DE102016117639A1

DE102016117639A1 - Filterkapsel mit Flüssigkeitskontrolle

Info

Publication number: DE102016117639A1
Application number: DE102016117639.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Grimm; Jochen Scholz; Bernhard Diel
Original assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Current assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date: 2016-09-19
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-09-20
Also published as: WO2018050919A2; WO2018050919A3; WO2018050919A9; DE102016117639B4

Abstract

Offenbart ist eine Filterkapsel mit Flüssigkeitskontrolle (10) für ein flüssiges Medium, die ein Kapselgehäuse (1), einen Filter (7), einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist. Die Filterkapsel weist einen in das Kapselgehäuse (1) integrierten oder einen an dem Kapselgehäuse (1) angeordneten Flüssigkeitssensor (5) auf. Der Flüssigkeitssensor (5) detektiert die An- bzw. Abwesenheit einer Flüssigkeit und ist so konfiguriert, dass bei einer Änderung des Zustands der An- bzw. Abwesenheit einer Flüssigkeit ein Signal abgegeben wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Filterkapsel mit Flüssigkeitskontrolle. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Filterkapsel für flüssige Proben, die eine Flüssigkeitskontrolle enthält und damit sicherstellt, dass sich in der Filterkapsel eine gewünschte Flüssigkeitsmenge befindet und/oder signalisiert, dass eine gewünschte Entleerung der Filterkapsel erfolgt ist.
HINTERGRUND
Die folgende Beschreibung des Hintergrunds der Offenbarung wird lediglich bereitgestellt, um dem Leser das Verständnis zu erleichtern; es wird nicht zugestanden, dass sie Stand der Technik darstellt oder beschreibt.
Bei der Filtration in biotechnologischen Verfahren oder im Labor werden häufig Filterkapseln für den einmaligen Gebrauch eingesetzt, die einen Filter wie z.B. eine Membran aufweisen. Als Beispiele mögen die Filtration eines Zellkulturmediums, eines Puffers oder einer Lösung, die ein chemisches oder biotechnologisches Produkt enthält, dienen. Der in der Filterkapsel befindliche Filter muss vor dem Einsatz einer Filterkapsel benetzt werden. Zu diesem Zweck wird üblicherweise eine Benetzungsflüssigkeit in die Kapsel geleitet. Sofern die Filterkapsel bereits mit einem Quellgefäß und einem Auffanggefäß verbunden ist, ist das Öffnen eines weiteren Entlüftungsausgangs der Filterkapsel erforderlich.
Darüber hinaus ist es wünschenswert, eine nahezu vollständige Füllung der Filterkapsel mit Medium zu erreichen, um das in der Filterkapsel verbleibende Luftvolumen zu minimieren und somit eine möglichst vollständige Ausnutzung der Filterfläche zu gewährleisten. Nur auf diesem Wege ist eine optimale und effektive Filtration durch den Filter zu erreichen. Dies kann final nur durch Entlüften der Filterkapsel mittels eines Entlüftungsanschlusses erzielt werden. Ist eine aseptische Fahrweise des Filtrationsprozesses nötig, so ist dies nur möglich, wenn der Entlüftungsanschluss an ein Aufnahmebehältnis (z.B. Waste bag) mit Abluftsterilfilter angeschlossen ist. Dieser Aufbau ist sehr komplex und kostenintensiv und wird häufig erst seitens des Anwenders durchgeführt.
Weiterhin unterliegt eine Filterkapsel nach Inbetriebnahme typischerweise keiner permanenten Kontrolle auf ordnungsgemäße Mediumfüllung, so dass sich ggf. während des Prozesses eintretende Luft oder Gas im Innenraum der Filterkapsel sammeln und eingeschlossen werden kann. Dies kann ein Trockenlaufen des Filters zur Folge haben, wodurch nicht mehr die gesamte Filterfläche genutzt wird und es zur frühzeitigen Verblockung der Filters kommen kann. Typischerweise ist die Gehäusewand von marktgängigen Filterkapseln in der pharmazeutischen Industrie aus undurchsichtigem Material gefertigt, so dass eine optische Inspektion und Überwachung des Befüllungsgrades durch den Anwender nicht möglich ist. Schließlich ist es nach Gebrauch einer Filterkapsel aus undurchsichtigem Material nicht anzusehen, ob sie bereits vollständig entleert ist. Es wäre daher vorteilhaft, wenn sowohl das Befüllen als auch das Entleeren der Filterkapsel überprüfbar wäre.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Filterkapsel und ein Verfahren bereit, mit denen sich der Füllzustand einer Filterkapsel feststellen oder überprüfen und ggf. überwachen lässt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise ein Befüllvorgang oder aber auch ein Entleervorgang einer Filterkapsel kontrolliert und automatisiert durchführen. Es lässt sich beispielsweise das Erreichen, das Überschreiten oder Unterschreiten eines bestimmten Flüssigkeitspegels in der Filterkapsel detektieren und signalisieren.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Filterkapsel mit Flüssigkeitskontrolle für ein flüssiges Medium bereitgestellt. Die Filterkapsel weist ein Kapselgehäuse auf. Die Filterkapsel weist auch einen Filter auf. Die Filterkapsel weist darüber hinaus einen oder mehrere Eingangsanschlüsse und einen oder mehrere Ausgangsanschlüsse auf. Die Filterkapsel weist auch einen oder mehrere Flüssigkeitssensoren auf. Ein solcher Flüssigkeitssensor kann in das Kapselgehäuse integriert oder an dem Kapselgehäuse angeordnet sein. Ein Flüssigkeitssensor kann auch in den bzw. einen Eingangsanschluss integriert oder an dem bzw. einem Eingangsanschluss angeordnet sein. Ein Flüssigkeitssensor kann auch in den Ausgangsanschluss integriert oder an dem Ausgangsanschluss angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen mehrere Eingangsanschlüsse oder mehrere Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, können unabhängig voneinander ein oder mehrere Flüssigkeitssensoren in das Kapselgehäuse integriert oder an dem Kapselgehäuse angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen mehrere Eingangsanschlüsse oder mehrere Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, können auch unabhängig voneinander ein oder mehrere Flüssigkeitssensoren an dem bzw. einem Eingangsanschluss oder an dem bzw. einem Ausgangsanschluss angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen mehrere Eingangsanschlüsse oder mehrere Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, können auch unabhängig voneinander ein oder mehrere Flüssigkeitssensoren in den bzw. eine Eingangsanschluss oder in den bzw. einen Ausgangsanschluss integriert sein. Es können auch jeweils ein Flüssigkeitssensor in oder am bzw. an einem Ein- und Ausgang integriert oder angeordnet sein.
Ein Flüssigkeitssensor in/an der Filterkapsel ist dazu ausgelegt, die An- bzw. Abwesenheit einer Flüssigkeit zu detektieren. Damit ist der Flüssigkeitssensor auch dazu ausgelegt, einen Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit von einem Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit unterscheiden zu können. Der Flüssigkeitssensor ist so konfiguriert, dass bei einer Änderung des Zustands der An- bzw. Abwesenheit einer Flüssigkeit ein Signal abgegeben wird.
In einigen Ausführungsformen kann ein Signal abgegeben werden, wenn sich der Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit ändert. In einigen Ausführungsformen kann lediglich dann ein Signal abgegeben werden, wenn sich der Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit ändert. In einigen Ausführungsformen kann ein Signal abgegeben werden, wenn sich der Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit ändert. In einigen Ausführungsformen kann lediglich dann ein Signal abgegeben werden, wenn sich der Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit ändert. In einigen Ausführungsformen kann sowohl dann ein Signal abgegeben werden, wenn sich der Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit ändert, als auch wenn sich der Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit ändert.
Eine hier offenbarte Filterkapsel ist in der Regel so konfiguriert, dass in Echtzeit ein Signal abgegeben wird, wenn sich der Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit ändert. In einigen Ausführungsformen kann die Filterkapsel so konfiguriert sein, dass mit einer festgelegten Verzögerung ein Signal abgegeben wird, wenn sich der Zustand der Abwesenheit einer Flüssigkeit zu einem Zustand der Anwesenheit einer Flüssigkeit ändert. Eine solche festgelegte Verzögerung kann beispielsweise eine oder mehrere Sekunden, z.B. zwei oder drei Sekunden, betragen. Eine solche Verzögerung kann eine vollständige Entleerung oder ein blasenfreie vollständige Befüllung der Filterkapsel sicherstellen.
In einigen Ausführungsformen ist der Entlüftungsanschluss der Filterkapsel verschließbar. Der Entlüftungsanschluss kann in einigen Ausführungsformen ein Ventil enthalten. Der Verschluss des Entlüftungsanschlusses kann durch ein Signal des Flüssigkeitssensors steuerbar sein. In einigen Ausführungsformen kann der Entlüftungsanschluss mittels eines Signals des Flüssigkeitssensors, das angibt, das sich der Zustand der An- bzw. Abwesenheit einer Flüssigkeit geändert hat, verschließbar sein.
Je nach Bedarf und Anwendung kann ein Flüssigkeitssensor der Filterkapsel an jedweder Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein. Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen an einer Position des Kapselgehäuses angeordnet sein, die dem Eingangsanschluss desselben abgewandt ist. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor in größtmöglichem Abstand vom Eingangsanschluss angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an einer Position des Kapselgehäuses angeordnet sein, die dem Ausgangsanschluss desselben abgewandt ist. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor in größtmöglichem Abstand vom Ausgangsanschluss angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an einem Ende des Kapselgehäuses angeordnet sein, das dem Ende des Kapselgehäuses gegenüberliegt, das den Eingangsanschluss des Kapselgehäuses enthält. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an einem Ende des Kapselgehäuses angeordnet sein, das dem Ende des Kapselgehäuses gegenüberliegt, das den Ausgangsanschluss des Kapselgehäuses enthält. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an einer Position angeordnet sein, die an den Ausgangsanschluss des Kapselgehäuses angrenzt. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an einer Position angeordnet sein, die an den Eingangsanschluss des Kapselgehäuses angrenzt. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor sich am oder im Ausgangsanschluss befinden. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor sich am oder im Eingangsanschluss befinden
Die Filterkapsel ist in typischen Ausführungsformen als Einwegartikel konzipiert. In einigen Ausführungsformen ist die Filterkapsel zur Sterilfiltration ausgelegt.
In einigen Ausführungsformen weist das Kapselgehäuse der Filterkapsel einen Kunststoff auf. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse der Filterkapsel aus einem Kunststoff.
In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel einen Deckel auf, in dem sich der Eingangsanschluss befindet. In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel einen Deckel auf, in dem sich der Ausgangsanschluss befindet In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel eine Basis auf, in der sich der Ausgangsanschluss befindet. In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel eine Basis auf, in der sich der Eingangsanschluss befindet. In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel einen Deckel auf, in dem sich der Eingangsanschluss befindet. sowie eine Basis, in der sich der Ausgangsanschluss befindet. In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel einen Deckel auf, in dem sich der Ausgangsanschluss befindet, sowie eine Basis, in der sich der Eingangsanschluss befindet. In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel einen Deckel auf, in dem sich der Ausgangsanschluss und der Eingangsanschluss befinden, sowie eine Basis. In einigen Ausführungsformen weist die Filterkapsel eine Basis auf, in der sich der Ausgangsanschluss und der Eingangsanschluss befinden, sowie einen Deckel. In allen derartigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die näher an der Basis als am Deckelt lokalisiert ist. Der Flüssigkeitssensor kann an einer Position angeordnet sein, die einen Abstand vom Deckel hat, der 50 % oder mehr, z.B. 60 % oder mehr des Abstandes von Deckel und Basis beträgt. Der Flüssigkeitssensor kann auch an einer Position angeordnet sein, die einen Abstand vom Deckel hat, der 80 % oder mehr, z.B. 90 % oder mehr des Abstandes von Deckel und Basis beträgt. Der Flüssigkeitssensor kann auch an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die näher am Deckelt als an der Basis lokalisiert ist. Der Flüssigkeitssensor kann an einer Position angeordnet sein, die einen Abstand von der Basis hat, der 50 % oder mehr, z.B. 60 % oder mehr des Abstandes von Basis und Deckel beträgt. Der Flüssigkeitssensor kann auch an einer Position angeordnet sein, die einen Abstand vom Deckel hat, der 80 % oder mehr, z.B. 90 % oder mehr des Abstandes von Basis und Deckel beträgt.
In Ausführungsformen, in denen die Filterkapsel einen Deckel und/oder eine Basis enthält, kann das Kapselgehäuse beispielsweise eine umlaufende Wand enthalten. Das Kapselgehäuse kann auch von einer umlaufenden Wand definiert sein.
In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die an den Ausgangsanschluss der Filterkapsel angrenzt.
In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die an den verschließbaren Entlüftungsanschluss angrenzt.
In einigen Ausführungsformen enthält die Filterkapsel einen Flüssigkeitssensor, der so konfiguriert ist, dass ein Signal, das bei einer Änderung des Zustands Anwesenheit einer Flüssigkeit zum Zustand Abwesenheit einer Flüssigkeit abgegeben wird, ein Beenden des Entleerungsprozesses bewirkt.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung einer Filterkapsel, bzw. eines Flüssigkeitspegels in einer Filterkapsel, bereitgestellt. Die im Verfahren eingesetzte Filterkapsel weist ein Kapselgehäuse und einen Filter auf. Die Filterkapsel weist weiterhin einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss und einen oder mehrere Flüssigkeitssensoren auf. Der Flüssigkeitssensor kann in das Kapselgehäuse integriert oder an dem Kapselgehäuse angeordnet sein. Der Flüssigkeitssensor kann auch in den Eingangsanschluss integriert oder an dem Eingangsanschluss angeordnet sein. Der Flüssigkeitssensor kann auch in den Ausgangsanschluss integriert oder an dem Ausgangsanschluss angeordnet sein. Im Allgemeinen ist die Filterkapsel eine Filterkapsel gemäß dem ersten Aspekt. Zum Verfahren kann es zählen, ein Signal abzugeben, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung ein vorbestimmtes Füllungsniveau erreicht oder unterschritten hat. Es kann auch ein bestimmter Flüssigkeitspegel überschritten werden. So kann ein Signal abgeben werden, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung eine vorbestimmte Mindestfüllung unterschritten hat. Es kann auch ein Signal abgeben werden, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht hat. Es lässt sich dann der Zufluss und/oder Abfluss von Flüssigkeit in bzw. aus der Filterkapsel steuern. Es kann somit zum Verfahren zählen, den Zufluss und/oder Abfluss von Flüssigkeit in bzw. aus der Filterkapsel zu steuern.
In einigen Ausführungsformen kann ein Warnsignal abgeben werden, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung eine vorbestimmte Mindestfüllung unterschritten hat. Das Warnsignal kann einen Anwender dazu auffordern, den Eingangsanschluss der Filterkapsel zu verschließen und oder die Filterkapsel auszutauschen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Signal erzeugt werden, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung eine vorbestimmte Mindestfüllung unterschritten hat. Das Signal kann ein Verschließen des Eingangsanschlusses der Filterkapsel auslösen.
In einigen Ausführungsformen kann gleichzeitig ein Signal erzeugt werden, dass dazu führt, dass der Eingangsanschluss der Filterkapsel verschlossen wird und ein Warnsignal abgeben wird.
In einigen Ausführungsformen kann die Filterkapsel einen verschließbaren Entlüftungsanschluss enthalten. Es kann in solchen Ausführungsformen zum Verfahren zählen, dass, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht hat, der Entlüftungsanschluss verschlossen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 und einer stehenden Filterkerze 7. Die Filterkapsel 10 wird über einen Eingangsanschluss 9 mit einem flüssigen Medium 13 befüllt. In 1A hat die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums eine vorgegebene Sollfüllung 5 noch nicht erreicht, während in 1B die Füllhöhe 6 die Sollfüllung erreicht hat. Ein ggf. verschließbarer Ausgangsanschluß 11 ist für den Austritt von Filtrat, also ebenfalls flüssigem Medium, vorgesehen. Sowohl der Eingangsanschluss 9 als auch Ausgangsanschluß 11 befinden sich in einem unteren Bereich der Filterkapsel 10, wobei der Ausgangsanschluß 11 am Boden der Filterkapsel 10 angeordnet ist. Am entgegengesetzten oberen Ende der Filterkapsel 10 ist mit einem Entlüftungsanschluss 8 eine verschließbare Verbindung mit der Umgebung vorgesehen. Ist der Entlüftungsanschluss 8 geöffnet, während ein Ausfließen von flüssigen Medium durch den Ausgangsanschluß 11 verhindert wird (1A), führt durch den Eingangsanschluss 9 einströmendes flüssiges Medium zu einem Anstieg der Füllhöhe 6. Sobald der Sensor 3 das Erreichen der Sollfüllung 5 detektiert, kann der Entlüftungsanschluss 8 geschlossen werden. Wird nun der Ausgangsanschluß 11 freigegeben (1B), kann in einer gefüllten Filterkapsel 10 eine Filtration mittels einer Filterkerze 7 erfolgen.
2 zeigt das Entleeren einer Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 und einer Filterkerze 7. Die Filterkapsel 10 enthält einen Sensor 3 am Ausgangsanschluß 11. Dieser detektiert, ob die Füllhöhe 6 eine vorgegebene Restfüllung 5 erreicht bzw. unterschreitet. In 2A ist das Kapselgehäuse 1 mit flüssigem Medium 13 gefüllt und es wird ein Gas durch einen Eingangsanschluss 9 und/oder einen Entlüftungsanschluss 8 eingeleitet. 2B zeigt, dass das Gas das flüssige Medium 13 verdrängt, so dass die Füllhöhe 6 des letzteren absinkt. 2C zeigt, dass beim Sinken der Füllhöhe 6 ein Entleerungssignal abgegeben wird, sobald der Sensor 3 das Erreichen und Unterschreiten der vorgegebenen Restfüllung 5 detektiert (vgl. 2A).
3 zeigt eine Filterkapsel 10, bei der sich der Sensor 3 an einer Seitenwand auf Höhe des oberen Endes der Filterkerze 7 befindet. Das Kapselgehäuse 1 ist mit einem flüssigen Medium 13 befüllt, das über einen Eingangsanschluss 9 in die Filterkapsel 10 eintritt und nach Filtration mittels über den Ausgangsanschluß 11 als Filtrat aus dem Kapselgehäuse 1 über den Ausgangsanschluß 11 austritt. 3A zeigt den Sollzustand, in dem die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums 13 eine vorgegebene Mindestfüllung 5 deutlich überschreitet. Der Entlüftungsanschluss 8 ist in diesem Zustand in der Regel geschlossen und es findet eine Filtration mittels einer Filterkerze 7 statt. 3B zeigt, dass beim Sinken der Füllhöhe 6 ein Warnsignal abgegeben wird, sobald der Sensor 3 das Erreichen und Unterschreiten der vorgegebenen Mindestfüllung 5 detektiert (vgl. 3A). Es können nun der Eingangsanschluss 9 und der Ausgangsanschluß 11 geschlossen werden. oder es können, ggf. kontrolliert, der Entlüftungsanschluss 8 geöffnet und der Ausgangsanschluß 11 ganz oder teilweise geschlossen werden.
4A zeigt eine weitere Ausführungsform einer Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1, einem Filter 7, einem Entlüftungsanschluss 8 und einem Sensor 3. In das Kapselgehäuse 1 kann über einen Eingangsanschluss 9 von oben ein zu filtrierendes flüssiges Medium eintreten. Über einen am Boden des Kapselgehäuses 1 angeordneten Ausgangsanschluß 11 kann das Filtrat aus dem Kapselgehäuse 1 austreten. 4B zeigt eine weitere Ausführungsform, die der Ausgestaltung von 4A stark ähnelt. Ein zweiter Entlüftungsanschluss 18 kann je nach Orientierung der Filterkapsel zusätzlich oder alternativ zum Entlüftungsanschluss 8 verwendet werden. 4C zeigt eine weitere Ausführungsform einer Filterkapsel 10, die für Tangential-Flow-Filtration, auch Querstromfiltration genannt, geeignet ist. Die Filterkapsel 10 enthält einen Eingangsanschluss 9 für Feed, einen Ausgangsanschluß 31 für Retentat mit daran angeordnetem Sensor 3 und zwei Ausgangsanschlüsse 21 für Permeat. Eine Membran 7 ist so angeordnet, dass eintretendes flüssiges Medium zumindest teilweise tangential zu dieser Membran 7 entlangströmen kann.
5A zeigt die in 4C gezeigte Filterkapsel 10 in Betrieb. Flüssiges Medium 13 tritt durch einen Eingangsanschluss 9 in die Filterkapsel 10 ein. An der Membran 7 kann das Volumen des flüssigen Mediums verringert werden, so dass im flüssigen Medium enthaltenen Partikel konzentriert werden können. Durch einen Ausgangsanschluß 31 tritt das Retentat des flüssigen Mediums aus der Filterkapsel 10 aus. Durch Ausgangsanschlüsse 21 tritt Permeat des flüssigen Mediums aus der Filterkapsel 10 aus. Sobald der Sensor 3 detektiert, dass die Füllhöhe 6 eine Mindestfüllung erreicht – wie in 5B gezeigt – oder unterschreitet, wird ein Warnsignal abgegeben.
5C bis 5E zeigen das Entleeren einer Filterkapsel 10 mit einer Filterkerze 7. Die Filterkapsel 10 enthält einen Sensor 3 am unteren Ende der Wand des Kapselgehäuses 1, an dem sich auch der Ausgangsanschluß 11 befindet. Dieser detektiert, die An- oder Abwesenheit von Flüssigkeit. In 5C ist das Kapselgehäuse 1 mit flüssigem Medium gefüllt und es wird ein Gas durch den Eingangsanschluss 9 und/oder den Entlüftungsanschluss 8 eingeleitet. Während des Entleerens sinkt die Füllhöhe 6, wie in 5D gezeigt. 5E zeigt, dass erst wenn das Kapselgehäuse 1 soweit entleert ist, dass an seinem unteren Ende das flüssige Medium gegen Gas ausgetauscht ist, vom Sensor 3 diese Veränderung detektiert und ein Entleerungssignal abgegeben wird.
6A zeigt eine Ausführungsform einer liegenden Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 und einer Filterkerze 7. In das Kapselgehäuse 1 kann über einen Eingangsanschluss 9 von rechts ein zu filtrierendes flüssiges Medium eintreten. Über einen am linken gegenüberliegenden Ende des Kapselgehäuses 1 angeordneten Ausgangsanschluß 11 kann das Filtrat aus dem Kapselgehäuse 1 austreten. Ein Entlüftungsanschluss 8 ist oberhalb von Eingangsanschluss 9 und Ausgangsanschluß 11 angeordnet. Mittels eines Sensors 3 lässt sich detektieren, ob das flüssige Medium eine Sollfüllung 5 erreicht.
6B zeigt einen Befüllvorgang der in 6A gezeigten liegenden Filterkapsel 10. Durch einen Entlüftungsanschluss 8 kann Gas wie z.B. Luft aus dem Kapselgehäuse 1 entweichen, während flüssiges Medium 13 durch den Eingangsanschluss 9 in die Filterkapsel tritt, so dass die die Füllhöhe 6 steigt.
6C zeigt das Ende des Befüllvorgangs der in 6A und 6B gezeigten liegenden Filterkapsel 10. Sobald der Sensor 3 detektiert, dass die Füllhöhe 6 eine Sollfüllung erreicht, können der Entlüftungsanschluss 8 geschlossen und der Ausgangsanschluß 11 geöffnet werden.
7 zeigt eine Ausführungsform einer liegenden Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1, die der in den 6A bis 6C gezeigten Ausführungsform ähnelt. Neben einem unmittelbar an den Entlüftungsanschluss 8 am Ende des Kapselgehäuses, an dem der Eingangsanschluss 9 angeordnet, ist, enthält die Filterkapsel einen zweiten Sensor (3). Dieser zweite Sensor (3) ist am Ausgangsanschluß 11 angeordnet. Mittels des zweiten Sensors (3) lässt sich die Entleerung des Kapselgehäuses 1 nach der Filtration feststellen.
8A zeigt eine Ausführungsform einer Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 und einer hängenden Filterkerze 7. Über einen am oberen Ende der Filterkapsel 10 angeordneten Eingangsanschluss 9 kann flüssiges Medium in das Kapselgehäuse 1 eintreten und dieses nach Passieren der Filterkerze 7 über einen ebenfalls am oberen Ende der Filterkapsel 10 angeordneten Ausgangsanschluß 11 verlassen. Mittels des ebenfalls am oberen Ende der Filterkapsel 10 angeordneten Sensors 3 lässt sich die Befüllung des Kapselgehäuses 1 überwachen. Ein am unteren Ende der Filterkapsel 10 angeordneter Entlüftungsanschluss 8 läßt sich bei veränderter Orientierung der Filterkapsel öffnen, um beispielsweise beim Entleeren eine Verbindung mit der Umgebung bereit zu stellen..
8B zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie 7A. Am Kapselgehäuse 1 sind zwei Sensoren (3) angeordnet, einer am oberen Ende des Kapselgehäuses 1 auf Höhe des Eingangsanschlusses 9 und einer auf dem Ausgangsanschluß 11, der sich am oberen Ende der Filterkapsel befindet. Auf diese Weise lässt sich nicht nur die Befüllung des Kapselgehäuses 1 während der Filtration kontrollieren, sondern auch die vorgesehene Abführung von Filtrat.
8C zeigt eine weitere Ausführungsform einer Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 und einer hängenden Filterkerze 7. Über einen am unteren Ende der Filterkapsel 10 angeordneten Eingangsanschluss 9 kann flüssiges Medium in das Kapselgehäuse 1 eintreten und dieses nach Filtration über einen am oberen Ende der Filterkapsel 10 angeordneten Ausgangsanschluß 11 verlassen. Ein am oberen Ende der Filterkapsel 10 angeordneter Sensor 3 dient dem Überwachen der Befüllung des Kapselgehäuses 1. Neben einem am oberen Ende der Filterkapsel 10 angeordneten ersten Entlüftungsanschluss 8 enthält die Filterkapsel 10 auch einen am unteren Ende der Filterkapsel 10 angeordneten zweiten Entlüftungsanschluss 18.
8D zeigt die bereits in 1 gezeigte Ausführungsform einer Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 und einer Filterkerze 7. Eingangsanschluss 9 und Ausgangsanschluß 11 befinden sich beide am unteren Ende der Filterkapsel. Die Filterkapsel 10 enthält einen Sensor 3 an ihrem oberen Ende.
8E zeigt eine weitere Ausführungsform einer Filterkapsel 10 mit einer Filterkerze 7. Die Filterkapsel hat ein Kapselgehäuse 1 mit einer umlaufenden Seitenwand sowie einem Boden und einem Kopfende. Ein Eingangsanschluss 9 und ein Ausgangsanschluß 11 befinden sich an gegenüberliegenden Enden der Filterkapsel, nämlich am oberen Ende, dem Kopfende, und dem unteren Ende, dem Boden. Ein Sensor 3 befindet sich an der umlaufenden Seitenwand des Kapselgehäuses 1, und zwar unmittelbar angrenzend an den Boden.
8F zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie 8D oder 1. Der Sensor 3 ist hier außen am unteren Ende des Innenraums des Kapselgehäuses 1 angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine vollständige Entleerung des Kapselgehäuses nach beendeter Filtration prüfen.
8G zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie 8E. Am Kapselgehäuse 1 sind zwei Sensoren (3) angeordnet, eine auf dem oberen Ende des Kapselgehäuses 1 und eine an dessen unteren Ende. Auf diese Weise lässt sich zum einen die Befüllung des Kapselgehäuses 1 während der Filtration kontrollieren und zum anderen die vollständige Entleerung des Kapselgehäuses nach beendeter Filtration prüfen.
8H zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie 8F. Außen am Kapselgehäuse 1 sind zwei Sensoren (3) angeordnet, einer auf dem oberen Ende des Kapselgehäuses 1 und einer auf Höhe des unteren Endes des Innenraums des Kapselgehäuses 1. Auch hier lässt sich mit den beiden Sensoren sowohl die Befüllung des Kapselgehäuses 1 während der Filtration kontrollieren und zum anderen die vollständige Entleerung des Kapselgehäuses nach beendeter Filtration prüfen.
9A zeigt schematisch ein hier offenbartes Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung einer Filterkapsel. Ein Sensor überwacht das Einhalten einer Mindestfüllung in einem befüllten Kapselgehäuse. Detektiert der Sensor, dass im Kapselgehäuse die Mindestfüllung erreicht oder unterschritten wird, wird ein Signal ausgelöst.
9B zeigt schematisch ein hier offenbartes Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung einer Filterkapsel. Ein Sensor überwacht das Befüllen eines Kapselgehäuses. Detektiert der Sensor, dass im Kapselgehäuse die Sollfüllung erreicht oder überschritten wird, wird ein Signal ausgelöst.
9C zeigt schematisch ein hier offenbartes Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung einer Filterkapsel. Ein Sensor überwacht das Entleeren einer Filterkapsel. Detektiert der Sensor, dass in der Filterkapsel eine vorgegebene Restfüllung erreicht oder unterschritten wird, wird ein Signal ausgelöst.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Filterkapsel, ihre Verwendung und das Verfahren werden durch die im Folgenden gezeigten und diskutierten Beispiele und die Figuren genauer erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren und Beispiele nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die zu Grunde liegende Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Wertebereiche, die in diesem Dokument durch numerische Werte begrenzt sind, sollen stets die betreffenden Grenzwerte beinhalten.
Soweit nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang eindeutig eine andere Bedeutung ersichtlich ist, haben die folgenden Begriffe und Ausdrücke wenn sie in diesem Dokument, inklusive Beschreibung und Patentansprüchen, verwendet werden, die im Folgenden angegebenen Bedeutungen.
Der Ausdruck „bestehend aus“ wie in diesem Dokument verwendet, bedeutet einschließend und begrenzt auf das, was dem Begriff „bestehend aus“ folgt. Der Begriff „bestehend aus“ gibt somit an, dass aufgeführte Elemente erforderlich oder notwendig sind und dass keine weiteren Elemente vorhanden sein dürfen. Der Begriff „im Wesentlichen bestehend aus“ wird dahingehend verstanden, dass er bedeutet, dass jedwede Elemente, die nach dem Ausdruck definiert sind, umfasst sind und dass weitere Elemente, beispielsweise in einer Probe oder einer Zusammensetzung zugegen sein können, die die Aktivität oder Wirkung, die für die betreffenden Elemente in diesem Dokument angegeben sind, nicht verändern, also sie nicht beeinträchtigen und nicht zu ihr beitragen. Somit gibt der Ausdruck „im Wesentlichen bestehend aus“ an, dass die definierten Elemente notwendig oder erforderlich sind, dass aber weitere Elemente optional sind und zugegen sein können oder nicht, je nachdem, ob sie für die Wirkung oder Wirksamkeit der definierten Elemente von Belang sind oder nicht.
Der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen bestehend aus“ wird, wenn hier verwendet, als die Begriffe „im Wesentlichen bestehend aus“ und „bestehend aus“ umfassend verstanden. Der Begriff „zumindest im Wesentlichen bestehend aus“ gibt somit an, dass in einigen Ausführungsformen aufgeführte Elemente erforderlich oder notwendig sind und dass keine weiteren Elemente vorhanden sein dürfen. Der Begriff „zumindest im Wesentlichen bestehend aus“ gibt somit auch an, dass in einigen Ausführungsformen aufgeführte Elemente erforderlich oder notwendig sind, dass aber weitere Elemente optional sind und zugegen sein können oder nicht, je nachdem, ob sie für die Wirkung oder Wirksamkeit der definierten Elemente von Belang sind oder nicht. Es wird weiterhin verstanden, dass geringe Abweichungen über oder unter einen hier angegebenen Bereich eingesetzt werden können, um ein im Wesentlichen gleiches Ergebnis zu erzielen wie ein Wert, der innerhalb des Bereichs liegt. Falls nicht anders angegeben, ist die Offenbarung eines Bereichs auch als kontinuierlicher Bereich vorgesehen, inklusive aller Einzelwerte, die zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert liegen.
Das Wort „etwa“ bezieht sich wenn hier verwendet auf einen Wert, der für einen bestimmten Wert, wie von einem Durchschnittsfachmann bestimmt, innerhalb eines akzeptablen Fehlerbereichs liegt. Dies wird teilweise davon abhängig sein, wie der jeweilige Wert ermittelt oder gemessen worden ist, d.h. von den Einschränkungen des Messsystems. „Etwa“ kann beispielsweise innerhalb einer Standardabweichung von 1 oder mehr bedeuten, je nach Gebrauch im jeweiligen Gebiet. Der Begriff „etwa“ wird auch verwendet um anzugeben, dass der Betrag oder Wert der bezeichnete Wert sein kann oder ein anderer Wert, der näherungsweise gleich ist. Der Begriff soll ausdrücken, dass ähnliche Werte gleichwertige Ergebnisse oder Wirkungen, wie in diesem Dokument offenbart, begünstigen. In diesem Zusammenhang kann „etwa“ sich auf einen Bereich von bis zu 10 % über und/oder unter einem bestimmten Wert beziehen. In einigen Ausführungsformen bezieht „etwa“ sich auf einen Bereich von bis zu 5 % über und/oder unter einem bestimmten Wert, wie etwa 2 % über und/oder unter einem bestimmten Wert. In einigen Ausführungsformen bezieht „etwa“ sich auf einen Bereich von bis zu 1 % über und/oder unter einem bestimmten Wert. In einigen Ausführungsformen bezieht „etwa“ sich auf einen Bereich von bis zu 0,5 % über und/oder unter einem bestimmten Wert. In einer Ausführungsform bezieht sich „etwa“ auf einen Bereich von bis zu 0,1 % über und/oder unter einem bestimmten Wert.
Der Konjunktionalausdruck „und/oder“ zwischen mehreren Elementen, wenn hier verwendet, wird als sowohl individuelle als auch kombinierte Optionen umfassend verstanden. Sind beispielsweise zwei Elemente durch „und/oder“ verknüpft, betrifft eine erste Option den Einsatz des ersten Elements ohne das zweite. Eine zweite Option betrifft den Einsatz des zweiten Elements ohne das erste. Eine dritte Option betrifft den Einsatz des ersten und des zweiten Elements zusammen. Es wird verstanden, dass jede beliebige dieser Optionen unter die Bedeutung des Ausdrucks fällt und somit die Bedingungen des Begriffs „und/oder“, wie in diesem Dokument verwendet, erfüllt.
Singularformen wie „eine“, „ein“, „der“, „die“ oder „das“ schließen die Pluralform ein, wenn sie in diesem Dokument verwendet werden. So bezeichnet beispielsweise eine Bezugnahme auf „einen Kolben“ sowohl einen einzigen Kolben als auch eine Mehrzahl an Kolben. In einigen Fällen wird explizit der Ausdruck „ein oder mehrere“ verwendet, um im jeweiligen Fall darauf hinzuweisen, dass die Singularform die Pluralform mit umfasst. Derartige explizite Hinweise schränken die allgemeine Bedeutung der Singularform nicht ein. Falls nicht anders angegeben, werden die Begriffe „zumindest“, „mindestens“ und „wenigstens“, wenn sie eine Abfolge von Elementen vorangehen, dahingehend verstanden, dass sie sich auf jedes dieser Elemente beziehen. Die Begriffe „zumindest ein“, „mindestens ein(e)“, „wenigstens einer“ oder „wenigstens eine(r) von“ schließen beispielsweise ein, zwei, drei, vier oder mehr Elemente ein.
Eine hier offenbarte Filterkapsel dient in der Regel der Filtration eines flüssigen Mediums. Dieses flüssige Medium kann ein polares Medium, beispielsweise ein wässriges Medium sein. In einigen Ausführungsformen kann das flüssige Medium eine Alkohlverbindung wie Ethanol oder n-Propanol enthalten. Zu weiteren Beispielen einer geeigneten Alkoholverbindung zählen iso-Propanol oder n-Butanol. In einigen Ausführungsformen kann das flüssige Medium zumindest im Wesentlichen aus einer Alkoholverbindung wie Ethanol oder iso-Propanol bestehen. Zwei weitere Beispiele eines polaren Mediums, das als flüssiges Medium dienen kann, sind Dimethylsulfoxid und Dimethylacetamid. In einigen Ausführungsformen kann auch ein unpolares Medium wie Cyclohexan oder Tetrachlormethan filtriert werden.
Eine hier offenbarte Filterkapsel enthält einen Filter. Dabei kann es sich beispielsweise um eine einfache Membran handeln. In einigen Ausführungsformen enthält die Filterkapsel eine Filterkerze, also einen Filter, der ein starres Element definiert. Eine solche Filterkerze kann eine Membranfilterkerze sein. Eine Filterkerze kann beispielsweise ein Kunstoffmaterial wie Polypropylen oder Polyethersulfon enthalten. Eine Filterkerze kann beispielsweise auch Polyethylen oder einen Polyester enthalten. In einigen Ausführungsformen kann eine Filterkerze Nylon enthalten. Eine Filterkerze kann ein Fluorpolymer wie z.B. Polyethylentetrafluorethylen oder Polyethylenchlortrifluorethylen enthalten. Eine Filterkerze kann in einigen Ausführungsformen Polyvinylidenfluorid oder Polytetrafluorethylen enthalten. Eine Filterkerze kann auch Perfluorpolyether oder ein Viton^®-Fluorelastomer enthalten.
Eine Filterkerze kann jedwedes Filterelement zur statischen oder dynamischen Filtration enthalten oder daraus bestehen. Beispielsweise kann eine Filterkerze eine oder mehrere plissierte Filterlagen, Flachfilter und/oder röhrenförmige Filter wie z.B. Hohlfasern enthalten. In einigen Ausführungsformen kann eine Filterkerze aus einer oder mehreren plissierten Filterlagen, Flachfiltern und/oder röhrenförmige Filtern bestehe, beispielsweise aus Hohlfasern. Eine Filterkerze kann dabei beispielsweise ein oder mehrere Keramikelemente und/oder ein oder mehrere Elemente aus Kohlenstoffasern enthalten. Eine Filterkerze kann beispielsweise auch ein oder mehrere metallische Elemente enthalten. Eine Filterkerze kann auch ein oder mehrere Kunststoffelemente enthalten, die ein oder mehrere Polymere enthalten oder daraus bestehen können. So kann eine Filterkerze beispielsweise ein oder mehrere Polystyrolelemente enthalten. Eine Filterkerze kann auch ein oder mehrere Zelluloseelemente enthalten.
Der Einsatz von Filterkapseln mit Filterkerzen ist als solches dem Fachmann bekannt. Bei der Verwendung einer Filterkapsel, z.B. bei der Sterilfiltration von Zellkulturmedium, Puffer oder einem finalen Produkt wie z.B. einem Protein, einer Nukleinsäure, einem Lipid oder einer sonstigen höhermolekularen chemischen Verbindung, ist zuerst die Filterkerze im Kapselgehäuse zu benetzen (vgl. z.B. 1A und 1B). Dazu wird durch einen Einlass, beispielsweise im Kapseldeckel, ein flüssiges Medium in die Filterkapsel eingefüllt.
Eine Filterkapsel enthält in der Regel einen oder mehrere Anschlüsse, durch die das zu filtrierende flüssige Medium ein- bzw. austreten kann. Zusätzlich können ein oder mehrere Anschlüsse für gasförmige Medien wie Luft vorgesehen sein. So kann beispielsweise vor dem Befüllen der Filterkapsel mit einem flüssigen Medium Luft in der Filterkapsel vorhanden sein. Beim Befüllen wird diese Luft ggf. vom einströmenden flüssigen Medium verdrängt und kann die Filterkapsel durch einen entsprechenden Entlüftungsanschluss verlassen.
Ein Eingangsanschluss für das zu filtrierende flüssige Medium kann an jeder beliebigen Position relativ zur Filterkapsel angeordnet sein. In einer Ausrichtung, die der vorgesehenen Orientierung der Filterkapsel im Betrieb entspricht, kann ein Eingangsanschluss beispielsweise an einem oberen Ende oder an einem unteren Ende der Filterkapsel angeordnet sein. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich auf die Richtung der Gravitation, was üblicherweise der Richtung des Erdbodens entspricht. „unten“ ist ein Anschluss angeordnet, wenn er sich an einer Position befindet, die in Richtung der Gravitation zeigt. „Oben“ ist ein Anschluss angeordnet, wenn er sich an einer Position befindet, die der Richtung der Gravitation entgegengesetzt ist.
Auch ein Ausgangsanschluss für das zu filtrierende flüssige Medium kann an jeder beliebigen Position relativ zur Filterkapsel angeordnet sein. In einer Ausrichtung, die der vorgesehenen Orientierung der Filterkapsel im Betrieb entspricht, kann ein Ausgangsanschluss beispielsweise an einem unteren Ende oder an einem oberen Ende der Filterkapsel angeordnet sein. Ein Eingangsanschluss und ein Ausgangsanschluss können unabhängig voneinander angeordnet sein. So können beispielsweise in einer Ausführungsform sowohl ein Eingangsanschluss als auch ein Ausgangsanschluss oben oder unten an der Filterkapsel angeordnet sein. Ebenso kann beispielsweise ein Eingangsanschluss oben an der Filterkapsel angeordnet sein, während ein Ausgangsanschluss unten an der Filterkapsel angeordnet sein kann. In manchen Ausführungsformen kann ein Eingangsanschluss unten angeordnet sein, während ein Ausgangsanschluss oben an der Filterkapsel angeordnet sein kann.
Ein Ausgangsanschluss kann in einigen Ausführungsformen dazu vorgesehen sein, aus der Filterkapsel flüssiges Medium abzuführen, das durch einen Filter in der Filterkapsel hindurchgetreten ist. Ein solches abzuführendes flüssiges Medium kann ein Filtrat sein, also flüssiges Medium, das ein gewünschtes Produkt enthält oder ein gewünschtes Produkt definiert. Ein solches abzuführendes flüssiges Medium kann auch ein Permeat sein, also flüssiges Medium, das das gewünschte Produkt nicht enthält oder nur zu geringeren Mengen enthält als in die Filterkapsel eintretendes flüssiges Medium. Das gewünschte Produkt kann durch den Filter zurückgehalten worden sein und dementsprechend im Permeat abgereichert sein.
Ein Ausgangsanschluss kann in einigen Ausführungsformen dazu vorgesehen sein, aus der Filterkapsel flüssiges Medium abzuführen, das nicht durch einen Filter in der Filterkapsel hindurchgetreten ist. Ein solcher Ausgangsanschluss kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, aus der Filterkapsel ein flüssiges Medium abzuführen, das in der Zusammensetzung zumindest weitgehend dem flüssigen Medium entspricht, das der Filterkapsel zugeführt worden ist. Ein derartiger Ausgangsanschluss kann ein Entleerungsanschluss sein, der beispielsweise dazu dienen kann, nach Abschluss einer Filtration in der Filterkapsel verbliebenes flüssiges Medium abzuführen. Ein Ausgangsanschluss, der zum Abführen nicht filtrierten flüssigen Mediums vorgesehen ist, kann auch dazu vorgesehen sein, ein Retentat abzuführen. Ein Retentat ist ein flüssiges Medium, das nach Filtration ein gewünschtes Produkt enthält oder ein gewünschtes Produkt definiert und das nicht durch einen Filter hindurchgetreten ist. Das gewünschte Produkt kann durch den Filter zurückgehalten worden sein und im Retentat dementsprechend angereichert sein.
Eine Filterkapsel enthält in der Regel ein Kapselgehäuse, in dem sich ein Filter bzw. eine Filterkerze befindet. Dieses Kapselgehäuse kann in einigen Ausführungsformen eine umlaufende Wand, einen Boden und einen Deckel enthalten. Das Kapselgehäuse kann in einigen Ausführungsformen von einer Mehrzahl an Wänden, beispielsweise planaren Wänden, definiert sein, von denen zwei gegenüberliegende Wände einen Boden und einen Deckel definieren können. Das Kapselgehäuse kann in einigen Ausführungsformen eine Mehrzahl an Wänden enthalten, beispielsweise planare Wände, von denen zwei gegenüberliegende Wände einen Boden und einen Deckel definieren können.
Material, Dicke und Starrheit bzw. Verformbarkeit können für eine Wand, einen Boden und einen Deckel des Kapselgehäuses unabhängig voneinander ausgewählt werden. In einigen Ausführungsformen hat ein Bereich der Filterkapsel, an dessen Außenseite ein Flüssigkeitssensor angeordnet ist, eine Wanddicke von etwa 5 mm oder weniger. Typischerweise wird eine solche Wanddicke gewählt, wenn der Flüssigkeitssensor auf einer wie nachfolgend näher erläuterten nichtinvasiven Detektion basiert.
Das Kapselgehäuse kann jedes beliebige Material enthalten, so lange die Eigenschaften der Kapsel ihren gewünschten Einsatz ermöglichen. So wird das Material des Kapselgehäuses in der Regel so gewählt, dass das Kapselgehäuse ausreichend chemisch inert und thermisch und mechanisch stabil ist, um ohne Gefährdung des zu gewinnenden Produkts eine Filtration damit durchführen zu können. In einigen Ausführungsformen ist das Material des Kapselgehäuses mit einer gewünschten Wellenlänge bestrahlbar. So ist das Kapselgehäuse in einigen Ausführungsformen mit ionisierender Strahlung wie z.B. Gammastrahlung einer Intensität bestrahlbar, die für eine Sterilisation des Kapselgehäuses ausreichend ist. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse mit Betastrahlung einer Wellenlänge und Intensität bestrahlbar, die für eine Sterilisation des Kapselgehäuses ausreichend ist. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse mit Röntgenstrahlung einer Wellenlänge und Intensität bestrahlbar, die für eine Sterilisation des Kapselgehäuses ausreichend ist. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse autoklavierbar. Das Kapselgehäuse besteht in einigen Ausführungsformen aus autoklavierbarem Material. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einem Material, das mit Natriumhydroxid sanitisierbar ist. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einem Material, das mit Ethylenoxid sterilisierbar ist. Das Kapselgehäuse kann intransparent sein. Das Kapselgehäuse kann aus einem intransparenten Material bestehen oder ein solches enthalten. Ein Kapselgehäuse kann in einigen Ausführungsformen eine Kombination mehrere der zuvor genannten Materialien enthalten oder daraus bestehen.
In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse ein Kunstoffmaterial wie einen Polyester enthalten. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Polyethylenterephthalat (PET) oder Polybutylenterephthalat (PBT). In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse einen Thermoplasten. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einem Thermoplasten. Zu Beispielen eines geeigneten Thermoplasten zählen Polyethylen (PE) und Hart-Polyethylen (High Density Polyethylen, PE-HD HDPE). In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Polyethylen niedriger Dichte, Low-Density Polyethylen (PE-LD, LDPE). In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse zumindest im Wesentlichen aus Low-Density Polyethylen. Das Kapselgehäuse enthält in einigen Ausführungsformen ein Polyaryletherketon wie z.B. Polyetheretherketon (PEEK). In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse zumindest im Wesentlichen aus einem Polyaryletherketon wie z.B. Polyetheretherketon (PEEK). Ein weiterer geeigneter Thermoplast ist Polypropylen (PP). In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Polyoxymethylen (POM), auch Polyacetal genannt. Das Kapselgehäuse kann auch zumindest im Wesentlichen aus Polyoxymethylen bestehen. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse aus Polyvinylchlorid (PVC) gefertigt oder enthält dieses. Das Kapselgehäuse enthält in einigen Ausführungsformen ein Polyurethan. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse zumindest im Wesentlichen aus Polyurethan. Das Kapselgehäuse kann auch ein Polysulfon (PSU) enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Polyethersulfon (PES) und/oder Polyphenylensulfon (PPSU) oder besteht daraus. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Polystyrol. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus Polystyrol. Weitere Beispielen eines geeigneten Thermoplasten sind, ohne darauf beschränkt zu sein, Polycarbonat (PC), Copolyester, Acrylstyrolbutadiencopolymer (ABS) und Styrolacrylnitril (SAN). Das Kapselgehäuse enthält in einigen Ausführungsformen ein Polycarbonat. Das Kapselgehäuse kann auch zumindest im Wesentlichen aus einem Polycarbonat bestehen. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse ein Fluoropolymer wie Polyvinylidenfluorid oder Polytetrafluorethylen (PTFE). In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse zumindest im Wesentlichen aus einem Fluoropolymer wie Polyvinylidenfluorid oder PTFE.
Das Kapselgehäuse kann in einigen Ausführungsformen einen 2-Komponentenkunststoff enthalten oder aus einem 2-Komponentenkunststoff bestehen.
In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse einen Mehrkomponentenkunststoff. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse aus einem Mehrkomponentenkunststoff gefertigt. Zu geeigneten Mehrkomponentenkunststoffen zählen beispielsweise eine Mischung aus Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Polypropylen (PP) und einem thermoplastischen Elastomer, Polycarbonat und einem thermoplastischen Elastomer, und Acrylstyrolbutadiencopolymer (ABS) und Polypropylen (PP).
Das Kapselgehäuse kann ein Elastomer enthalten. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse aus einem Elastomer gefertigt. Ein Beispiel eines geeigneten Elastomers ist Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM). Ein weiteres Beispiel eines geeigneten Elastomers ist Flüssigsilikon (LSR). Das Kapselgehäuse kann ein thermoplastisches Elastomer enthalten. In einigen Ausführungsformen ist das Kapselgehäuse aus einem thermoplastischen Elastomer gefertigt. Ein entsprechendes thermoplastisches Elastomer kann beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis oder ein Styrol-Blockcopolymer sein.
Die Auswahl des Kunststoffes hängt dabei insbesondere auch von den Kosten für das Herstellungsverfahren der Filterkapsel ab. In typischen Ausführungsformen ist die Filterkapsel als Einwegartikel gedacht, so dass für solche Anwendungen aus Kostengründen, der inerten Eigenschaften, der mechanischen Belastbarkeit und der Temperaturbeständigkeit insbesondere die bekannten spritzgussfähigen Thermoplaste Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid oder Polyetheretherketon verwendet werden. Auch Hart-Polyethylen (High Density Polyethylen), das eine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien, mechanische Beanspruchung und Temperaturextreme aufweist, kann enthalten sein.
In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse ein Metall wie z.B. Edelstahl. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einem oder mehreren Metallen. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse wenigstens ein Material, das von Metall verschieden ist. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einem oder mehreren Materialien, das/die von Metall verschieden ist/sind.
In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse eine Keramik. Das Kapselgehäuse kann beispielsweise ein Silikat oder Aluminiumoxid enthalten. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Kohlenstofffasern, inklusive anisotroper Kohlenstofffasern. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einer Keramik oder Kohlenstofffasern oder aus einer Kombination davon. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse keine Keramik. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse keine Kohlenstofffasern. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse ein Polymer. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus einem oder mehreren Polymeren.
Kapsel und Kapselgehäuse können jede beliebige Dimensionen einnehmen. Typischerweise werden die Dimensionen von Kapsel und Kapselgehäuses im Rahmen der konventionell üblichen Kapseldimensionen gewählt. So kann ein Kapselgehäuse in einigen Ausführungsformen eine zylindrische umlaufende Wand mit einem Durchmesser von etwa 100 cm oder weniger enthalten, beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 cm. In einigen Ausführungsformen kann eine zylindrische umlaufende Wand des Kapselgehäuses einen Durchmesser im Bereich von 20 cm oder weniger enthalten. Eine entsprechende zylindrische umlaufende Wand kann beispielsweise eine Länge bzw., bei Ausrichtung der Filterkapsel in eine betriebsbereite Position, Höhe von 1 m oder weniger haben. In einigen Ausführungsformen kann das Kapselgehäuse eine Höhe im Bereich von etwa 25 cm bis etwa 100 cm haben. In einigen Ausführungsformen kann das Kapselgehäuse eine Höhe im Bereich unterhalb von 25 cm wie z.B. etwa 7,5 cm oder weniger haben.
Eine hier offenbarte Filterkapsel ist dazu in der Lage, die Füllung eines in der Filterkapsel enthaltenen flüssigen Mediums zu kontrollieren. Typischerweise wird die Füllhöhe des flüssigen Mediums kontrolliert. In einigen Ausführungsformen kann die Füllung eines flüssigen Mediums zu einem bestimmten Zeitpunkt kontrolliert werden. So kann während des Befüllens eines Kapselgehäuses der Filterkapsel kontrolliert werden, ob eine bestimmte Füllhöhe erreicht ist. In einigen Ausführungsformen kann die Füllung eines flüssigen Mediums permanent oder in zeitlichen Intervallen überwacht werden. So kann während einer Filtration eines flüssigen Mediums in einem Kapselgehäuse der Filterkapsel überwacht werden, ob das flüssige Medium in dem Kapselgehäuse ein bestimmtes zuvor festgelegtes Volumen einnimmt.
Zur Flüssigkeitskontrolle wird typischerweise geprüft, ob das flüssige Mediums im Kapselgehäuse eine vorgegebene Füllhöhe erreicht. Dabei kann es sich um eine Mindestfüllhöhe handeln, die nicht unterschritten werden soll oder darf. Es kann sich auch um eine Sollhöhe handeln, die nicht überschritten werden soll oder darf. Zur Flüssigkeitskontrolle enthält die Filterkapsel einen Flüssigkeitssensor.
Ein entsprechender Flüssigkeitssensor kann auf der Grundlage einer Messung der elektrischen Leitfähigkeit oder der elektrischen Kapazität von an einer bestimmten Position vorhandenem Medium bestimmen, ob ein Gas oder eine Flüssigkeit vorhanden ist. Ebenso kann ein Flüssigkeitssensor auf einer optischen Messung beruhen. So kann beispielsweise ein Lichtstreuungs-Sensor eingesetzt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor auf einer Laufzeitmessung mit Hilfe von Ultraschall beruhen. Dabei kann in einigen Ausführungsformen der entsprechende Ultraschallsensor selbst Ultraschall-Impulse aussenden. In einigen Ausführungsformen kann der Ultraschallsensor mit einer Quelle von Ultraschall-Impulsen kombiniert werden. Werden Ultraschall-Impulse in einen Bereich im Innenraum der Filterkapsel ausgesandt, der mit einem Gas ausgefüllt ist, werden die Impulse von den Innenwänden der Filterkapsel, z.B. des Kapselgehäuses, reflektiert. Befindet sich flüssiges Medium in einem Teil des Innenraums der Filterkapsel, so werden die Ultraschall-Impulse auch von der Oberfläche des flüssigen Mediums reflektiert. Somit lässt sich das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe detektieren.
In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor ein Impedanzsensor sein, der mit einer Wechselspannungsquelle und einer oder mehreren Antennen kombinierbar ist. Bei einer festgelegten Frequenz und Amplitude lässt sich an Hand des Wechselstromwiderstands oder der Phase detektieren, ob ein gasförmiges oder ein flüssiges Medium vorhanden ist. Eine derartige Messung kann in einigen Ausführungsformen über direkten Kontakt mit dem flüssigen Medium erfolgen. In einigen Ausführungsformen kann eine solche Messung kontaktlos erfolgen.
Der Begriff „Antenne“ umfasst im Rahmen dieser Offenbarung allgemein eine Leiterbahn, sowie eine Schleife zur Messung der Induktion oder Impedanz.
Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen ein Brechungsindexsensor sein, der sich mit einer Lichtquelle kombinieren lässt. Eine geeignete Lichtquelle kann beispielsweise eine LED sein. Die Lichtquelle gibt in einigen Ausführungsformen Licht mit einer Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich ab, der beispielsweise im sichtbaren Bereich, z.B. im Bereich von etwa 400 nm bis etwa 800 nm liegt. Der Sensor als Lichtempfänger misst mit dem Brechungsindex (optische Dichte) de facto, um wie viel die Phasengeschwindigkeit von Licht in einem flüssigen Medium bzw. gasförmigen Medium kleiner ist als im Vakuum.
Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen ein Totalreflexionssensor sein. Sobald ein flüssiges Medium eine bestimmte Füllhöhe im Kapselgehäuse erreicht hat, wird ein Lichtstrahl an der Grenzfläche zwischen einem festen Material und einem Gas oder einem flüssigem Medium und darüber befindlichem Gas wie z.B. Luft um einen Winkel abgelenkt. Die Totalreflexion kann als Spezialfall einer Brechungsindexmessung aufgefasst werden, da bei einem einfallenden Strahl bei einem bestimmten Winkel der Brechungswinkel 90° erreicht wird. Bei größeren Einfallswinkeln tritt keine Brechung mehr auf und der einfallende Strahl wird vollständig reflektiert. In einigen Ausführungsformen kann beispielsweise mittels eines Prismas ein Lichtstrahl in einem gasförmigen Medium zum Sensor gelenkt werden. Bei Anwesenheit eines flüssigen Mediums wird der Lichtstrahl nicht mehr zum Sensor gelenkt. In einigen Ausführungsformen kann auch eine Reflexion an einem flüssigen Medium nur bei einer bestimmten Füllhöhe des flüssigen Mediums zum Sensor gelenkt werden. Das Vorliegen exakt dieser Füllhöhe wird dann vom Sensor detektiert. Auch in diesen Fällen ist der Sensor ein Lichtempfänger, der mit einer geeigneten Lichtquelle kombiniert werden kann. Als illustratives Beispiel kann als Lichtquelle eine Infrarot-LED eingesetzt werden.
In einigen Ausführungsformen ist der Flüssigkeitssensor ein Absorptionssensor, der die Absorption von Licht im Medium detektiert, das beispielsweise im Kapselgehäuse enthalten ist. Eine photometrische Messung kann mittels Bestrahlen des Innenraums der Filterkapsel, beispielsweise des Innenraums des Kapselgehäuses, und Detektion der durchtretenden Intensität erfolgen. Als Lichtquelle kann in einigen Ausführungsformen eine Lichtquelle eingesetzt werden, die Licht im Bereich des Infrarot oder des nahen Infrarot emittiert. In einigen Ausführungsformen kann eine Lichtquelle eingesetzt werden, die Licht im Bereich von etwa 780 nm bis etwa 50 µm emittiert.
Ein Flüssigkeitssensor kann an jeder beliebigen Position an oder in der Filterkapsel angeordnet sein. Bei der Wahl einer geeigneten Position wird insbesondere ein wichtiges Kriterium sein, ob der Flüssigkeitssensor eine Sollfüllhöhe oder eine Mindestfüllhöhe detektieren soll oder ob der Flüssigkeitssensor eine möglichst vollständige Entleerung überprüfen oder angeben soll. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position angeordnet sein, die sich – in einer Orientierung der Filterkapsel im Betrieb – im oberen Viertel des Kapselgehäuses befindet. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position angeordnet sein, die sich im unteren Viertel des Kapselgehäuses befindet. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die an den Eingangsanschluss der Filterkapsel angrenzt.
In einigen Ausführungsformen ist eine Filterkerze so im Kapselgehäuse der Filterkapsel angeordnet, dass ihr oberes Ende im Betrieb nach oben, also der Richtung der Schwerkraft entgegen, ausgerichtet ist. In derartigen Ausführungsformen kann die Filterkerze mit dem Boden der Filterkerze in Kontakt sein. Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen derartigen Ausführungsformen an einer Position am oder im Kapselgehäuse angeordnet sein, die, in Betriebsposition, etwa in einer Ebene mit dem oberen Ende der Filterkerze liegt.
In einigen Ausführungsformen ist eine Filterkerze so im Kapselgehäuse der Filterkapsel angeordnet, dass ihr oberes Ende im Betrieb nach unten, also in Richtung der Schwerkraft, ausgerichtet ist. In derartigen Ausführungsformen kann die Filterkerze hängend angeordnet sein und beispielsweise mit dem oberen Ende des Kapselgehäuses, z.B. einem Deckel, in Kontakt sein. Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen solchen Ausführungsformen an einer Position am oder im Kapselgehäuse angeordnet sein, die, in Betriebsposition, etwa in einer Ebene mit dem unteren Ende der Filterkerze liegt.
Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen am oder im Ausgangsanschluss der Filterkapsel angeordnet sein. Ein Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen auch in einem Bereich des Kapselgehäuses angeordnet sein, der an den Ausgangsanschluss der Filterkapsel angrenzt. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor am oder im Eingangsanschluss der Filterkapsel angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen ist ein Flüssigkeitssensor an einem oberen Ende der Filterkapsel angeordnet. Ein Flüssigkeitssensor kann beispielsweise an einer Position am oder im Kapselgehäuse angeordnet sein, die der oberen möglichen Befüllungsgrenze für ein Medium wie ein flüssiges Medium im Kapselgehäuse entspricht. In Ausführungsformen, in denen die Filterkapsel einen Deckel enthält, kann ein Flüssigkeitssensor an diesem Deckel, beispielsweise außen- oder innenseitig, angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen die Filterkapsel einen Boden enthält, kann ein Flüssigkeitssensor an diesem Boden angeordnet sein. Wie bereits im Vorangehenden angegeben, kann die Filterkapsel einen Entlüftungsanschluss enthalten. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an oder in einem solchen Entlüftungsanschluss angeordnet sein. Auch kann die Filterkapsel einen Entleerungsanschluss enthalten. In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor an oder in einem solchen Entlüftungsanschluss angeordnet sein.
Der Flüssigkeitssensor ist so konfiguriert, dass ein Signal bei einem bestimmten Zustand der An- oder Abwesenheit von flüssigem Medium erzeugt wird. Dazu kann der Flüssigkeitssensor, beispielsweise drahtlos oder über ein Kabel, mit Peripherie verbunden sein, die ein Signal des Flüssigkeitssensors empfängt, das den Zustand der An- oder Abwesenheit von flüssigem Medium wiedergibt. Dabei kann eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung wie z.B. eine CPU involviert sein. Aus dem Zustand der An- oder Abwesenheit von flüssigem Medium kann beispielsweise bestimmt werden, ob ein vorgegebenes Befüllungsvolumen oder eine vorgegebene Flüssigkeitshöhe in der Filterkapsel erreicht worden ist. Für diesen Fall kann die entsprechende Peripherie so konfiguriert sein, dass ein entsprechendes Signal wie z.B. ein Warnsignal abgegeben wird, das auf das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist. In einigen Ausführungsformen kann die entsprechende Peripherie so konfiguriert sein, dass bei Erreichen eines vorgegebenen Befüllungsvolumens oder einer vorgegebenen Flüssigkeitshöhe in der Filterkapsel ein Signal an ein Zufluss- oder Abfluss-kontrollierendes Element in oder an der Filterkapsel abgegeben wird. Ein Zufluss- oder Abfluss-kontrollierendes Element kann eine Durchfluss-Justiereinheit sein oder an eine solche gekoppelt sein. Als illustratives Beispiel kann ein Signal abgegeben werden, das ein Ventil in einem Eingangsanschluss oder Ausgangsanschluss verschließt. In einigen Ausführungsformen kann ein Signal abgegeben werden, dass ein Ventil in einem Eingangsanschluss oder Ausgangsanschluss öffnet. In einigen Ausführungsformen kann ein Signal abgegeben werden, das ein Ventil in einem Entlüftungsanschluss oder einem Entleerungsanschluss verschließt. In einigen Ausführungsformen kann ein Signal abgegeben werden, dass ein Ventil in einem Entlüftungsanschluss oder einem Entleerungsanschluss öffnet.
Der Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen so konfiguriert sein, dass er unmittelbar ein Signal bei einem bestimmten Zustand der An- oder Abwesenheit von flüssigem Medium abgibt. In einigen Ausführungsformen ist der Flüssigkeitssensor nicht mit Peripherie verbunden. Dabei kann der Flüssigkeitssensor ein Signal abgeben, das auf das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor ein Signal abgeben, das von einem Zufluss- oder Abfluss-kontrollierenden Element in oder an der Filterkapsel empfangbar ist. Beispielsweise kann der Flüssigkeitssensor in einigen Ausführungsformen so konfiguriert sein, dass er ein Signal abgibt, das ein Ventil in einem Eingangsanschluss oder Ausgangsanschluss verschließt. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor so konfiguriert sein, dass er ein Signal abgibt, das ein Ventil in einem Eingangsanschluss oder Ausgangsanschluss öffnet. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor so konfiguriert sein, dass er ein Signal abgibt, das ein Ventil in einem Entlüftungsanschluss oder einem Entleerungsanschluss verschließt. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor so konfiguriert sein, dass er ein Signal abgibt, das ein Ventil in einem Entlüftungsanschluss oder einem Entleerungsanschluss öffnet.
Ein Signal, das auf Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist, kann wie bereits vorangehend erläutert, in einigen Ausführungsformen vom Flüssigkeitssensor selbst abgegeben werden. In einigen Ausführungsformen kann ein solches Signal von Peripherie abgegeben werden. Ein solches Signal kann beispielsweise einer Lampe zugeführt werden. Ein solches Signal kann auch einer Anzeige zugeführt werden. Eine entsprechende Anzeige, z.B. ein Bildschirm, kann beispielsweise einen bestimmten Text anzeigen. Ein Signal, das auf das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist, kann auch einem Lautsprecher zugeführt werden.
Es kann ein Gerät, das mit dem Sensor verbunden ist, z.B. eine Lampe, vorgesehen sein, das dazu konfiguriert ist, ein Signal, das auf Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist, in ein für einen Anwender wahrnehmbares Signal zu transformieren. Das Gerät kann dazu eingerichtet sein, bei Empfang eines Signals, das auf Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist, seinerseits ein für einen Anwender wahrnehmbares Signal abzugeben. Ein für einen Anwender wahrnehmbares Signal kann ein optisches Signal sein. Ein für einen Anwender wahrnehmbares Signal kann ein haptisches Signal sein. In einigen Ausführungsformen kann ein für einen Anwender wahrnehmbares Signal ein Vibrationssignal sein. Ein für einen Anwender wahrnehmbares Signal kann auch ein akustisches Signal sein.
In Betrieb lässt sich die Filterkapsel mit Flüssigkeitskontrolle in einem Verfahren zum Überwachen und/oder zum Prüfen der Flüssigkeitsbefüllung einer Filterkapsel einsetzen. Zu einem derartigen Verfahren zählt es, mit Hilfe des Flüssigkeitssensors zu detektieren, ob an einer vorgegebenen Position innerhalb der Filterkapsel ein Gas oder ein flüssiges Medium zugegen ist. Die Abwesenheit eines flüssigen Mediums kann in einigen Ausführungsformen darauf hinweisen, dass eine bestimmte Restfüllung unterschritten ist. Daraus kann beispielsweise geschlossen werden, dass das Entleeren einer Filterkapsel vollständig ist. Das Vorhandensein eines flüssigen Mediums kann in einigen Ausführungsformen darauf hinweisen, dass eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht ist. Daraus kann beispielsweise geschlossen werden, dass das Befüllen einer Filterkapsel vollständig ist. Das Vorhandensein eines flüssigen Mediums kann in einigen Ausführungsformen darauf hinweisen, dass eine vorbestimmte Mindestfüllung erreicht bzw. unterschritten wird. Daraus kann beispielsweise geschlossen werden, dass die Füllung einer Filterkapsel unvollständig ist. Dies kann beispielsweise auf eine Leckage hinweisen. Dies kann auch auf Grund von Gas, z.B. Luftblasen im flüssigen Medium eintreten. In diesem Fall kann beispielsweise ein kurzes Entlüften im laufenden Betrieb erfolgen. Es kann auch der Betrieb unterbrochen werden, um beispielsweise ein erneutes Befüllen durchzuführen, bis eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht ist.
Zu einem derartigen Verfahren zählt es, ein wie oben beschriebenes Signal abzugeben, sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung ein vorbestimmtes Füllungsniveau oder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht. Zu einem derartigen Verfahren kann es zählen, ein wie oben beschriebenes Signal abzugeben, das auf das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe oder eines bestimmten Füllvolumens hinweist.
Wird vom Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung ein vorbestimmtes Füllungsniveau oder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht, kann beispielsweise ein optisches Signal, z.B. ein Warnsignal abgegeben werden. Es kann in einigen Ausführungsformen ein akustisches Signal, z.B. ein Warnsignal abgegeben werden, wenn vom Flüssigkeitssensor detektiert wird, dass die Flüssigkeitsfüllung ein vorbestimmtes Füllungsniveau oder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht. In einigen Ausführungsformen kann flüssiges Medium der Filterkapsel mit Hilfe einer Pumpe zugeführt werden. Wird vom Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Flüssigkeitsfüllung ein vorbestimmtes Füllungsniveau oder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht, kann ein Signal an eine derartige Pumpe abgegeben werden, das die Steuerung der Pumpe verändert oder auslöst. Beispielsweise kann der Betrieb der Pumpe unterbrochen oder beendet werden. Wie bereits vorangehend beschrieben, kann in einigen Ausführungsformen ein Signal an ein Gerät abgegeben werden, das den Öffnungszustand eines Entlüftungsanschlusses oder eines Entleerungsanschlusses kontrolliert. So kann, wenn vom Flüssigkeitssensor detektiert wird, dass die Flüssigkeitsfüllung ein vorbestimmtes Füllungsniveau oder ein vorbestimmtes Füllungsvolumen erreicht, beispielsweise ein Signal an eine Ventilsteuerung abgegeben werden. Dadurch kann ein Ventil in einem Entlüftungsanschluss oder einem Entleerungsanschluss geöffnet oder geschlossen werden.
In einigen Ausführungsformen kann eine Mehrzahl hier offenbarter Filterkapseln hintereinander angeordnet sein. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Eluat einer ersten Filterkapsel zur weiteren Filtration einer zweiten Filterkapsel zugeführt werden. Ebenso kann ein Retentat einer ersten Filterkapsel zur weiteren Konzentrierung einer zweiten Filterkapsel zugeführt werden. Sind mehrere Filterkapseln hintereinander angeordnet, so können Beschaffenheit und Ausstattung, inklusive Sensorart und -position, für jede Filterkapsel unabhängig von anderen Filterkapseln ausgewählt werden.
Eine hier offenbarte Filterkapsel kann eine Einwegkapsel zum Filtrieren eines Zellkulturüberstands oder eines Zelllysats sein. Eine hier offenbarte Filterkapsel kann auch eine Einwegkapsel zum Filtrieren einer Produktlösung im Downstream-Processing in einem biotechnologischen Herstellungsprozess sein. Ein solcher Herstellungsprozess kann beispielsweise die Gewinnung eines Proteins, z.B. eines rekombinanten Proteins, beinhalten. Ein solcher Herstellungsprozess kann auch die Gewinnung eines Nukleinsäuremoleküls beinhalten. Ein solcher Herstellungsprozess kann in einigen Ausführungsformen die Gewinnung eines Saccharids und/oder eines Polysaccharids beinhalten. Ein entsprechender biotechnologischer Herstellungsprozess kann in einigen Ausführungsformen die Filtration einer Flüssigkeit zu Reduzierung von Bioburden umfassen, der üblicherweise zur Sicherheit zwischen einzelnen Prozessschritten erfolgt. In einigen Ausführungsformen kann eine hier offenbarte Filterkapsel im Rahmen der Pufferherstellung, beispielsweise zur Sterilfiltration einer Pufferlösung eingesetzt werden. Eine hier offenbarte Filterkapsel kann in einigen Ausführungsformen im Rahmen der Herstellung eines Mediums zur Fermentation eingesetzt werden wie zur Sterilfiltration eines Mediums.
Ein hier offenbartes Verfahren kann Bestandteil eines biotechnologischen Verfahrens sein. Beispielsweise kann ein Verfahren zur Herstellung eines Proteins eine Filtration mit einer Filterkapsel umfassen. Die hier beschriebene Filterkapsel kann, beispielsweise als Einwegkapsel, zum Einsatz kommen. Die entsprechende Filtration kann dazu dienen, Keime in Form von z.B. Bakterien, Pilzen, Sporen, Prionen oder Viren aus einer Produktlösung zu entfernen. Eine solche Filtration kann also dazu dienen, Keimfreiheit zu gewährleisten und/oder herzustellen. Diese Keimfreiheit ist gefährdet, sobald ein unkontrollierter Kontakt mit der Umgebung eintreten kann. Ein solcher Kontakt ist insbesondere über Entlüftungs- und Entleerungsanschlüsse möglich. Wird beispielsweise mit Hilfe des Flüssigkeitssensors ein Signal abgegeben, das das Erreichen einer Sollfüllung anzeigt, so kann verhindert werden, dass eine zu filtrierende Lösung mit der Umgebung in Kontakt kommt, wenn sie aus einem Entlüftungsanschluss austritt. Stattdessen ist es als Reaktion auf das Signal, oder durch das Signal, möglich, dass bei oder nach Erreichen einer Sollfüllung z.B. der betreffende Entlüftungsanschluss geschlossen wird.
Bakterien mit Durchmessern von etwa 0,5 µm lassen sich mittels einer Membran entfernen bzw. zurückhalten, die einen kleineren Porendurchmesser besitzt. Für eine entsprechende Filtration kann ein Porendurchmesser von etwa 0,2 µm wie z.B. 0,22 µm geeignet sein. Handelt es sich um Bakterien aus nährstoffarmer Umgebung wie Böden und Gewässer, kann der Bakteriendurchmesser auch deutlich kleiner als 0,5 µm sein. Es können daher auch Membranen mit einem Porendurchmesser von etwa 0,1 µm geeignet sein. Viren lassen sich mittels einer Membran entfernen bzw. zurückhalten, die einen noch wesentlich kleineren Porendurchmesser besitzen; typischerweise ist eine Membran mit einem Porendurchmesser von etwa 20 nm geeignet. Für alle derartigen Fällen kann eine hier offenbarte Filterkapsel für den einmaligen Gebrauch (single use) bereitgestellt werden.
Bezugnehmend auf 1, sei ein Beispiel für den Einsatz eines Flüssigkeitssensors beim Befüllen einer Filterkapsel erläutert. Eine Filterkapsel kann bei geöffnetem Eingangsanschluss 9 und geschlossenem Ausgangsanschluss 11 mit flüssigem Medium 13 befüllt werden, wenn Gas durch einen geöffneten Entlüftungsanschluss 8 entweichen kann. Ein Flüssigkeitssensor 3 am oberen Ende des Kapselgehäuses 1 ist dazu konfiguriert, in unmittelbarer Sensornähe die An- bzw. Abwesenheit von Flüssigkeit zu detektieren. Beim Erreichen einer Sollfüllung 5 (vgl. 1A) kann der Entlüftungsanschluss 8 geschlossen werden. Es kann nun die Filtration durchgeführt werden, indem der Ausgangsanschluß 11 geöffnet wird. Erzeugt der Sensor ein Signal, das das Erreichen der Sollfüllung 5 signalisiert, können die entsprechenden Schritte, Schließen des Entlüftungsanschlusses 8 und Öffnen des Ausgangsanschlusses 11 automatisch oder von Hand erfolgen.
2 illustriert eine Ausführungsform, in der durch den Einsatz eines Flüssigkeitssensors das vollständige Entleeren einer Filterkapsel signalisiert wird. Beim Ende einer Filtration kann ein Gas in das Kapselgehäuse 1 eingeleitet werden, s. 2A. Dadurch sinkt die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums 13, während gleichzeitig nach wie vor eine Filtration erfolgt. Ein Flüssigkeitssensor 3, der am Ausgangsanschluß 11 des Kapselgehäuses 1 angeordnet ist, ist dazu konfiguriert, in unmittelbarer Sensornähe die An- bzw. Abwesenheit von Flüssigkeit zu detektieren. Erreicht die Füllhöhe 6 eine Restfüllung 5 (vgl. 2A), so kann die Entleerung als vollständig angesehen werden, s. 2C. Es kann in diesem Fall beispielsweise automatisch oder von Hand eine entsprechende Pumpe abgeschaltet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor 3 am oder nahe dem unteren Ende des Kapselgehäuses angeordnet sein wie in 8F gezeigt.
3 illustriert eine Ausführungsform, in der durch den Einsatz eines Flüssigkeitssensors ein Trockenlaufen einer Filterkerze 7 in einer Filterkapsel verhindert werden kann. Zwischen dem oberen Ende eines Kapselgehäuses 1 und dem oberen Ende einer Filterkerze 7 existiert ein bestimmter Abstand, innerhalb dessen Schwankungen der Füllhöhe 6 eines flüssigen Mediums im Kapselgehäuse tolerierbar sind, vgl. 3A und 3B. Ein Flüssigkeitssensor 3, der auf der Höhe des oberen Endes der Filterkerze 7 angeordnet ist, ist dazu konfiguriert, in unmittelbarer Sensornähe die An- bzw. Abwesenheit von Flüssigkeit zu detektieren. Beim Beginn der Filtration kann beispielsweise eine wie in 3A gezeigte weitgehend vollständige Füllung des Kapselgehäuses 1 mit flüssigem Medium vorliegen. Auf Grund des Eintrags von Gas in das Kapselgehäuse 1 sinkt die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums. Sobald eine vorgegebene Mindestfüllung 5 erreicht oder unterschritten wird, gibt der Flüssigkeitssensor 3 ein Signal ab, s. 3B. Es kann in diesem Fall der Entlüftungsanschluss 8 geöffnet werden, um eine Entweichen von Gas zu ermöglichen. Wird detektiert, dass eine vorgegebene Mindestfüllung 5 erreicht oder unterschritten wird, kann auch, wie in 3B angedeutet, der Fluss von flüssigem Medium durch die Filterkapsel verringert oder gestoppt werden. Es können beispielsweise der Eingangsanschluss 9 und/oder der Ausgangsanschluß 11 automatisch oder von Hand geschlossen werden. Es kann auch eine entsprechende Pumpe automatisch oder von Hand abgeschaltet werden. Durch Öffnen des Entlüftungsanschlusses 8 und erneutem Eintritt von flüssigem Medium 13 in die Filterkapsel kann nun ein Befüllen der Filterkapsel erfolgen.
Wie beispielsweise 4A, 4B, 6 und 8 zeigen, ist beim Einsatz einer Filterkerze 7 sicherzustellen, dass ein Eingangsanschluss 9 und ein Ausgangsanschluß 11 so angeordnet sind, dass flüssiges Medium durch die Filterkerze hindurchtreten kann. Dazu müssen Eingangsanschluss 9 und Ausgangsanschluß 11 relativ zur Filterkerze 7 an gegenüberliegenden Enden angeordnet sein. Solange dies erfüllt ist, können sowohl die Ausrichtung der gesamten Filterkapsel 10, als auch die genaue Position von Eingangsanschluss 9, Ausgangsanschluß 11 und Filterkerze 7 beliebig gewählt sein.
4C und 5 illustrieren eine Ausführungsform, in der durch den Einsatz eines Flüssigkeitssensors die vollständige Füllung einer Filterkapsel 10 überwacht wird. Es kann eine Tangential-Flow-Filtration erfolgen, bei der durch einen Eingangsanschluss 9 die Filterkapsel 10 mit einem flüssigen Medium 13 beschickt wird. Durch einen Ausgangsanschluß 31 tritt das flüssige Medium 13 aus der Filterkapsel 10 aus, nachdem es am Filter 7 entlang geströmt ist. Flüssiges Medium, das durch den Filter 7 hindurchgetreten ist, kann als Permeat die Filterkapsel 10 durch die Ausgangsanschlüsse 21 die Filterkapsel 10 verlassen. In Betrieb kann durch den Eintrag von Gasblasen die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums 13 im Kapselgehäuses 1, im Ausgangsanschluß 31 und in einem Ausgangsanschluß 21 absinken, vgl. 5A und 5B. Ein Flüssigkeitssensor 3, der am oberen Ende des Ausgangsanschlusses 31 angeordnet ist, ist dazu konfiguriert, in unmittelbarer Sensornähe die An- bzw. Abwesenheit von Flüssigkeit zu detektieren. Erreicht die Füllhöhe 6 einen vorgegebenen Wert (vgl. 5B), so kann der Fluss von flüssigem Medium durch die Filterkapsel gestoppt werden. Es können beispielsweise der Eingangsanschluss 9 und/oder der Ausgangsanschluß 31 und/oder die Ausgangsanschlüsse 21 automatisch oder von Hand geschlossen werden. Es kann auch eine entsprechende Pumpe automatisch oder von Hand abgeschaltet werden. Es kann nun durch Entfernen von Gas und erneuten Eintritt von flüssigem Medium 13 in die Filterkapsel ein Befüllen der Filterkapsel erfolgen
Wie beispielsweise in 7, 8G und 8H illustriert, kann eine hier offenbarte Filterkapsel eine Mehrzahl an Sensoren enthalten. Gezeigt sind in diesen Beispielen jeweils zwei Sensoren. Als weiteres Beispiel kann in einer Ausführungsform wie sie 8A zeigt, ein zweiter Sensor vorgesehen sein, der am unteren Ende des Kapselgehäuses 1, an dem der Entlüftungsanschluss 8 angeordnet ist, ein weiterer Sensor 3 angeordnet sein, mit dem sich ein vollständiges Entleeren detektieren und ggf. überwachen lässt. In einigen Ausführungsformen können in einer Filterkapsel mehr als zwei Sensoren vorhanden sein. So können beispielsweise an beliebigen Positionen des Kapselgehäuses drei, vier oder mehr Sensoren vorgesehen sein, die jeweils unabhängig voneinander außen oder an der Wand des Kapselgehäuses angeordnet sein können oder an oder in einem Anschluss wie einem Eingangsanschluss oder einem Ausgangsanschluß positioniert sein können. Ein oder mehrere Sensoren können auch in eine Wand integriert sein, z.B. die Wand des Kapselgehäuses oder die Wand eines Anschlusses wie eines Eingangsanschlusses oder eines Ausgangsanschlusses.
Der Inhalt von wissenschaftlichen Artikeln, Patenten und Patentanmeldungen sowie der Inhalt von allen anderen Dokumenten und elektronisch zugänglichen Daten, die hier erwähnt oder zitiert werden, wird hiermit durch Bezug in ihrer Gesamtheit im gleichen Maße aufgenommen, als wäre jede einzelne Veröffentlichung ausdrücklich und individuell als durch Bezug aufgenommen bezeichnet. Im Falle eines Widerspruchs gibt das vorliegende Dokument den Ausschlag. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jedwedes, inklusive alles Material und Daten aus jedweden solchen Artikeln, Patenten und Patentanmeldungen oder anderen physischen und/oder elektronischen Dokumenten physisch in dieses Dokument aufzunehmen.
Die Nennung oder Diskussion eines zuvor veröffentlichten Dokuments in dieser Beschreibung sollte nicht notwendigerweise als Anerkenntnis verstanden werden, dass ein solches Dokument zum Stand der Technik zählt oder Allgemeinwissen des Fachmanns darstellt.
Die Filterkapsel, das Verfahren und die Verwendungen, die hier veranschaulichend beschrieben sind, können in geeigneter Weise ohne ein einzelnes Element oder Elemente, Beschränkung oder Beschränkungen ausgeführt und eingesetzt werden, die hier nicht explizit offenbart sind. Die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke sind ferner als beschreibende Begriffe und nicht als Einschränkung verwendet, und es besteht keine Absicht, beim Verwenden solcher Begriffe und Ausdrücke irgendwelche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile davon auszuschließen. Es wird erkannt, dass verschiedene Abwandlungen im Umfang der beanspruchten Erfindung möglich sind. So sollte daher verstanden werden, dass der Fachmann auf Abwandlungen und Variationen der offenbarten Ausführungsformen zurückgreifen kann, obwohl die hier offenbarte Filterkapsel, das Verfahren und die Anwendungen für den Fachmann in ausreichendem Detail beschrieben und veranschaulicht sind, um sie anzuwenden, und dass solche Abwandlungen und Variationen als innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung befindlich anzusehen sind.
Es sollte somit verstanden werden, dass obgleich die Filterkapsel, das Verfahren und die Anwendungen, die hier in ausreichend Detail beschrieben und anhand bestimmter spezifischer Ausführungsformen veranschaulicht sind, so dass sie vom Fachmann ausgeführt werden können, nicht darauf beschränkt sein sollen, vielmehr werden Abwandlungen und Variationen der beschriebenen Ausführungsformen als im Umfang der Erfindung befindlich angesehen.
Die Erfindung ist hier ausgedehnt und allgemein beschrieben worden. Jede der engeren Spezies und Subgenus-Gruppierungen, die unter die allgemeine Offenbarung fallen, bilden ebenfalls einen Teil der Verfahren, Verwendungen, Zusammensetzungen und Kombinationen. Das schließt die allgemeine Beschreibung der Verfahren, Anwendungen, Zusammensetzungen und Kombinationen mit einer Bedingung oder einer negativen Beschränkung ein, die einen Gegenstand aus dem Genus ausschließen, unabhängig davon, ob der ausgeschlossene Gegenstand hier explizit wiedergegeben ist.
Weitere Ausführungsformen sind in den nachfolgenden Patentansprüchen wiedergegeben. Sind ferner Merkmale oder Aspekte der Erfindung in Form von Markush-Gruppen angegeben, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung auf diese Weise auch hinsichtlich jedes individuellen Mitglieds oder jeder individuellen Untergruppe von Mitgliedern von Markush-Gruppen beschrieben ist.
Wie ein durchschnittlicher Fachmann im Fachgebiet an Hand der vorliegenden Offenbarung bereitwillig zu schätzen wissen wird, können andere Filterkapseln, Verwendungen oder Schritte, die zur Zeit existieren oder später entwickelt werden und die im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erzielen wie die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen, gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls eingesetzt werden.

Claims

Filterkapsel (10) mit Flüssigkeitskontrolle für ein flüssiges Medium (13), aufweisend ein Kapselgehäuse (1), einen Filter (7), mindestens einen Eingangsanschluss (9) und mindestens einen Ausgangsanschluss (11, 31), dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkapsel mindestens einen Flüssigkeitssensor (3) aufweist, der in das Kapselgehäuse (1) oder den Eingangsanschluss (9) oder den Ausgangsanschluss (11, 31) integriert ist oder an dem Kapselgehäuse (1) oder dem Eingangsanschluss (9) oder dem Ausgangsanschluss (11, 31) angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitssensor (3) dazu ausgelegt ist, die An- bzw. Abwesenheit eines flüssigen Mediums (13) zu detektieren und wobei der Flüssigkeitssensor (3) so konfiguriert ist, dass bei einer Änderung des Zustands der An- bzw. Abwesenheit eines flüssigen Mediums (13) ein Signal abgegeben wird.
Filterkapsel (10) gemäß Anspruch 1, weiterhin einen verschließbaren Entlüftungsanschluss (8) aufweisend.
Filterkapsel (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitssensor (3) einen Leitfähigkeitssensor, einen Impedanzsensor, einen Ultraschallsensor, einen Brechungsindexsensor, einen Totalreflexionssensor oder einen Absorptionssensor aufweist.
Filterkapsel (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitssensor (3) mindestens zwei Elektroden aufweist, die mit einem Innenraum des Kapselgehäuses (1) in Kontakt stehen.
Filterkapsel (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselgehäuse (1) aus einem Material besteht, das von Metall verschieden ist, und der Flüssigkeitssensor (3) eine oder mehrere Antennen aufweist, die mit einem Innenraum des Kapselgehäuses (1) nicht in Kontakt stehen.
Filterkapsel (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselgehäuse einen Kunststoff aufweist.
Filterkapsel (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Flüssigkeitssensor (3) a) an einem Ende des Kapselgehäuses (1) angeordnet ist, das dem Ende des Kapselgehäuses gegenüberliegt, das den Eingangsanschluss (9) desselben aufweist oder b) an einer Position angeordnet ist, die an den Ausgangsanschluss (11, 31) desselben angrenzt oder c) sich am oder im Ausgangsanschluss (11, 31) befindet.
Filterkapsel (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitssensor (3) so konfiguriert ist, dass ein Signal, das bei einer Änderung des Zustands Abwesenheit eines flüssigen Mediums (13) zum Zustand Anwesenheit eines flüssigen Mediums (13) abgegeben wird, ein Verschließen des Entlüftungsanschlusses (8) bewirkt.
Filterkapsel (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Flüssigkeitssensor (3) an einer Position des Kapselgehäuses (1) angeordnet ist, die in oder oberhalb der gleichen Ebene liegt wie der verschließbare Entlüftungsanschluss (8) und/oder die an den verschließbaren Entlüftungsanschluss (8) angrenzt.
Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung einer Filterkapsel (10), wobei die Filterkapsel (10) ein Kapselgehäuse (1), einen Filter (7), einen Eingangsanschluss (9), einen Ausgangsanschluss (11, 31) und einen in das Kapselgehäuse (1) oder den Eingangsanschluss (9) oder den Ausgangsanschluss (11, 31) integrierten oder einen an dem Kapselgehäuse (1) oder dem Eingangsanschluss (9) oder dem Ausgangsanschluss (11, 31) angeordneten Flüssigkeitssensor (3) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: ein Signal abgeben, sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit einem flüssigen Medium (13) ein vorbestimmtes Füllungsniveau erreicht, unter- oder überschritten hat, sodass a) ein Hinweis auf das Eintreten eines bestimmten Füllzustands ergeht und/oder b) der Zufluss und/oder Abfluss von Flüssigkeit in bzw. aus der Filterkapsel (10) gesteuert werden kann.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Verfahren aufweist: a) sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit einem flüssigen Medium (13) eine vorbestimmte Mindestfüllung erreicht bzw. unterschritten hat, ein Warnsignal abgeben und optional den Eingangsanschluss der Filterkapsel (10) verschließen und/oder b) sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit einem flüssigen Medium (13) eine vorbestimmte Restfüllung erreicht bzw. unterschritten hat, ein Entleerungssignal abgeben.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Filterkapsel (10) weiterhin einen verschließbaren Entlüftungsanschluss aufweist, und wobei das Verfahren aufweist: sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit einem flüssigen Medium (13) eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht hat, den Entlüftungsanschluss verschließen.