Corona-Impfstoffe bestens verpackt – wie eiskalte Herausforderungen gemeistert werden

Ganz vorne mit dabei sind auch mehrere deutsche Hersteller von Kunststoffverpackungen, die als Kälteexperten mit ihren Kühlboxen zum Erfolg der COVID-Impfstoffe beitragen.

Denn die Vakzine gegen COVID 19 sind sehr komplexe Produkte mit jeweils sehr unterschiedlichen Anforderungen. Das gilt nicht nur für die Herstellung, sondern auch die Logistik. Wirksamkeit, Qualität und Sicherheit sowie die schnelle Versorgung der Bevölkerung mit ausreichend Impfstoff haben dabei oberste Priorität.

Die fragilen Covid-19-Impfstoffe müssen ohne Unterbrechung der Kühlkette sicher in alle Teile der Welt transportiert werden. Denn die neuartigen Vakzine müssen im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen – zum Beispiel gegen Grippe – meist mit Südpol-Minusgraden tiefgekühlt gelagert und transportiert werden.

15 Millionen Kühlboxen

Eine Studie von DHL und McKinsey macht die Herausforderungen an den Transport deutlich: Für den Versand von weltweit zehn Milliarden Impfstoff-Einheiten müssen 15 Millionen Kühlboxen auf rund 200.000 Paletten und in 15.000 Frachtflügen transportiert werden.

Dazu kommen die weitere Verteilung in den Ländern bis hin zu den Impfzentren sowie den Alters- und Pflegeheimen – die sogenannte letzte Meile. Für die Vertei­lung des Impf­stoffs inner­halb der Bundes­re­pu­blik ist der Bund zustän­dig und jedes Bundes­land soll über eine ausrei­chend dimen­sio­nier­te Logis­tik verfügen.

Weil sich, je nach Impfstoff, die nötigen Temperaturbereiche unterscheiden, müssen Pharmahersteller und Logistiker die passende Transportlösung wählen. Dafür zugelassen sind nur Boxen und Verpackungen, die die anspruchsvollen Test- und Qualifizierungsprozesse durchlaufen haben und zum Beispiel die geforderten Temperaturen über einen längeren Zeitraum einhalten.

Ultra Deep Freeze – eiskalt ist nicht kalt genug

Der künstlich im Labor hergestellte Impfstoff von Biontech beruht auf der neuartigen mRNA-Technologie. Wegen der sehr schnellen Entwicklungszeit gibt es bisher kaum Daten zur chemischen Stabilität von solchen Impfstoffen.

Um Risiken zu vermeiden, wird der Wirkstoff von Biontech deshalb bei minus 70 Grad besonders kalt transportiert. „Ultra Deep Freeze“ nennt man solche Temperaturanforderungen in der Logistik. Der Impfstoff von Moderna besitzt eine etwas andere Schutzhülle der mRNA als der von Biontech. Sie besteht aus Lipid-Nanomolekülen, so dass dafür eine Temperatur von nur minus 20 Grad ausreicht.

Für jede Temperatur die richtige Transportbox

Die unterschiedlichen, teilweise extremen Temperaturanforderungen sind jedoch kein Problem für die Hersteller der dafür extra zertifizierter Transportboxen. Biontech, Pfizer, Moderna und Co sowie deren Transportunternehmen können unter verschiedenen speziellen Kühlboxen wählen.

Viele Anforderungen an die Verpackungen

Auch Storopack bietet mehrere qualifizierte Lösungen, die unterschiedliche Temperaturbereiche abdecken. Der Verpackungsspezialist kann ebenfalls Transporte bis zu minus 70 Grad gewährleisten.

Die Boxen halten die Temperatur unterwegs für eine definierte Zeit zuverlässig im erforderlichen Kältebereich und schützen zugleich vor Beschädigungen. Zur Kühlung dienen beispielsweise Kühlakkus oder Trockeneis.

Darüber hinaus bietet Storopack auch Verpackungslösungen bis zu minus 20 Grad sowie 2 bis 8 Grad. Diese sind beispielsweise für den Transport der Impfstoffe von Moderna geeignet, die in Europa als zweiter Impfstoff zugelassen wurden. Die Vakzine des US-Herstellers benötigen nur eine Transport- und Lagertemperatur von minus 20 Grad.

Natürlich spielt auch die Versanddauer eine wichtige Rolle. Je nach Anforderung und der jeweiligen Lieferkette halten die Isolierboxen von Storopack die erforderliche Temperatur bis zu 12, 48 oder 72 Stunden. Das ermöglicht bei Bedarf auch einen Transport innerhalb Europas durch mehrere Länder.

Die Boxen von Storopack sind als Einweg- oder Mehrweglösung erhältlich und aus expandiertem Polypropylen (EPP) oder expandiertem Polystyrol (EPS*) – allgemein bekannt als Styropor – gefertigt.

Konstante Temperatur für mehr als 10 Tage

Über einen Zeitraum von 250 Stunden hält die Kältebox O-Box H250 von OHLRO einen Temperaturbereich zwischen 2 und 8 Grad konstant. Die Box mit patentiertem Kühlsystem besteht aus einer Styroporbox mit kombinierter Kühltechnik. In Hohlkammern aller Außenwände befinden sich Vakuum-Einheiten, die optimal einen Wärmeaustausch mit der Außenwelt verhindern.

Unter der Marke Thermocon entwickelt, qualifiziert und produziert in der Schaumaplast Gruppe ein eigener Geschäftsbereich Thermoverpackungen für die Pharmaindustrie. In den Thermocon-Systemen werden von Corona-Testkits, Organen, Krebswirkstoffen bis hin zu Tiersamen verschiedenste temperaturempfindliche Produkte transportiert. Als sich im Sommer abzeichnete, dass der Biontech-Corona-Impfstoff bei -70°C gelagert und transportiert werden muss, begannen die Schaumaplast-Ingenieure Thermoboxen unterschiedlichster Größe mit Trockeneis als Kühlmedium zu qualifizieren.

Im Ergebnis stehen Lösungen mit 1 Liter Produktraum bis hin zu Isolierbehältern, welche ein komplette Europalette aufnehmen können, bereit. Selbst bei sommerlichen Außentemperaturen werden die -70°C teils über fünf Tage hinaus zuverlässig gehalten. In den Styropor- und Neopor-Boxen wurden bereits Tausende Impfdosen sicher temperiert an ihr Ziel gebracht. „Es ist schon eine besondere Zeit für Schaumaplast. Das ganze Team hat hart gearbeitet und ist nun glücklich seine Produkte im Einsatz zu sehen“, berichtet Geschäftsführer Markus Hoffmann

Wie bei allen Herstellern der Kühlboxen für die weltweiten Impfstofftransporte sind die Kühlsystem-Anforderungen hoch: Thermocon spricht von einem besonderen Schaumstoff, einem speziellen Aufbau der Box und eigens entwickelten Kühlflüssigkeiten, die dosiert Kälte abgeben oder puffern.

„Denn die Schwierigkeit ist es, die Kühlenergie, die man in die Box gibt, so konstant abzugeben, dass es nicht am Anfang des Transportes zu kühl und am Ende zu warm ist. Wir müssen dafür spezielle Verfahren einhalten, um konstant die Temperatur in der Box einhalten zu können“, so Bernhard Hauck, Geschäftsführer der Schaumaplast Gruppe.

Die für den Verbraucher ungewöhnlich graue Anmutung des eigentlichen weißen EPS (airpop/Styropor) resultiert aus der Beimischung von Graphit, das die Isolierleistung noch weiter erhöht. Ursprünglich von der BASF für die Dämmung von Gebäuden entwickelt, leistet das Material nun einen wichtigen Beitrag in der Impfstoff-Kühlkette.

Ausgezeichnete Airpop-Verpackungen

Ebenfalls für den Transport von Impfstoffen geeignet, sind die modularen Verpackungen von FEURER für die Pharma- und Chemieindustrie. Der Verpackungshersteller hat die weltweit erste EPS-Gefahrgutverpackung ohne Umkarton entwickelt, die vor Kurzem auch mit dem WorldStar Award die höchste globale Auszeichnung der Verpackungsbranche erhielt.

Die airpop-Verpackung, die aus rund 98 Prozent Luft und zwei Prozent Kunststoff besteht sowie vollständig recycelbar ist, ist für den weltweiten Transport gekühlter Stoffe im Paketversand innerhalb von 72 Stunden weltweit geeignet. Der Temperaturbereich erstreckt sich von plus 2 bis plus 8 Grad und auch bis hin zu minus 20 Grad.

Kunststoffverpackungsindustrie gut vorbereitet

An der Logistik wird es bei der schnellen und sicheren Versorgung der Bevölkerung mit Impfstoffen nicht scheitern. Die Verpackungsunternehmen sind gut vorbereitet und spielen eine systemrelevante Rolle in diesem Prozess.

* Was ist EPS?
Im Jahr 1949 hat der BASF-Wissenschaftler Dr. Fritz Stastny das sogenannte „Expandierbare Polystyrol (EPS)“ erfunden. EPS ist extrem leicht. Es besteht zu 98 Prozent aus Luft und zu zwei Prozent aus Polystyrol und kann mehrfach recycelt werden.