Was bedeutet Konditionierung bei PCM?

PCM steht für „Phase Change Material“ – also ein Phasenwechselmaterial. Dieses nimmt beim Phasenwechsel thermische Energie auf beziehungsweise gibt sie ab und kann dadurch die Temperatur innerhalb einer isolierten Verpackung stabilisieren.

Der angegebene Schmelzpunkt bzw. Phasenwechselpunkt beschreibt die Temperatur, bei der dieser Phasenwechsel stattfindet. 

Für die Konditionierung gilt jedoch eine andere Temperatur. 

Das PCM wird bei einer definierten Konditionierungstemperatur „aufgeladen“. Diese Temperatur liegt bewusst über beziehungsweise unter dem angegebenen Schmelzpunkt – abhängig vom jeweiligen PCM und dessen Einsatzbereich. 

Ein Beispiel ist ein PCM-Kühlelement mit einem Phasenwechselpunkt von +4 °C, wie es auch bei OHLRO für Anwendungen im Bereich +2 °C bis +8 °C eingesetzt wird.

Temperatur und Zeit - beides muss stimmen

Ein häufiger Fehler bei der Konditionierung ist, nur auf die Temperatur zu achten.

Damit ein PCM-Kühlelement vollständig konditioniert ist, muss es über einen ausreichend langen Zeitraum bei der vorgeschriebenen Temperatur gehalten werden.

Denn nur weil sich die Oberfläche bereits kalt anfühlt, bedeutet das nicht automatisch, dass das gesamte PCM im Inneren vollständig konditioniert ist.

Daher gilt:

Konditionierung = richtige Temperatur + richtige Zeit + vollständige Durchkonditionierung.

Die jeweils erforderliche Konditionierungstemperatur und -dauer sind den Herstellerangaben des jeweiligen PCM-Kühlelements zu entnehmen und einzuhalten.

PCM und Isolierung - Die Kombination entscheidet

Ein leistungsfähiges PCM-Kühlelement allein reicht jedoch nicht aus, um eine Temperatur über einen längeren Zeitraum zuverlässig zu halten.

PCM und Isolierverpackung müssen als Gesamtsystem betrachtet werden.

Das PCM übernimmt dabei die Aufgabe, Wärmeenergie aufzunehmen oder abzugeben und dadurch die Temperatur zu stabilisieren. Die Isolierverpackung reduziert gleichzeitig den Wärmeeintrag von außen beziehungsweise den Wärmeverlust nach außen.

Wird ein hochwertiges PCM-Kühlelement in einer nicht ausreichend isolierenden Verpackung eingesetzt, kann die gewünschte Temperatur trotzdem nicht über die erforderliche Zeit gehalten werden. Die gespeicherte thermische Energie des PCM wird dann durch den zu hohen Wärmeeintrag zu schnell aufgebraucht.

Umgekehrt kann auch eine sehr leistungsfähige Isolierverpackung ihre Vorteile nicht vollständig ausspielen, wenn das eingesetzte PCM nicht zum gewünschten Temperaturbereich passt oder nicht korrekt konditioniert wurde.

Die Zieltemperatur des PCM, die richtige Konditionierung und eine leistungsfähige Isolierverpackung müssen deshalb aufeinander abgestimmt sein.

OHLRO bietet hierfür unterschiedliche Isolierverpackungen und Kühlelemente an, die entsprechend der jeweiligen Anwendung kombiniert werden können.

Unterschiedliche Temperaturbereiche, unterschiedliche Anforderungen

PCM-Kühlelemente gibt es für unterschiedliche Temperaturbereiche. OHLRO bietet beispielsweise PCM-Lösungen mit Phasenwechselpunkten von +4 °C, +22 °C, -18 °C oder -30 °C an.

Dabei gilt: Jedes PCM benötigt seine eigene, definierte Konditionierung.

Ein PCM für den Bereich +2 °C bis +8 °C wird anders vorbereitet als ein PCM für den Tiefkühlbereich. Die Konditionierungsbedingungen dürfen deshalb nicht pauschal von einem Produkt auf ein anderes übertragen werden.

Auch die Isolierverpackung muss zum jeweiligen Temperaturbereich, zur gewünschten Laufzeit und zu den äußeren Bedingungen passen.

Worauf kommt es bei der Anwendung an?

Für einen zuverlässigen Einsatz von PCM-Kühlelementen sollten folgende Punkte berücksichtigt werden:

• Passendes PCM auswählen: Der Phasenwechselpunkt muss zum gewünschten Transporttemperaturbereich passen.
• Herstellerangaben beachten: Konditionierungstemperatur und -dauer sind einzuhalten.
• Ausreichend lange konditionieren: Das PCM muss vollständig durchkonditioniert sein.
• Geeignete Isolierverpackung verwenden: Die Verpackung muss den Wärmeeintrag ausreichend reduzieren.
• Packanweisung einhalten: Position und Anzahl der Kühlelemente beeinflussen die Temperaturverteilung.
• Gesamtsystem betrachten: PCM, Isolierverpackung, Produkt, Außentemperatur und Transportdauer müssen aufeinander abgestimmt sein.
  

Fazit: Nur die Kombination sorgt für zuverlässige Temperaturführung

PCM-Kühlelemente ermöglichen eine gezielte Temperaturführung – vorausgesetzt, sie werden richtig eingesetzt. Dabei sind Konditionierungstemperatur, Konditionierungsdauer und die vollständige Durchkonditionierung ebenso entscheidend wie die Wahl einer geeigneten Isolierverpackung.

Der angegebene Schmelzpunkt des PCM ist nicht mit der Konditionierungstemperatur gleichzusetzen: Das PCM wird gezielt auf eine andere Temperatur gebracht und dadurch für den Transport „aufgeladen“.

Entscheidend für die tatsächliche Laufzeit des Temperaturerhalts ist jedoch das Zusammenspiel aus PCM und Isolierung. Erst die richtige Kombination aus einem auf die Zieltemperatur abgestimmten PCM-Kühlelement und einer leistungsfähigen Isolierverpackung ermöglicht eine zuverlässige Temperaturführung während Lagerung und Versand.

PCM und Isolierung müssen zusammenpassen – denn nur das Gesamtsystem entscheidet darüber, wie lange die gewünschte Temperatur gehalten werden kann.

OHLRO bietet hierfür passende Kühlelemente und leistungsfähige Isolierverpackungen für unterschiedliche Temperaturbereiche und Transportanforderungen.