞りなく、温度異常なく移動させるには、貨物の整合性を保つための総合物流プロセスを確立することが必要です。このプロセスは、出荷の準備から配送先での貨物の完全性の最終確認に至るまで、いくつかの段階を経て行われます。温度変化に敏感な製品を移動させる場合、まずその特性を評価することが重要です。重要な問題は、貨物の温度調整と梱包に関するもので、貨物はすでに望ましい温度になっている必要があります。コールドチェーン機器は、一般的に温度を一定に保つように設計されていますが、貨物をこの温度にするようには設計されていませんので、貨物が準備され、調整されていない場合は、十分な性能を発揮することができません。例外として、バナナは13℃前後で輸送されるため、冷凍庫で冷やすことが可能です。また、輸送先やその地域の気象条件（極端な寒さや暑さなど）も気になるところです。このような懸念は、通常、電源装置付きの冷凍庫を使用することで軽減されます。温度に敏感な貨物を運ぶロードユニットも準備する必要があります。例えば、冷蔵コンテナは、細菌汚染のリスクを取り除くためにスチーム洗浄を行い、温度と湿度という荷主の指定した条件にする必要があります。また、酸素や二酸化炭素の濃度を適切に保ち、熟成を抑制（遅延）させる大気制御も重要な課題です。この制御は輸送機（リーファー）全体に適用できるが、一般的には製品をポリエチレン袋で包み、輸送中にガスがどのように透過するかを制御している。貨物をどのように移動させるかについては、いくつかの重要な要素がある。出発地から最終目的地までの距離（多くの場合、中間地点が含まれる）、貨物のサイズと重量、必要な外気温環境、製品の時間制限（腐りやすい）などはすべて、利用できる輸送オプションに影響する。短距離であればバンやトラックで、長距離であれば飛行機やコンテナ船で輸送することができる。この場合、コストと鮮度保持の比率がモーダル選択の要因となる。貨物が国境を越える場合、コールドチェーン製品は通常の貨物（例：農産物、医薬品、生体サンプル）よりも時間的制約があり、検査の対象となる傾向があるため、通関手続きが非常に重要になることがある。この作業の難しさは、国（または経済圏）やゲートウェイによって手続きや遅れに差があるため、それぞれ異なります。よくあるのは、燻蒸を必要とする衛生検査に関する問題です。税関の問題は、信頼性の高い国際コールドチェーンを構築する上で最も重要であると一般に認識されている。最後の段階は、貨物を目的地に実際に配送することであり、ロジスティクスではしばしば「ラスト・マイル」と呼ばれる。最終配送を手配する際に考慮すべき重要な点は、配送先だけでなく、配送のタイミング、つまり重要な労働力と倉庫スペースが利用可能かどうかという点である。この段階での主な輸送手段であるトラックやバンは、コールドチェーン貨物の輸送に必要な仕様を満たしている必要があります。コールドチェーン製品、特に食料品の配送は都市部で行われることが多いため、混雑や駐車の難しさが妨げとなります。また、農産物などの壊れやすい商品には、完全性が損なわれ破損する可能性があるため、冷蔵施設への出荷の最終段階も重要です
完全性と品質保証。貨物が搬入された後、温度記録装置や既知の温度異常を記録し、周知させる必要がある。これは、特に破損した出荷物に対する責任が発生した場合に、信頼と説明責任を生み出す物流プロセスのステップである。出荷を危険にさらす問題や異常が発生した場合、その原因を特定し、是正措置を見つける努力が必要である。このことは、コールドチェーン商品の価値の高さに特に関連しています。標準的なコンテナ貨物の価値が5万ドルから10万ドルであるのに対し、冷凍貨物は100万ドルに達することがあります。医薬品の場合、貨物の価値は5,000万ドルに達することがあります。