Autorzy: Dr. Jean-Paul Rodrigue and Dr. Theo Notteboom

Łańcuch chłodniczy obejmuje transport produktów wrażliwych na temperaturę wzdłuż łańcucha dostaw za pomocą metod pakowania termicznego i chłodniczego oraz planowanie logistyczne w celu ochrony integralności tych przesyłek.

Choć globalizacja sprawiła, że względna odległość między regionami świata stała się znacznie mniejsza, fizyczna separacja tych samych regionów jest nadal bardzo ważną rzeczywistością. Im większa fizyczna separacja, tym większe prawdopodobieństwo, że ładunek może zostać uszkodzony podczas jednej ze złożonych operacji transportowych. Niektóre towary mogą zostać uszkodzone przez wstrząsy, podczas gdy nadmierne wahania temperatury mogą uszkodzić inne. W przypadku szeregu towarów określanych jako łatwo psujące się, zwłaszcza żywności (produkty), ich jakość pogarsza się z czasem, ponieważ zachodzą w nich reakcje chemiczne, których tempo może być w większości przypadków złagodzone niższą temperaturą. Sprawne przemieszczenie przesyłki wymaga czasu i koordynacji, a każde opóźnienie może mieć negatywne konsekwencje, zwłaszcza jeśli jest to ładunek łatwo psujący się. Aby zapewnić, że ładunek nie zostanie uszkodzony lub narażony na szwank podczas tego procesu, firmy z branży farmaceutycznej, medycznej i spożywczej coraz częściej polegają na łańcuchu chłodniczym.

Łańcuch chłodniczy obejmuje transport produktów wrażliwych na temperaturę wzdłuż łańcucha dostaw za pomocą metod pakowania termicznego i chłodniczego oraz planowanie logistyczne w celu ochrony integralności tych przesyłek. Istnieje kilka sposobów transportu produktów w łańcuchu chłodniczym, w tym ciężarówki i wagony chłodnicze, statki chłodnie, chłodnie, reefery i ładunki lotnicze.

Łańcuch chłodniczy jest zatem nauką, technologią i procesem. Jest nauką, ponieważ wymaga zrozumienia procesów chemicznych i biologicznych związanych z nietrwałością. Jest technologią, ponieważ opiera się na fizycznych środkach zapewniających odpowiednie warunki temperaturowe w całym łańcuchu dostaw. Jest to proces, ponieważ należy wykonać szereg zadań w celu przygotowania, przechowywania, transportu i monitorowania produktów wrażliwych na temperaturę. Główne elementy łańcucha chłodniczego obejmują:

• Systemy chłodzenia. Doprowadzenie towarów takich jak żywność do odpowiedniej temperatury do przetwarzania, przechowywania i transportu.
• Magazynowanie w chłodni. Zapewnienie urządzeń do przechowywania towarów przez pewien okres czasu, w oczekiwaniu na wysyłkę na odległy rynek, w miejscu pośrednim do przetwarzania i dystrybucji oraz w pobliżu rynku do dystrybucji.
• Transport na zimno. Posiadanie środków transportu dostępnych do przemieszczania towarów przy zachowaniu stabilnych warunków temperatury i wilgotności, jak również ochrony ich integralności.
• Przetwarzanie i dystrybucja na zimno. Zapewnienie urządzeń do przekształcania i przetwarzania towarów, a także zapewnienie warunków sanitarnych. Konsolidacja i dekonsolidacja ładunków (skrzyń, pudeł, palet) w celu dystrybucji.

Z punktu widzenia rozwoju gospodarczego łańcuch chłodniczy umożliwia wielu rozwijającym się gospodarkom uczestnictwo w globalnym rynku produktów łatwo psujących się jako producenci lub jako konsumenci. Wzrost dochodów wiąże się z większą skłonnością do konsumpcji owoców, warzyw, ryb i produktów mięsnych. Wzrost poziomu dochodów wiąże się ze zmianą sposobu odżywiania, m.in. z rosnącym popytem na świeże owoce i bardziej wartościowe produkty spożywcze, takie jak mięso i ryby. Osoby o wyższym statusie społeczno-ekonomicznym chętniej spożywają warzywa i owoce, zwłaszcza świeże, nie tylko w większych ilościach, ale także w większej różnorodności. Konsumenci o rosnącej sile nabywczej zaczęli interesować się zdrowym odżywianiem. Dlatego producenci i sprzedawcy detaliczni zareagowali na to, oferując szeroki wachlarz egzotycznych świeżych owoców pochodzących z całego świata.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Z perspektywy geograficznej łańcuch chłodniczy ma następujący wpływ:

• Globalny. Specjalizacja funkcji rolniczych pozwalająca na transport wrażliwych na temperaturę produktów spożywczych na odległe rynki. Umożliwia dystrybucję szczepionek i innych produktów farmaceutycznych lub biologicznych z pojedynczych dużych obiektów na dowolny rynek na całym świecie.
• Regionalne. Może wspierać specjalizację produkcji i ekonomię skali w dystrybucji. Może to obejmować duże chłodnie obsługujące regionalne rynki spożywcze lub wyspecjalizowane laboratoria wymieniające komponenty wrażliwe na temperaturę.
• Lokalne. Terminowa dystrybucja do konsumenta końcowego produktów szybko psujących się, czyli sklepów spożywczych i restauracji.

Niektóre krajowe lub międzynarodowe łańcuchy dostaw mogą wymagać tylko jednego rodzaju transportu, ale często przesyłki naziemne są tylko jednym ogniwem w kombinacji rodzajów transportu. To sprawia, że przewozy intermodalne mają kluczowe znaczenie dla łańcucha chłodniczego. W transporcie intermodalnym zazwyczaj wykorzystuje się 40-stopowe kontenery chłodnicze, które są w stanie pomieścić do 26 ton żywności. Kontener skraca czas załadunku i rozładunku oraz zmniejsza podatność na uszkodzenia zarówno kontenera, jak i jego ładunku. Środowisko w tych kontenerach jest kontrolowane elektronicznie poprzez podłączenie do generatora lub źródła zasilania na statku lub ciężarówce, jak również w terminalach i centrach dystrybucji. Efektywność logistyki łańcucha chłodniczego pozwoliła na konsolidację obiektów chłodniczych w celu obsługi dużych obszarów rynku.

Wyłonienie się logistyki łańcucha chłodniczego

Od lat 50-tych XX wieku zaczęli pojawiać się zewnętrzni dostawcy usług logistycznych i wprowadzać nowe metody transportu towarów globalnego łańcucha chłodniczego. Przed ich pojawieniem się, procesy łańcucha chłodniczego były w większości przypadków zarządzane wewnętrznie przez producenta lub dystrybutora. W Stanach Zjednoczonych, ograniczenia nałożone przez Food and Drug Administration oraz środki odpowiedzialności za stabilność łańcucha chłodniczego skłoniły wiele z tych firm do polegania na wyspecjalizowanych kurierach, zamiast całkowitego remontu swoich obiektów łańcucha dostaw.

Specjalizacja doprowadziła wiele firm nie tylko do polegania na głównych dostawcach usług przewozowych, takich jak United Parcel Service (UPS) i FedEx, ale także do bardziej skoncentrowanej branży, która rozwinęła niszową wiedzę logistyczną wokół przewozu produktów wrażliwych na temperaturę. Potencjał zrozumienia lokalnych przepisów, zwyczajów i warunków środowiskowych, jak również oszacowania długości i czasu trasy dystrybucji, czyni z nich ważny czynnik w globalnym handlu. W rezultacie w branży logistycznej obserwuje się rosnący poziom specjalizacji i segmentacji spedycji łańcucha chłodniczego na kilku potencjalnych rynkach niszowych w ramach globalnych łańcuchów dostaw. Całe nowe segmenty branży dystrybucyjnej bardzo aktywnie wykorzystują podwójny rozwój przestrzennego rozszerzenia łańcuchów dostaw wspierany przez globalizację oraz znaczną różnorodność towarów w obiegu.

Uzależnienie od łańcucha chłodniczego nadal zyskuje na znaczeniu. W przemyśle farmaceutycznym, na przykład, testowanie, produkcja i przepływ leków są w dużym stopniu uzależnione od kontrolowanego i bezkompromisowego transferu przesyłek. Duża część produktów farmaceutycznych przemieszczających się w łańcuchu chłodniczym znajduje się w fazie eksperymentalnej lub rozwojowej. Badania kliniczne i testy stanowią główną część przemysłu, która kosztuje miliony dolarów, ale również charakteryzuje się wskaźnikiem awaryjności wynoszącym około 80%. Około 10% leków medycznych jest wrażliwych na temperaturę. Jeśli te przesyłki doświadczą nieoczekiwanej ekspozycji na różne poziomy temperatury, istnieje ryzyko, że staną się nieskuteczne lub nawet szkodliwe dla pacjentów.

We wszystkich łańcuchach dostaw, których dotyczy, logistyka łańcucha chłodniczego sprzyja wyższym poziomom integracji, ponieważ utrzymanie integralności temperatury wymaga wyższego poziomu kontroli wszystkich zaangażowanych procesów. Może to nawet zachęcać zewnętrznych dostawców usług logistycznych do przejmowania elementów łańcucha dostaw, w których czas i inne czynniki wydajności są najważniejsze, nawet rolnictwa. Może to obejmować nabywanie gospodarstw rolnych zajmujących się produkcją (np. gajów pomarańczowych) w celu zapewnienia niezawodności dostaw. Kontrola temperatury w transporcie produktów spożywczych to element branży, którego znaczenie stale rośnie w związku z handlem międzynarodowym. Ponieważ coraz więcej krajów koncentruje swoją gospodarkę eksportową na produkcji żywności i produktów, potrzeba utrzymania świeżości tych produktów przez dłuższy czas zyskała na znaczeniu ze względów handlowych i zdrowotnych. Łańcuch chłodniczy to także kwestia zdrowia publicznego, ponieważ właściwy transport produktów spożywczych zmniejsza prawdopodobieństwo skażenia przesyłki bakteriami, mikrobiologią i grzybami. Również możliwość transportu towarów medycznych na duże odległości umożliwia skuteczniejsze reagowanie na problemy związane z opieką zdrowotną (np. dystrybucja szczepionek).

Zapewnienie środowiska z kontrolą temperatury

Sukces branż, które polegają na łańcuchu chłodniczym, sprowadza się do tego, że wiedzą, jak wysłać produkt z kontrolą temperatury dostosowaną do warunków wysyłki. W ostatnich dziesięcioleciach działania łańcucha chłodniczego uległy znacznej poprawie, a branża ta jest w stanie sprostać wymaganiom szerokiej gamy produktów. Różne produkty wymagają utrzymania różnych poziomów temperatury, aby zapewnić ich integralność w całym łańcuchu transportowym. Branża zareagowała na to poprzez ustanowienie norm temperaturowych, które są dostosowane do większości produktów. Najpopularniejsze normy temperatury to “banan” (13 °C), “schładzanie” (2 °C), “mrożenie” (-18 °C) i “głębokie mrożenie” (-29 °C), a każda z nich odnosi się do konkretnych grup produktów. Utrzymanie tego zakresu temperatur ma kluczowe znaczenie dla integralności przesyłki w całym łańcuchu dostaw, a w przypadku produktów łatwo psujących się pozwala zapewnić optymalny okres przydatności do spożycia. Każda rozbieżność może spowodować nieodwracalne i kosztowne szkody; produkt może po prostu stracić wartość rynkową lub użyteczność.

Bycie w stanie zapewnić, że przesyłka pozostanie w danym zakresie temperatur przez dłuższy okres czasu, sprowadza się w dużej mierze do rodzaju pojemnika, który jest używany i metody chłodzenia. Około 20% całej energii zużywanej w logistyce łańcucha chłodniczego przypada na chłodzenie ładunku. Czynniki takie jak czas trwania transportu, wielkość przesyłki oraz temperatury otoczenia lub temperatury zewnętrzne są ważne przy podejmowaniu decyzji o tym, jaki rodzaj opakowania jest wymagany i jaki jest związany z tym poziom zużycia energii. Mogą to być zarówno małe izolowane pudełka, które wymagają suchego lodu lub żelowych opakowań, jak i kontenery na kółkach, a nawet 53-stopowy kontener typu reefer, który posiada własny zasilany agregat chłodniczy. Główne technologie łańcucha chłodniczego zapewniające środowisko o kontrolowanej temperaturze podczas transportu obejmują:

• Suchy lód. Stały dwutlenek węgla ma temperaturę około -80°C i jest w stanie utrzymać przesyłkę w stanie zamrożonym przez dłuższy okres czasu. Jest on szczególnie wykorzystywany do transportu farmaceutyków, towarów niebezpiecznych i żywności oraz w chłodniczych urządzeniach ładunkowych dla ładunków lotniczych. Suchy lód nie topi się. Zamiast tego sublimuje, gdy wchodzi w kontakt z powietrzem.
• Opakowania żelowe. Duża część przesyłek farmaceutycznych i medycznych jest klasyfikowana jako produkty schłodzone, co oznacza, że muszą być przechowywane w zakresie temperatur od 2 do 8°C. Standardową metodą zapewnienia tej temperatury jest użycie opakowań żelowych lub opakowań zawierających substancje zmieniające fazę, które mogą przechodzić ze stanu stałego w ciekły i odwrotnie w celu kontroli środowiska. W zależności od wymagań transportowych, opakowania te mogą być początkowo w stanie zamrożonym lub schłodzonym. W trakcie procesu tranzytu topią się one w ciecze, jednocześnie przechwytując uciekającą energię i utrzymując temperaturę wewnętrzną.
• Płyty eutektyczne. Są one również znane jako “zimne płyty”. Zasada działania jest podobna do okładów żelowych. Zamiast tego, płyty są wypełnione cieczą i mogą być wielokrotnie używane. Płyty eutektyczne mają szeroki zakres zastosowań, takich jak utrzymywanie niskich temperatur w toczących się agregatach chłodniczych. Mogą być również stosowane w pojazdach dostawczych do utrzymywania stałej temperatury przez krótkie okresy czasu, proces, który może być odpowiedni dla dostaw w obszarach wrażliwych na hałas lub dla dostaw nocnych.
• Ciekły azot. Szczególnie zimna substancja, o temperaturze około -196°C, używana do utrzymywania paczek w stanie zamrożonym przez długi okres czasu i stosowana głównie do transportu ładunków biologicznych, takich jak tkanki i organy. Jest on uważany za substancję niebezpieczną dla celów transportu.
• Kołdry. Izolowane elementy, które są umieszczane nad lub wokół ładunku, aby działać jako bufor przy zmianach temperatury i utrzymywać ją na względnie stałym poziomie. W ten sposób zamrożony ładunek pozostaje zamrożony przez dłuższy okres czasu, często wystarczająco długi, aby nie uzasadniać stosowania droższych urządzeń chłodniczych. Kołdry mogą być również używane do utrzymywania wrażliwego na temperaturę ładunku w temperaturze pokojowej, podczas gdy warunki zewnętrzne mogą się znacznie różnić (np. w lecie lub w zimie).
• Rafinerie. Ogólna nazwa jednostki transportowej o kontrolowanej temperaturze, która może być furgonetką, małą ciężarówką, naczepą lub standardowym kontenerem ISO. Jednostki te, które są izolowane, są specjalnie zaprojektowane, aby umożliwić cyrkulację powietrza z kontrolowaną temperaturą, utrzymywaną przez dołączoną i niezależną instalację chłodniczą. Dzięki temu reefer jest w stanie utrzymać temperaturę ładunku na niskim, a nawet ciepłym poziomie. Termin “reefer” coraz częściej stosuje się do chłodniczych czterdziestostopowych kontenerów ISO, przy czym dominującym rozmiarem jest czterdziestostopowy kontener typu high-cube (45R1 to kod rozmiaru i typu).

Chłodnia jest najczęściej wykorzystywana w logistyce łańcucha chłodniczego. Może obejmować od pojedynczego pomieszczenia z kontrolowaną temperaturą obsługującego jednego użytkownika i funkcję do dużego dedykowanego centrum dystrybucyjnego obsługującego wielu użytkowników i funkcji. Istnieją również przykłady punktowe, takie jak przekształcanie kopalń w chłodnie.

• 

• 

• 

• 

• 

Cold Chains Operations

Przesuwanie przesyłki w całym łańcuchu dostaw bez żadnych komplikacji lub anomalii temperaturowych wymaga ustanowienia kompleksowego procesu logistycznego w celu utrzymania integralności przesyłki. Proces ten obejmuje kilka etapów, od przygotowania przesyłek do ostatecznej weryfikacji integralności przesyłki w punkcie dostawy:

• Przygotowanie przesyłki. Kiedy przemieszczany jest produkt wrażliwy na temperaturę, istotne jest, aby najpierw ocenić jego właściwości. Kluczową kwestią jest kondycjonowanie temperaturowe i pakowanie przesyłki, która powinna być już w pożądanej temperaturze. Urządzenia łańcucha chłodniczego są zwykle zaprojektowane do utrzymywania stałej temperatury, ale nie do doprowadzania przesyłki do tej temperatury, więc nie będą w stanie odpowiednio działać, jeśli przesyłka nie jest przygotowana i kondycjonowana. Wartym uwagi wyjątkiem są banany, które są transportowane w temperaturze około 13o Celsjusza, w przypadku których możliwe jest użycie chłodni reeferowej do schłodzenia przesyłki. Inne kwestie to miejsce przeznaczenia przesyłki oraz warunki pogodowe panujące w tych regionach, np. czy przesyłka będzie narażona na ekstremalne zimno lub ciepło na trasie transportu. Użycie reefera z własnym agregatem zwykle łagodzi te obawy. Jednostka ładunkowa przewożąca ładunek wrażliwy na temperaturę również musi być odpowiednio przygotowana. Na przykład kontener chłodniczy musi zostać oczyszczony parą w celu wyeliminowania ryzyka skażenia bakteryjnego i doprowadzony do warunków określonych przez nadawcę, czyli temperatury i wilgotności. Kolejna kwestia dotyczy kontroli atmosfery, czyli utrzymania odpowiedniego poziomu tlenu i dwutlenku węgla, co pomaga kontrolować (opóźniać) dojrzewanie. Kontrola ta może dotyczyć całego transportu (reefer), ale najczęściej polega na pakowaniu produktów w worki polietylenowe, co pozwala kontrolować przenikanie gazów podczas transportu.
• Wybór środka transportu. O tym, w jaki sposób przesyłka zostanie przetransportowana, decyduje kilka kluczowych czynników. Odległość między miejscem pochodzenia a miejscem przeznaczenia (która często obejmuje szereg lokalizacji pośrednich), rozmiar i waga przesyłki, wymagana temperatura zewnętrzna oraz wszelkie ograniczenia czasowe (podatność produktu na psucie się) mają wpływ na dostępne opcje transportowe. Na krótkich dystansach można poruszać się furgonetką lub ciężarówką, natomiast dłuższa podróż może wymagać samolotu lub kontenerowca. W tym przypadku, stosunek kosztów do nietrwałości staje się czynnikiem decydującym o wyborze środka transportu.
• Procedury niestandardowe. Jeśli ładunek przekracza granice państw, procedury celne mogą stać się bardzo ważne, ponieważ produkty łańcucha chłodniczego są wrażliwe na upływ czasu i podlegają kontroli w większym stopniu niż zwykłe ładunki (np. produkty rolne, leki i próbki biologiczne). Trudność tego zadania różni się w zależności od kraju (lub bloku gospodarczego) i bramy, ponieważ istnieją różnice w procedurach i opóźnieniach. Powszechnym problemem jest inspekcja sanitarna, która może wymagać fumigacji. Kwestie celne są powszechnie uznawane za najważniejsze w tworzeniu niezawodnych międzynarodowych łańcuchów chłodniczych.
• “Ostatnia mila”. Ostatnim etapem jest faktyczne dostarczenie przesyłki do miejsca przeznaczenia, co w logistyce często określa się mianem “ostatniej mili”. Kluczowe kwestie przy organizowaniu ostatecznej dostawy dotyczą nie tylko miejsca przeznaczenia, ale także czasu dostawy, aby zapewnić dostępność krytycznej siły roboczej i przestrzeni magazynowej. Samochody ciężarowe i dostawcze, które są podstawowymi środkami transportu na tym etapie, muszą spełniać specyfikacje niezbędne do przewiezienia przesyłki z łańcuchem chłodniczym. Ponieważ wiele dostaw produktów łańcucha chłodniczego, szczególnie artykułów spożywczych, odbywa się w środowisku miejskim, utrudniają je korki i trudności z parkowaniem Ważne jest również ostateczne przeniesienie przesyłki do chłodni, ponieważ istnieje możliwość naruszenia integralności i uszkodzenia delikatnych towarów, takich jak produkty.
• Integralność i zapewnienie jakości. Po dostarczeniu przesyłki, a urządzenia rejestrujące temperaturę lub znane anomalie temperatury muszą być rejestrowane i znane. Jest to etap procesu logistycznego, który tworzy zaufanie i odpowiedzialność, zwłaszcza jeśli ponoszona jest odpowiedzialność za uszkodzoną przesyłkę. Jeśli wystąpią problemy lub anomalie, które narażają przesyłkę na szwank, należy podjąć wysiłek w celu zidentyfikowania źródła i znalezienia działań korygujących. Jest to szczególnie istotne w przypadku towarów o wysokiej wartości w łańcuchu chłodniczym. Podczas gdy wartość standardowego ładunku kontenerowego może wynosić od 50 000 do 100 000 USD, ładunek reeferowy może osiągnąć wartość 1 miliona USD. W przypadku farmaceutyków wartość ładunku może sięgać 50 mln USD.

• 

• 

• 

W związku z powyższym, Dlatego też tworzenie i funkcjonowanie łańcuchów chłodniczych jest uzależnione od danych łańcuchów dostaw, ponieważ każda jednostka ładunkowa, która ma być przewożona, ma inne wymagania pod względem lokalizacji, zapotrzebowania, poziomu koncentracji, integralności ładunku i integralności transportu. Ze względu na dodatkowe zadania, jak również energię potrzebną do pracy urządzenia chłodniczego, koszty transportu produktów w łańcuchu chłodniczym są znacznie wyższe niż zwykłych towarów. Ciągły wzrost poziomu życia i specjalizacja ekonomiczna pozostaną w najbliższych latach ważnymi czynnikami wpływającymi na rosnące zapotrzebowanie na towary łatwo psujące się i logistykę łańcucha chłodniczego wspierającą ich transport.

Powiązane tematy

• Łańcuchy wartości i transport towarowy
• Logistyka i dystrybucja towarów
• Logistyka globalnych systemów żywnościowych

.

• Globalization and International Trade
• The Containerization of Commodities
• Port Cold Chains (PEMP – External Link)

Bibliografia

• Coyle, 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.
• Rees, J. (2013) Refrigeration Nation: A History of Ice, Appliances, and Enterprise in America, Johns Hopkins University Press.

.