Ausbreitung der Containerinspektion dank Analysator

Nach einer Karriere als Zollbeamter in den Niederlanden war Wim van Tienen sich den Gefährdungen durch giftige Gase, die von manchen Frachtcontainern ausgingen, bewusst, so dass er im Jahr 2009 die Firma Van Tienen Milieuadvies B.V. gründete, die Gasanalyse und Sicherheitsberatung anbietet. Das Unternehmen wuchs schnell und beschäftigt heute 23 Mitarbeiter. Wim schreibt einen großen Teil dieses Erfolges der fortgeschrittenen FTIR-Gasdetektions- und Analysetechnologie zu, auf die die Leistungen des Unternehmens abzielen.

Hintergrund

Geschätz gibt es weltweit mehr als 17 Millionen Container, davon sind jederzeit etwa ein Drittel auf Schiffen, Lkw und Zügen unterwegs. Die Gesamtzahl der Containerfahrten in einem Jahr wird auf rund 200 Millionen geschätzt.

„Wim erachtet, dass etwa 10% der Behälter giftige Gase enthalten. Das bedeutet Hunderte von Tausenden von Containern.“

Die Luftqualität in den Behältern variiert je nach Ware, Verpackungsmaterial, Laufzeit, Temperatur, Feuchtigkeit und dem Vorhandensein von Begasungsmitteln enorm. Infolgedessen enthalten viele Behälter gefährliche Mengen an giftigen Gasen die eine Gefährdung für den Hafen und den Transport von Arbeitnehmer, Zollbeamten, Lagerarbeiter, Ladenmitarbeiter und Verbraucher darstellen. Vor dem Öffnen der Behälter ist es daher wesentlich, dass die Risiken effektiv beurteilt werden.

Zwar können schädliche Lösungsmitteldämpfe und die meisten Begasungsmittel gerochen werden, aber, erläutert Wim „Einige Gase sind geruchlos und einige kann die menschliche Nase nur in hohen Konzentrationen wahrnehmen; Ethylenoxid zum Beispiel, wird üblicherweise als Sterilisiermittel für medizinische Vorrichtungen verwendet. Es ist extrem giftig, die höchstzulässige Konzentration ist 0,5 ppm. Allerdings beträgt die Geruchsschwellengrenze von Ethylenoxid 500 ppm, so dass der Nachweis mit spezialisierten Geräten zwingend ist.“

Bei der Prüfung stellt die Vielfalt der potenziellen Kontaminanten eine technologische Herausforderung dar, denn wenn nach bestimmten Gasen gesucht wird besteht das Risiko andere Verbindungen nicht zu erkennen. Es ist aber auch nicht umsetzbar, jeden einzelnen Container zu untersuchen, so dass logische Verfahren entwickelt werden müssen um Risiken zu minimieren.

Erkennen und Messen von Gasen

2009, als Wim das Unternehmen gründete, wurde die Container-Gas-Erkennung mit herkömmlichen Feldmesstechniken (Gasdetektionssensoren und Röhren) durchgeführt. „Dieser Ansatz war kompliziert, teuer und zeitaufwändig, und es war unmöglich, alle Risiken abzudecken“, sagt er. „Mit Sensoren und Röhren kann nur eine begrenzte Anzahl von Verbindungen spezifisch gemessen werden. Darüber hinaus ist die Genauigkeit der Detektionsröhrchen schlecht und sie können an Überkreuz-Reaktionen durch störende Substanzen beeinträchtigt werden.“

„Technologien wie PID-Detektoren reagieren auf eine Vielzahl von organischen Verbindungen, sind aber nicht selektiv und nicht in der Lage, häufig gefundene Substanzen mit hohen Ionisationspotentialen wie 1,2-Dichlorethan und Formaldehyd zu detektieren.“ Wim glaubt also nicht dass traditionelle Messtechniken der beste Ansatz zur Deckung aller Risiken sind. „Um die gängigsten Gase nachzuweisen wäre eine große Anzahl von Röhren für jeden Behälter notwendig, immer noch mit dem Risiko andere Verbindungen nicht zu erkennen, und es wäre sehr teuer“, warnt er.

„Es ist auch möglich, organische Verbindungen bei der Verwendung eines Gaschromatographen zu spezifizieren, aber die Anzahl der zu testenden Verbindungen ist begrenzt und die Verwendung eines GC erfordert eine häufige Kalibrierung mit teuren Standardgasen.“

Gleichzeitige Multigasanalyse

Als Ergebnis der Probleme, die mit herkömmlichen Gasdetektionstechniken verbunden sind, war Wim bemüht eine alternative Technologie zu finden und 2013 wurde er auf die tragbaren FTIR Multigas-Analysatoren der finnischen Firma Gasmet Technologies aufmerksam. „Der Gasmet DX4040 schien das Ergebnis unserer Wünsche zu sein“, sagt Wim. „Das Instrument ist in der Lage Hunderte von Verbindungen gleichzeitig zu erkennen und zu messen; Mit dieser Technik werden alle inventarisierten Hochrisikosubstanzen wie Ethylenoxid und Formaldehyd immer in Echtzeit gemessen.

„Mit Hilfe von Peter Broersma vom Gasmet-Distributor Reaktie wurde für unsere Anwendung zur Containerüberwachung eine spezielle Bibliothek mit über 300 Gasen angelegt und von unseren Gasprüfspezialisten werden nun 8 Gasmet DX4040 FTIR-Geräte eingesetzt.“

Der Hauptvorteil der Gasmet FTIR-Analysatoren ist die gleichzeitige Multigas-Analyse. Wim ergänzt: „Unsere Überwachungsarbeit ist jetzt viel schneller, effizienter und kostengünstiger. Nicht zuletzt weil die Analysatoren klein, leicht, relativ einfach zu bedienen sind und außer einer schnellen täglichen Nullkontrolle mit Stickstoff keine Kalibrierung erforderlich ist.“

Van Tienen Milieuadvies beschäftigt auch einen vollständig ausgebildeten und hochqualifizierten Chemiker, Tim Gielen, der in der Lage ist, eine eingehende Analyse der aufgezeichneten FTIR-Spektren bei Bedarf durchzuführen. Dies kann dazu führen, dass die Ergebnisse mit Nist-Referenzspektren für über 5000 Verbindungen verglichen werden.

Die meisten Gase, die von FTIR-Analysatoren erkannt und gemessen werden, sind frachtbezogen. Wim sagt: „Die Gasbildung im geschlossenen Behälter während des Transports ist das größte Problem, es entstehen VOCs (flüchtige organische Kohlenwasserstoffe) wie Toluol, Xylol, MEK, 1,2 Dichlorethan, Treibmittel wie Isopentan und Butane aus den Verpackungsmaterialien und Produkten.

„Formaldehyd, das aus geklebten Paletten verdunstet, wird am häufigsten gefunden. Andererseits werden auch häufig gefundene Begasungsmittel wie Sulfuryldifluorid und Cyanwasserstoff mit unseren FTIR-Analysatoren überwacht.“

Container Management

Die Notwendigkeit der Containergas Untersuchungen wird auch durch die Arbeitgeber-Pflichten gegenüber den Angestellten, formuliert in internationalen Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften, angetrieben. Unternehmen die Container beziehen müssen untersuchen ob Mitarbeiter die sie öffnen oder betreten Gefühlen von Erstickung, Vergiftung, Feuer oder Explosion ausgesetzt sein könnten. Damit die Arbeitgeber das Personal vor solchen Gefährdungen schützen können ist eine Risikobewertung erforderlich, gepaart mit einem effektiven Plan zur Kategorisierung und Überwachung von Containerströmen. „So entwickeln wir eine effektive Überwachungsstrategie“, erklärt Wim. „Wenn eine Sendung von Behältern von demselben Absender, die die gleichen Waren und Verpackungsmaterialien enthalten, als sicher eingestuft wird, kann die Anzahl der Behälter, die innerhalb dieser Sendung untersucht wird, reduziert werden. Umgekehrt, wenn toxische Gase regelmäßig identifiziert werden, wird die Häufigkeit der Untersuchungen erhöht.“

Sobald ein Behälter mit gefährdenden Gasen ermittelt wird muss er „entgast“ werden, ein Service den Van Tienen Milieuadvies zur Verfügung stellt. Der Prozess beinhaltet die Montage eines leistungsstarken Ventilators an der Tür und die Absorbtion der Gase mittels Aktivkohle. Sobald die Entgasung abgeschlossen ist sollte der Behälter sofort entladen werden, da sich die beteiligten Gase in einem geschlossenen Behälter schnell wieder ansammeln und eine Wiederholungsprüfung nötig machen.

Aus langjähriger Erfahrung schätzt Wim das rund 10% der Behälter giftige Gase enthalten. „Das bedeutet, dass Hunderte von Tausenden von Containern durch die Welt reisen und ein großes Risiko für jeden darstellen, der sie betreten oder öffnen könnte. Wo dieses Risiko besteht sollten daher wirksame Überwachungsstrategien vorhanden sein.“

„Die FTIR-Gasanalyse hat uns bei dieser Arbeit enorm genutzt. Für uns sind die Hauptvorteile Geschwindigkeit und Verläßlichkeit – wir können nun viel mehr Container pro Tag auf eine große Anzahl von Zielverbindungen überprüfen und sind in der Lage, die Risiken für das Personal drastisch zu senken. Die Schnelligkeit, gepaart mit vernachlässigbaren Service-, Kalibrier- und Verbrauchsmaterialien bedeuten, dass die laufenden Kosten der Überwachung minimal sind.“

„Van Tienen kombiniert die Gasmet DX4040 Messungen mit Risikoanalyse, die den besten Schutz den zuständigen Mitarbeitern für das Öffnen von Containern bietet. Wir haben eine LRQA-Zertifizierung für die von uns entwickelten Verfahren, um die Einhaltung der arbeitsmedizinischen und gesundheitlichen Rechtsvorschriften nachzuweisen.“

„Die Risikoanalyse bietet für unsere Kunden eine Kostensenkung, da Messfrequenzen in sicheren Sendungen deutlich reduziert werden können. Ursachenanalyse ist auch Teil unserer Risikoanalyse.“

Wir freuen uns, dass der Einsatz von Gasmet FTIR sich rasch global ausdehnen wird, da die mit Container verbundenen Risiken besser verstanden werden und die Arbeitgeber sich der Vorteile der Technologie bewusst werden.

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