DE10160429B4

DE10160429B4 - Filter mit einem elektronischen Speicherelement

Info

Publication number: DE10160429B4
Application number: DE2001160429
Authority: DE
Inventors: Oscar-Werner Dr. Reif; Christian Oldendorf; Ralf Dr. Lausch; Maik Jornitz; Reinhard Dr. Baumfalk
Original assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Current assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date: 2001-12-08
Filing date: 2001-12-08
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2021-12-09
Also published as: DE10160429A1; DE20217596U1

Abstract

Filter mit einem elektronischen Speicherelement, bestehend aus mindestens einem Filtermaterial und mindestens einem Konstruktionselement, bei dem das Konstruktionselement Träger für mindestens das eine Speicherelement ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Speicherelement (4) beabstandet an dem es tragenden Konstruktionselement (1, 2) angebracht ist, dass das elektronische Speicherelement (4) eine es schützende Ummantelung (6) trägt, und dass mindestens ein Abstandshalter (5) oder eine Faserschicht (7) zwischen Speicherelement (4) und Ummantelung (6) und oder dass mindestens ein Abstandshalter (5) zwischen Ummantelung (6) und Konstruktionselement (1, 2) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter mit einem elektronischen Speicherelement, bestehend aus mindestens einem Filtermaterial und mindestens einem Konstruktionselement, bei dem das Konstruktionselement Träger für mindestens das eine Speicherelement ist.
Bei der Verwendung von Filtern sind für den Anwender meist verschiedene produktspezifische Informationen von Bedeutung. Relevante Daten eines Produktes werden in vielen Fällen mit Hilfe von Datenblättern oder Zertifikaten mitgeteilt. Nicht selten sind die dabei mitgeteilten Daten unpräzise, da sie oft nur Daten ganzer Fertigungschargen mitteilen, nicht aber über den kleinen Ausschnitt der Charge informieren, der direkt vom Anwender, bzw. vom Kunden, verwendet wird. Datenblätter sind üblicherweise dem Produkt beigepackt und nicht am Produkt befestigt, so dass sie ggf. verloren gehen können. Außerdem wird die gelieferte Information oft nur verwaltet, steht aber dann dort wo die Information benötigt wird nicht oder nur auf Umwegen zur Verfügung. Eine Möglichkeit relevante Daten direkt mit dem Produkt zu liefern, bieten elektronische Speicherelemente, die beispielsweise als elektronische Etiketten verwendet werden können. Elektronische Speicherelemente können auf unterschiedlichem Wege auf den Filterprodukten befestigt werden.
So ist aus der DE 201 04 481 U1 ein Filter bzw. Filterelement mit einem als Transponder ausgebildeten Speicherelement bekannt. Dabei wird der Transponder an einer der beiden Endkappen oder an einem der Stützmäntel als Konstruktionselement angeordnet.
Nachteilig dabei ist, dass bei dem bekannten Filter das elektronische Speicherelement in thermischem und physischem Kontakt zu dem Filtermaterial bzw. dem zu filtrierenden Stoff steht und nicht optimal gegenüber äußeren Einflüssen abgeschirmt ist.
Filter mit derartigen elektronischen Speicherelementen sind auch beispielsweise in der EP 0 700 313 B1 , WO 00/40322 A1 , WO 00/32298 A1 und in der WO 98/41306 A1 beschrieben.
Nachteilig ist, dass auch bei diesen bekannten Filtern die elektronischen Speicherelemente in thermischem und/oder physischem und/oder elektrischem Kontakt zu dem Filtermaterial bzw. dem zu filtrierenden Stoff stehen oder zumindest nicht optimal gegenüber dem Filtermaterial und/oder gegenüber anderen äußeren Einflüssen abgeschirmt sind. Insbesondere durch Temperaturveränderungen des Filtermaterials bei einem Filtrationsprozess und/oder bei einem Betrieb, bzw. Datenaustausch des Speicherelements mit einer Auslese- bzw. Speichereinrichtung sowie bei der Herstellung des Filters und bei der Handhabung des Filters durch den Anwender besteht dadurch die Gefahr, das Filter und/oder Speicherelement Schaden nehmen oder sich zumindest gegenseitig in unerwünschter Weise beeinflussen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Filter mit einem elektronischen Speicherelement vorzuschlagen, bei dem eine gegenseitige ungünstige Beeinflussung und/oder Beschädigung von Filter und Speicherelement durch physikalische Prozesse bei ihrer Anwendung sowie bei der Handhabung weitgehend ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass das elektronische Speicherelement beabstandet an dem es tragenden Konstruktionselement angebracht ist, dass das elektronische Speicherelement eine es schützende Ummantelung trägt, und dass mindestens ein Abstandshalter oder eine Faserschicht zwischen Speicherelement und Ummantelung und oder dass mindestens ein Abstandshalter zwischen Ummantelung und Konstruktionselement vorgesehen ist.
Dadurch, dass das Speicherelement durch mindestens einen Abstandshalter oder eine Faserschicht beabstandet an dem es tragenden Konstruktionselement angebracht ist, kann kein Schaden des Speicherelements durch thermische oder andere physikalische Einflüsse, bzw. Kräfte auf den Filter entstehen. Ebenso werden Schäden des Filters bei thermischen, bzw. anderen physikalischen Einflüssen auf das Speicherelement vermieden. Diese Wirkung wird durch die schützende Ummantelung noch verstärkt.
Als Filterelemente kommen insbesondere Filterkerzen, Filtercapsulen, Filterkassetten, Filterwickelmodule und Flachfilterelemente in Frage.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Speicherelement als Transponder ausgebildet.
Ein Transponder besteht im Wesentlichen aus einem Mikrochip und einer Spule, welche die Empfangs- und Sendeantenne bildet. Transponder stehen in vielfältigen Bauformen zur Verfügung, beispielsweise als Folien, Karten oder eingeschmolzen in Glasröhrchen. Vorzugsweise sind Transponder als Lese-/Schreibtransponder ausgebildet. Für bestimmte Anwendungen, können jedoch auch nur passive Transponder, bei denen ein Datensatz bei der Herstellung fest eingebrannt wird, der dann unveränderlich, dass bedeutet auch unmanipulierbar ist, günstig sein. Transponder sind kontaktlos lesbar und ggf. beschreibbar, wobei kein Sichtkontakt zu der Lese-/Schreibstation bzw. zu dem Kommunikationsteil nötig ist. Benutzerdefinierte Daten können dabei problemlos auf dem Mikrochip des Transponders gespeichert werden. Transponder sind zudem durch ein Passwort schätzbar. Da ihre Energieversorgung, d.h. ihre Aktivierung, über eine Ansteuerung mit der Lese-/Schreibstation über ein Hochfrequenzfeld erfolgt, benötigen sie keine eigene Stromversorgung. Daher sind sie besonders kompakt und kostengünstig in der Herstellung sowie einfach in der Handhabung und langlebig im Gebrauch. Sie sind deshalb als Speicherelemente für Filter besonders geeignet.
Nach weiteren, in den Unteransprüchen 3 bis 9 beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind Speicherelemente in Ringformen bzw. einer Manschettenform beschrieben, die an entsprechend ausgebildeten Konstruktionselementen beabstandet anordbar sind.
Diese Anbringungsmöglichkeiten sind besonders günstig und vielfältig für die weitverbreiteten zylinderförmigen Filterelemente, beispielsweise der Firma Sartorius AG, Göttingen, verwendbar.
Gemäß weiteren, in den Unteransprüchen 10 bis 12 beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können die Abstandshalter als Haftmittel, beispielsweise als Klebstoff oder speziell haftendem Kunststoff, Vorsprünge oder Stege ausgebildet sein.
Durch diese Abstandshalter ist eine besonders einfache, effektive und kostengünstige beabstandete Anbringung des Speicherelements möglich.
Nach weiteren, in den Unteransprüchen 13 bis 17 beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung trägt das elektronische Speicherelement eine es schützende Ummantelung. Die Ummantelung kann aus einem oder mehreren Materialien aufgebaut sein. Besonders effektiv ist der Schutz, durch Einbringung einer Faserschicht, beispielsweise aus Vlies, Gewebe, Gewirke, einem Netz oder Gitter, zwischen dem elektronischen Speicherelement und der Ummantelung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an dem Filter bzw. an dessen Konstruktionselement mehrere elektronische Speicherelemente angeordnet, die als Transponder ausgebildet sind. Dabei können die Transponder sequentiell angesteuert werden. Das hat zum Beispiel den Vorteil, dass die Daten in einem der Transponder vom Hersteller unveränderlich eingeschrieben werden können und andere Transponder beispielsweise aktuelle Validierungsdaten und Prozessdaten aufnehmen können, welche im Verlaufe der Benutzung der Filter veränderbar sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergehen sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
1: Ein Abschnitt eines patronenartigen Filters (Filterkerze) mit einem äußeren Transponder in Ringform in einer Seitenansicht im Schnitt,
1a: den Filterabschnitt aus 1 in einer Draufsicht,
2: den Abschnitt des patronenartigen Filters (Filterkerze) mit einem inneren Transponder in Ringform in einer Seitenansicht im Schnitt,
2a: den Filterabschnitt aus 2 in einer Draufsicht,
3: ein Wickelmodul mit einem fluiddurchlässigen Kernrohr mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
4: ein Abschnitt der Filterkerze mit einem Adapter und mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
5: die Filterkerze mit äußerer Rückstausicherung mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
6: ein Disposable mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
7: ein Abschnitt einer Mikrotiterplatte mit Transponder in einer perspektivischen Ansicht,
8: ein Filter mit einer Mehrzahl von Filtermateriallagen mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
9: ein Abschnitt eines Filters in Form einer Kassette mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
10: ein Abschnitt eines Filters mit einem speziell geformten Maxicaps^®-Gehäuse mit Transponder in einer Seitenansicht im Schnitt,
11: ein Transponder als Manschette an dem Maxicaps^®-Gehäuse
12: ein Abschnitt der Filterkerze mit Rückstausicherung im Detail mit ummantelten Transponder mit Faserschicht in einer Seitenansicht im Schnitt und
13: den Abschnitt der Filterkerze mit Rückstausicherung im Detail mit ummanteltem Transponder mit Abstandsstegen in einer Seitenansicht im Schnitt.
Ein Filter besteht im Wesentlichen aus einem Filtermaterial 3, 3' und einem Konstruktionselement 1, 2, und weist ein, beabstandet an dem es tragenden Konstruktionselement 1, 2 angeordnetes, elektronisches Speicherelement 4 auf.
Die 1 + 2 zeigen abschnittsweise ein patronenartiges Filterelement, eine sogenannte Filterkerze, deren Bauart beispielsweise in der DE 299 05 892 U1 beschrieben ist. Die Darstellungen in 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht im Schnitt, die 1a und 2a jeweils eine Draufsicht. Die Filterkerze weist eine äußere Rückstausicherung 1 und eine innere Rückstausicherung 2, die als fluiddurchlässiges Kernrohr ausgebildet ist auf. Zwischen den Rückstausicherungen befindet sich der eigentliche Filter bestehend aus dem Filtermaterial 3. Bei der in 1, bzw. 1a gezeigten Ausführungsform ist das elektronische Speicherelement 4, vorteilhaft als Transponder ausgebildet, in einer Ringform ausgebildet. Der Ring, in den das Speicherelement, bzw. der Transponder 4 integriert ist, weist einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser der äußeren Rückstausicherung 1, wodurch sich eine beabstandete Anbringung ergibt. Die Rückstausicherung 1 bildet hier das Konstruktionselement, das den Transponder 4 trägt. 2, bzw. 2a zeigen dagegen einen ringförmigen inneren Transponder. Dieser wird von einer inneren Rückstausicherung 2 aufgenommen, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Transponderrings 4. Die innere Rückstausicherung 2, bzw. das fluiddurchlässige Kernrohr, bildet hier das aufnehmende Konstruktionselement und ist vorteilhaft als ein Stützrohr der Filterkerze ausgebildet.
3 zeigt in einer Seitenansicht im Schnitt ein Wickelmodul mit dem fluiddurchlässigen Kernrohr 2, dessen Bauart beispielsweise in der DE 37 40 249 C2 beschrieben ist. Das Filtermaterial 3 ist als Wickellagen ausgeführt und zwischen zwei Endkappen 8 angeordnet. Der Transponder 4 ist wie in 2 als Ring ausgebildet, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des ihn aufnehmenden Kernrohrs 2. Der Transponder, bzw. der Ring 4 ist zu der oberen Endkappe 8 benachbart in dem Kernrohr 2 befestigt, und damit beabstandet zu dem Filtermaterial 3 angeordnet, wodurch sich eine wirkungsvolle thermische und physische Abschirmung ergibt.
4 zeigt abschnittsweise in einer Seitenansicht im Schnitt eine Filterkerze mit einem Adapter, dessen Bauart beispielsweise in der DE 34 07 956 C2 beschrieben ist. Der Adapter ist ein mit der Endkappe 8 verbundener s-förmiger Materialsteg und bildet mit dieser zusammen eine Verschlusskappe für das patronenförmige Filterelement. Der Adapter ist das tragende Konstruktionselement 1 für den Transponder 4. Der Transponder 4 ist über einen durch Stege ausgebildeten Abstandshalter 5 an dem Adapter beabstandet befestigt.
In 5 ist eine Seitenansicht im Schnitt der Filterkerze dargestellt. Der Transponder 4 ist vorteilhaft über einen Abstandhalter 5, wie in der 4 beschrieben, an dem Konstruktionselement 1 angebracht.
6 zeigt eine anschlussfertige Filtereinheit, ein sogenanntes Disposable, dessen Bauart beispielsweise in der US 4,900,441 A beschrieben ist. Das Disposable ist als kleiner Filter mit einem einstückigen Plastikgehäuse ausgebildet. Der Transponder 4 ist in einer, vorteilhaft aus Kunststoff gebildeten, Ummantelung 6, beispielsweise in einer Folie, integriert und über den Abstandshalter 5, der hier vorteilhaft als Klebstoff ausgebildet ist, an dem Gehäuse, dass das Konstruktionselement 1 darstellt, befestigt.
In 7 ist abschnittsweise eine perspektivische Annsicht eines Filters mit einer sogenannten Mikrotiterplatte dargestellt. Mikrotiterplatten sind Probenträger, die eine Vielzahl von Vertiefungen zur Aufnahme von Flüssigkeitsproben aufweisen, wie sie insbesondere in biotechnologischen und medizinischen Laboratorien verwendet werden. Häufig ist es erforderlich, in einem Filtrationsprozess, die Proben zunächst zu filtrieren. Dies ist mittels eines Filters mit einer speziellen Filtermembran, wie er beispielhaft in der DE 100 05 427 A1 beschrieben ist, möglich. Insbesondere zur Anzeige von Reinigungsintervallen oder Filterwechseln, ist der Einsatz eines Transponders hier von Vorteil. In der in 7 gezeigten Ausführungsform ist der Transponder 4 an einem Seitenteil des Filtergehäuses angebracht. Das Seitenteil dient als das tragende Konstruktionselement 1. Die Anbringung des Transponders 4 ist analog zu der in 6 beschriebenen Befestigung realisiert.
8 zeigt einen Schnitt durch eine Filtrationseinheit mit einem plissierten Filterelement aus einem Filtermaterial 3' und einem vorgelagerten Tiefenfilter aus dem Filtermaterial 3, beispielsweise aus verwirbelten synthetischen Polymermikrofasern, als Vorfilter. Die Bauweise derartiger, besonders kompakter, Filtrationseinheiten ist beispielsweise aus der EP 0 925 104 B1 bekannt. An dem Gehäuse, bzw. Konstruktionselement 1 sind zwei Transponder 4, jeweils in der Ummantelung 6, z.B. aus Folie, und mit einem Abstandshalter 5, beispielsweise einem Klebstoff, beabstandet angebracht.
Die Filtrationseinheit kann auch eine oder mehrere (nicht dargestellte) Membranadsorberlagen aufweisen, beispielsweise nach der prinzipiellen Bauart der bekannten Minisart^®-Filter der Firma Sartorius AG, Göttingen. Dabei kann beispielsweise eine proteinhaltige Probe filtriert werden, wobei ein Zielprotein auf einer Adsorbermembran isoliert wird. Das Zielprotein ist besonders gut in Verbindung mit dem Adsorber in der verschlossenen Filtereinheit lagerbar und sicher transportierbar (als sogenanntes Storage-Device), und kann bei Bedarf wieder vom Adsorber eluiert werden. Mit dem Transponder 4 ist auch hier eine hohe Dokumentationssicherheit und -vereinfachung gegeben
9 zeigt einen Abschnitt einer Filterkassette, deren Bauart beispielsweise in der DE 196 43 851 A1 beschrieben ist. Derartige Kassetten werden insbesondere zur statischen oder dynamischen Filtration oder Stofftrennung im Labor- und Industriebereich verwendet. Derartige Kassetten bestehen aus einer Vielzahl geschichteter flächiger Zuschnitte, die in ihren Randbereichen von einer dauerelastischen Dichtungsmasse fluiddicht eingefasst sind. Die Dichtungsmasse bildet das Konstruktionselement 1 der den Transponder 4 trägt. Der Transponder 4 ist von der Ummantelung 6, vorteilhaft einem Elastomer, umgeben. Zwischen der Ummantelung 6 und dem Transponder 4 sind Faserschichten 7 eingebracht.
10 zeigt abschnittsweise einen Filter mit einem speziellen Gehäuse ohne gesonderte Rückstausicherung, bei dem an der Innenseite Strömungskanäle verlaufen, wie es als Maxicaps^®-Gehäuse der Firma Sartorius AG, Göttingen, und beispielsweise aus der EP 0 907 397 B1 , bekannt ist. An der äußeren Gehäusestruktur ist, dem Verlauf der Struktur angepasst, der Transponder 4 über die Ummantelung 6, vorteilhaft aus Glas geformt, mit dem Abstandshalter 5, vorteilhaft einem Klebstoff, befestigt.
In 11 ist der Transponder 4 in eine Manschette 9 integriert, die das Maxicaps^®-Gehäuse, das das tragende Konstruktionselement 1 bildet, umschließt.
12 zeigt schematisch ein Detail der Filterkerze, bei dem der Transponder 4 in der Ummantelung 6 integriert ist, wobei zwischen der Ummantelung 6, beispielsweise aus Kunststoff, und dem Transponder 4 die Faserschichten 7 eingearbeitet sind. Das tragende Konstruktionselement 1 wird durch die äußere Rückstausicherung gebildet. Die Ummantelung 6 ist mit (Kunststoff)schweißnähten 11 mit dem Konstruktionselement 1 verbunden.
In 13 ist schließlich das Detail aus 12 dargestellt, wobei anstelle der Faserschichten 7, der Abstandshalter 5 in Form von Stegen vorgesehen ist.

Claims

Filter mit einem elektronischen Speicherelement, bestehend aus mindestens einem Filtermaterial und mindestens einem Konstruktionselement, bei dem das Konstruktionselement Träger für mindestens das eine Speicherelement ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Speicherelement (4) beabstandet an dem es tragenden Konstruktionselement (1, 2) angebracht ist, dass das elektronische Speicherelement (4) eine es schützende Ummantelung (6) trägt, und dass mindestens ein Abstandshalter (5) oder eine Faserschicht (7) zwischen Speicherelement (4) und Ummantelung (6) und oder dass mindestens ein Abstandshalter (5) zwischen Ummantelung (6) und Konstruktionselement (1, 2) vorgesehen ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Speicherelement (4) als Transponder ausgebildet ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Speicherelement (4) eine Ringform aufweist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des den Ring tragenden Konstruktionselementes (1).
Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktionselement (1) eine äußere Rückstausicherung eines patronenartigen Filters ist.
Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktionselement (1, 2) ein mit einer Endkappe (8) eines patronenförmigen Filterelements verbundener Adapter ist.
Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktionselement (1, 2) ein Abschnitt eines zylinderförmigen Filtergehäuses ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Speicherelement (4) eine Ringform aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des den Ring aufnehmenden Konstruktionselementes (2).
Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktionselement (2) ein inneres Stützrohr eines patronenartigen Filters ist.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Speicherelement (4) in einer Manschette (9) integriert ist, die das tragende Konstruktionselement (1) umschließt.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (5) als ein Haftmittel ausgebildet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (5) als mindestens ein Vorsprung ausgebildet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (5) als mindestens ein Steg ausgebildet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (6) aus mindestens einem Material besteht.
Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Elastomer ist.
Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Kunststoff ist.
Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Glas ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserschicht (7) aus der Gruppe der Vliese, Gewebe, Gewirke, Netze oder Gitter oder Kombinationen davon ausgewählt ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei elektronische Speicherelemente an dem Konstruktionselement angeordnet sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere als Transponder ausgebildete elektronische Speicherelemente sequentiell ansteuerbar an dem Konstruktionselement angeordnet sind.