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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit für eine Abfüllanlage, insbesondere für eine Flaschenabfüllanlage.
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In Abfüllanlagen werden vielfach sterile Flüssigkeiten, beispielsweise steriles Wasser, für verschiedenste Zwecke benötigt, beispielsweise zur Hygienisierung des Füllers oder auch der Behältnisse bzw. Flaschen. Sterilwasser wird beispielsweise auch für die Gewindeabspritzung oder Ähnliches verwendet.
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Insbesondere wird Sterilwasser auch für die interne und externe Desinfektion bzw. Sterilisation der Abfüllanlage verwendet. Ein Verfahren zur Reinigung und Sterilisation von inneren Oberflächen des Leitungssystems einer Abfüllanlage ist beispielsweise aus der
JP 2007-022600 bekannt.
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Im Stand der Technik wird üblicherweise ein Flüssigkeitstank, befüllt mit Wasser, bereitgestellt. Das Wasser wird durch Einsatz von Ultrahocherhitzung sterilisiert. Danach kann das sterile Wasser bei Bedarf in die Anlage geleitet werden. Alternativ kann auch eine chemische Sterilisierung des Wassers mittels eines Desinfektionsmittels durchgeführt werden. Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels sind beispielsweise aus der
DE 10 2006 007 931 , der
DE 20 2005 008 695 oder der
EP 0 470 841 bekannt (zur elektrochemischer Aktivierung siehe auch
GB 2 057 501 ).
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Nach Verbrauch des sterilen Wassers muss in diesem Fall der Flüssigkeitstank erneut befällt und das neu eingefüllte Wasser sterilisiert werden. Dadurch kann es zu zeitlichen Verzögerungen im Prozessablauf bzw. zu Stillstandszeiten des Füllers kommen. Um diese Verzögerungen kurz zu halten, wird eine hohe Konzentration an Desinfektionsmitteln verwendet um relativ rasch den erforderlichen Grad an Keimfreiheit zu erzielen. Auf Grund der Aggressivität der Desinfektionsmittel kann deren hohe Konzentration im sterilen Wasser jedoch längerfristig zu einer Schädigung von Leitungen, Ventilen oder dergleichen in der Anlage, welche mit dem sterilen Wasser in Kontakt kommen, führen.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine effizientere Bereitstellung einer sterilen Flüssigkeit für eine Abfüllanlage erlauben. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 7 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein erstes Flüssigkeitsreservoir zum Aufnehmen einer ersten Flüssigkeit, ein zweites Flüssigkeitsreservoir zum Aufnehmen einer zweiten Flüssigkeit, eine Sterilisationseinrichtung zum Sterilisieren der ersten und/oder zweiten Flüssigkeit, und eine Entnahmeeinrichtung zum wahlweise Entnehmen einer sterilen Flüssigkeit aus dem ersten oder zweiten Flüssigkeitsreservoir.
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Durch die Bereitstellung von zwei Flüssigkeitsreservoiren, aus denen wahlweise eine sterile Flüssigkeit entnommen werden kann, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise nach dem Leeren eines Flüssigkeitsreservoirs die Entnahme der sterilen Flüssigkeit aus dem zweiten Flüssigkeitsreservoir. Dadurch können größere Unterbrechungen im Prozessablauf vermieden werden, welcher dadurch effizienter gestaltet wird. Die sterile Flüssigkeit kann insbesondere steriles Wasser (Sterilwasser) sein. Die erste und/oder zweite Flüssigkeit können Wasser sein oder Wasser umfassen. Die erste oder zweite Flüssigkeit kann eine sterile Flüssigkeit sein. In diesem Fall kann ein Sterilisieren der ersten oder zweiten Flüssigkeit entfallen. Beispielsweise kann die erste oder zweite Flüssigkeit einer Reinigungsflüssigkeit entsprechen.
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Durch das Sterilisieren der ersten und/oder zweiten Flüssigkeit kann eine sterile Flüssigkeit im ersten und/oder zweiten Flüssigkeitsreservoir bereitgestellt werden.
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Die Abfüllanlage kann zum Befüllen von Behältnissen, insbesondere Gefäßen, beispielsweise Flaschen aus Glas oder Kunststoff, dienen. Die Abfüllanlage kann zum Befüllen von Behältnissen mit Flüssigkeiten, beispielsweise mit Getränken oder medizinischen Produkten, dienen.
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Die Entnahmeeinrichtung kann zwei Ventile umfassen. Die Ventile können derart ausgebildet sein, dass wahlweise eine sterile Flüssigkeit aus dem ersten oder zweiten Flüssigkeitsreservoir entnommen werden kann. Die Entnahmeeinrichtung kann mit der Abfüllanlage verbunden sein, so dass die sterile Flüssigkeit in oder an die Abfüllanlage weitergeleitet wird.
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Das erste und zweite Flüssigkeitsreservoir können einem ersten oder zweiten Flüssigkeitstank entsprechen. Das erste und zweite Flüssigkeitsreservoir können räumlich vollständig voneinander getrennten Flüssigkeitstanks oder zwei Teilbereichen eines Flüssigkeitstanks entsprechen. Die zwei Teilbereiche können in diesem Fall durch eine Trennwand voneinander getrennt sein.
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Die Vorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass während des Entnehmens einer sterilen Flüssigkeit aus einem der Flüssigkeitsreservoire das Sterilisieren der Flüssigkeit im anderen Flüssigkeitsreservoir stattfindet. Dies ermöglicht insbesondere, dass, wenn zum Sterilisieren der ersten und/oder zweiten Flüssigkeit ein Desinfektionsmittel verwendet wird, eine geringere Konzentration des Desinfektionsmittels verwendet werden kann. Eine geringere Konzentration von Desinfektionsmittel zeigt zwar eine langsamere Desinfektionswirkung als eine höhere Konzentration, da während das Sterilisieren in einem Flüssigkeitsreservoir stattfindet jedoch mit der sterilen Flüssigkeit aus dem anderen Flüssigkeitsreservoir gearbeitet werden kann, können Stillstandszeiten dennoch reduziert oder vermieden werden.
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Insbesondere kann die Sterilisationseinrichtung zum Sterilisieren ein Desinfektionsmittel in die erste und/oder zweite Flüssigkeit einbringen. Das Desinfektionsmittel kann Chlor oder Peressigsäure umfassen. Bei dem Desinfektionsmittel kann es sich um ein mittels elektrochemischer Aktivierung hergestelltes Desinfektionsmittel oder um ein chemisches Desinfektionsmittel handeln.
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Die Sterilisationseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass in die erste Flüssigkeit und in die zweite Flüssigkeit dasselbe Desinfektionsmittel eingebracht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Sterilisationseinrichtung derart ausgebildet sein, dass in die erste Flüssigkeit ein erstes Desinfektionsmittel und in die zweite Flüssigkeit ein zweites Desinfektionsmittel eingebracht wird, wobei das erste Desinfektionsmittel ungleich dem zweiten Desinfektionsmittel ist.
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Das Desinfektionsmittel kann in der ersten Flüssigkeit eine erste Konzentration und in der zweiten Flüssigkeit eine zweite Konzentration aufweisen. Insbesondere kann die Konzentration des Desinfektionsmittels in der ersten Flüssigkeit gleich oder ungleich der Konzentration des Desinfektionsmittels in der zweiten Flüssigkeit sein.
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Die Konzentration des Desinfektionsmittels in der ersten und/oder zweiten Flüssigkeit kann entsprechend der gewünschten Verwendung der sterilen Flüssigkeit in der Abfüllanlage gewählt werden. Insbesondere kann eine Konzentration des Desinfektionsmittels gewählt werden, welche Materialien der Abfüllanlage, die mit der sterilen Flüssigkeit in Kontakt kommen, nicht langfristig schädigt. Mit anderen Worten, kann die Konzentration des Desinfektionsmittels im Sterilwasser derart gewählt werden, dass eine korrosive Wirkung minimiert wird.
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Die Entnahmeeinrichtung kann ein Steuerungselement umfassen, das derart ausgebildet ist, dass, wenn der Flüssigkeitsstand der sterilen Flüssigkeit im ersten oder zweiten Flüssigkeitsreservoir unter einen vorherbestimmten Grenzwert fällt, das Entnehmen der sterilen Flüssigkeit aus dem ersten oder zweiten Flüssigkeitsreservoir automatisch gestoppt wird.
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Insbesondere kann das Steuerungselement derart ausgebildet sein, dass nach dem Stoppen der Entnahme der sterilen Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir automatisch die sterile Flüssigkeit aus dem anderen Flüssigkeitsreservoir entnommen wird. Dadurch können Prozessunterbrechungen kurz gehalten werden.
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Die Erfindung stellt außerdem ein System, umfassend eine Abfüllanlage zum Befüllen von Behältnissen und eine der oben beschriebenen Vorrichtungen zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit bereit. Die Abfüllanlage kann insbesondere wie oben ausgeführt ausgebildet sein.
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Das System kann ein Verbindungselement umfassen, welches derart ausgebildet ist, dass die sterile Flüssigkeit von der Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit mittels des Verbindungselements in oder an die Abfüllanlage geleitet wird.
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Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit für eine Abfüllanlage zum Befüllen von Behältnissen bereit, umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Flüssigkeitsreservoirs,
Bereitstellen einer ersten Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitsreservoir und einer zweiten Flüssigkeit im zweiten Flüssigkeitsreservoir,
Sterilisieren der ersten und/oder zweiten Flüssigkeit, und
Entnehmen einer sterilen Flüssigkeit wahlweise aus dem ersten oder zweiten Flüssigkeitsreservoir.
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Die sterile Flüssigkeit, die erste Flüssigkeit, die zweite Flüssigkeit, die Abfüllanlage, das erste Flüssigkeitsreservoir und/oder das zweite Flüssigkeitsreservoir können eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale umfassen. Insbesondere kann das Verfahren zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit für eine Abfüllanlage mit einer der oben beschriebenen Vorrichtungen zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit durchgeführt werden.
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Insbesondere kann während des Entnehmens einer sterilen Flüssigkeit aus einem der Flüssigkeitsreservoire das Sterilisieren der Flüssigkeit im anderen Flüssigkeitsreservoir stattfinden.
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Das Sterilisieren kann ein Einbringen eines Desinfektionsmittels in die erste und/oder zweite Flüssigkeit umfassen. Das Desinfektionsmittel kann eines oder mehrere der oben beschriebenen Merkmale eines Desinfektionsmittels aufweisen. Insbesondere kann das eingebrachte Desinfektionsmittel in der ersten Flüssigkeit eine erste Konzentration und in der zweiten Flüssigkeit eine zweite Konzentration aufweisen.
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Beispielsweise kann eine sterile Flüssigkeit aus dem ersten Flüssigkeitsreservoir mit einer höheren Konzentration an Desinfektionsmittel zur Sterilisation der Abfüllanlage verwendet werden und eine sterile Flüssigkeit aus dem zweiten Flüssigkeitsreservoir mit einer geringeren Konzentration an Desinfektionsmittel zum Nachspülen verwendet werden. Dadurch können Rückstände des Desinfektionsmittels in der Abfüllanlage minimiert oder vermieden werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigt
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1 eine Illustration einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit für eine Abfüllanlage, wobei eine sterile Flüssigkeit aus einem ersten Flüssigkeitsreservoir entnommen wird;
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2 eine Illustration einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit, wobei eine sterile Flüssigkeit aus einem zweiten Flüssigkeitsreservoir entnommen wird;
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3 eine Illustration einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit, wobei während des Entnehmens einer sterilen Flüssigkeit aus einem zweiten Flüssigkeitsreservoir, eine Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitsreservoir sterilisiert wird;
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4 eine Illustration einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit, wobei in einem ersten Flüssigkeitsreservoir eine Reinigungsflüssigkeit angeordnet ist;
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5 eine Illustration einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit, wobei die Konzentration eines Desinfektionsmittels in einem ersten Flüssigkeitsreservoir niedriger ist als eine Konzentration des Desinfektionsmittels in einem zweiten Flüssigkeitsreservoir; und
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6 eine Illustration einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit, wobei die sterile Flüssigkeit aus einem ersten Flüssigkeitsreservoir zum Spülen der Abfüllanlage verwendet wird.
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Im Folgenden wird steriles Wasser (Sterilwasser) als sterile Flüssigkeit angenommen. Es sind jedoch auch andere sterile Flüssigkeiten möglich.
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In den folgenden Beispielen wird eine chemische Sterilwasserbereitung mittels eines Desinfektionsmittels beschrieben. Beim Desinfektionsmittel kann es sich um mittels elektrochemischer Aktivierung hergestelltes Desinfektionsmittel oder um ein konventionelles, chemisches Desinfektionsmittel handeln.
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1 illustriert ein System aus einer Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit und einer Abfüllanlage. Die Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit umfasst insbesondere ein erstes Flüssigkeitsreservoir 101 und ein zweites Flüssigkeitsreservoir 102. Außerdem umfasst das System eine Sterilisationseinrichtung, umfassend ein Element 104 zur Erzeugung eines Desinfektionsmittels und ein Element 103 zum Einbringen des Desinfektionsmittels in eine erste Flüssigkeit im ersten Flüssigkeitsreservoir 101 und/oder in eine zweite Flüssigkeit im zweiten Flüssigkeitsreservoir 102.
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Außerdem umfasst das System eine Abfüllanlage zum Befüllen von Behältnissen, umfassend einen Füller 105 zum tatsächlichen Befüllen der Behältnisse sowie ein Sterilwasserverbrauchselement 106, welches beispielsweise der Reinigung der Behältnisse dient. Die Abfüllanlage umfasst außerdem einen Abfluss 107, über welchen das verbrauchte Sterilwasser abgeleitet werden kann.
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Außerdem umfasst das in 1 dargestellte System eine CIP-Anlage 108 (Cleaning in Place-Anlage) zur Reinigung des Systems.
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In dem in der 1 illustrierten Beispiel wird aus dem ersten Flüssigkeitsreservoir 101 steriles Wasser mit einer vorherbestimmten Konzentration an Desinfektionsmittel bereitgestellt. Die Entnahmeeinrichtung der Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit umfasst zwei Ventile 109, 110. In diesem Beispiel ist das erste Ventil 109 geöffnet, d. h. steriles Wasser kann aus dem ersten Flüssigkeitsreservoir 101 entnommen und an das Sterilwasserverbrauchselement 106 der Abfüllanlage geleitet werden. Während der Entnahme des Sterilwassers aus dem ersten Flüssigkeitsreservoir 101 wird Wasser im zweiten Flüssigkeitsreservoir 102 sterilisiert. Dafür wird ein Desinfektionsmittel aus Element 103 in das zweite Flüssigkeitsreservoir geleitet. Da währenddessen Sterilwasser aus dem ersten Flüssigkeitsreservoir 101 entnommen wird, kann mit einer geringen Konzentration an Desinfektionsmittel gearbeitet werden. Eine geringe Konzentration an Desinfektionsmittel verlängert üblicherweise die Desinfektionszeit. Daher wird in Systemen mit nur einem Flüssigkeitsreservoir meist eine höhere Konzentration verwendet, um Prozessunterbrechungen zur Herstellung von sterilem Wasser möglichst kurz zu halten.
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In dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Konzentration an Desinfektionsmittel so gewählt, dass Rückstände des Desinfektionsmittels beispielsweise in den Behältnissen, die mit dem Sterilwasser gewaschen werden, minimiert werden. Außerdem ist die Konzentration derart gewählt, dass Materialien der Abfüllanlage, welche mit dem Sterilwasser in Kontakt kommen, nicht längerfristig geschädigt werden. Mit anderen Worten, wird die Konzentration des Desinfektionsmittels im Sterilwasser derart gewählt, dass eine korrosive Wirkung minimiert wird. Als Desinfektionsmittel können beispielsweise Chlor oder Peressigsäure verwendet werden. Eine niedrige Konzentration kann im Fall von Chlor 25 mg/l bis 75 mg/l, insbesondere 45 mg/l bis 55 mg/l, insbesondere 50 mg/l an Cl– betragen. Im Falle von Peressigsäure kann die Konzentration 100 bis 300 ppm, insbesondere 180 bis 220, insbesondere 200 ppm betragen.
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In 2 wird das beispielhafte System aus 1 zu einem späteren Zeitpunkt illustriert, wobei der Flüssigkeitsstand des Sterilwassers im ersten Flüssigkeitsreservoir 201 unter einen vorherbestimmten Grenzwert gefallen ist. Daher wurde das Ventil 209 geschlossen und das Ventil 210 geöffnet. Dadurch wird Sterilwasser aus dem zweiten Flüssigkeitsreservoir 202 für die Abfüllanlage bereitgestellt. Durch diesen Wechsel können Prozessunterbrechungen verkürzt oder vermieden und die Effektivität der Anlage erhöht werden.
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3 illustriert das beispielhafte System aus 2, wobei während Sterilwasser aus dem zweiten Flüssigkeitsreservoir 302 entnommen wird, Wasser in das erste Flüssigkeitsreservoir 301 gefüllt wurde und mittels Desinfektionsmittel, welches aus dem Element 303 in das Wasser im ersten Flüssigkeitsreservoir 301 geleitet wird, sterilisiert wird. Mit anderen Worten, wird während des Entnehmens von sterilem Wasser aus dem Flüssigkeitsreservoir 302 Wasser im Flüssigkeitsreservoir 301 sterilisiert.
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4 illustriert ein System umfassend eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit und eine Abfüllanlage. In diesem Beispiel wird eine Reinigungsflüssigkeit aus einer CIP-Anlage 408 über ein erstes Flüssigkeitsreservoir 401 in die Abfüllanlage, insbesondere in den Füller 405 und das Sterilwasserverbrauchselement 406 geleitet. Ventile der Abfüllanlage können dabei derart ausgebildet sein, dass die Reinigungsflüssigkeit nicht über Abflüsse 407 bzw. 409 abgeleitet wird, sondern im System zirkuliert.
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Während der Reinigung wird in einem zweiten Flüssigkeitsreservoir 402 Wasser durch Zugabe von Desinfektionsmittel in einer vorherbestimmten Konzentration durch Element 403, desinfiziert. In diesem Fall kann die Konzentration höher gewählt werden, als in den in 1 bis 3 dargestellten Beispielen. Die höhere Konzentration kann beispielsweise zur Sterilisation der Anlage, insbesondere nach einer Reinigung, dienen. Durch die höhere Konzentration an Desinfektionsmittel wird das Wasser im zweiten Flüssigkeitsreservoir 402 schneller sterilisiert. Die höhere Konzentration weist jedoch eine geringere Materialverträglichkeit auf und es kann eventuell zu Rückständen des Desinfektionsmittels im System kommen. Diese höhere Konzentration kann im Falle von Chlor als Desinfektionsmittel zwischen 250 mg/l und 750 mg/l, insbesondere zwischen 450 mg/l und 550 mg/l, insbesondere 500 mg/l an Cl– betragen. Im Falle von Peressigsäure als Desinfektionsmittel kann die höhere Konzentration 1.000 ppm bis 10.000 ppm, insbesondere 1.500 ppm bis 3.000 ppm, insbesondere 2.000 ppm betragen.
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5 illustriert ein Beispiel eines Systems, umfassend eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit und einer Abfüllanlage, wobei steriles Wasser in einem zweiten Flüssigkeitsreservoir 502 zur Sterilisation des Systems, beispielsweise nach einer, wie in 4 illustrierten Reinigung, verwendet wird. Insbesondere kann das sterile Wasser die oben erwähnte höhere Konzentration an Desinfektionsmittel aufweisen. Die Ventile der Abfüllanlage können wiederum derart eingestellt sein, dass das sterile Wasser im System zirkuliert.
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Während der Sterilisierung durch das sterile Wasser wird in einem ersten Flüssigkeitsreservoir 501 Wasser durch eine niedere Konzentration an Desinfektionsmittel sterilisiert. Das Desinfektionsmittel wird durch Element 503 der Sterilisationseinrichtung in das Wasser im Flüssigkeitsreservoir 501 geleitet. Dieses Wasser kann in Folge zum Nachspülen des Systems verwendet werden, da eine Sterilisation des Systems mit einer hohen Konzentration an Desinfektionsmittel eventuell zu Rückständen des Desinfektionsmittels im System führt.
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Ein derartiges Nachspülen ist im System in 6 illustriert. Dabei wird das sterile Wasser aus dem ersten Flüssigkeitsreservoir 601, welches eine niedere Konzentration an Desinfektionsmittel aufweist, entnommen und durch das System zirkuliert.
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Es versteht sich, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannte Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind. Insbesondere kann die Vorrichtung zum Bereitstellen einer sterilen Flüssigkeit mit beliebigen weiteren Elementen einer Abfüllanlage kombiniert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-022600 [0003]
- DE 102006007931 [0004]
- DE 202005008695 [0004]
- EP 0470841 [0004]
- GB 2057501 [0004]
