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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entnahme von Proben sensibler
Stoffe aus einem großen Behälter, insbesondere
an Anlagen der chemischen und pharmazeutischen Industrie, bei denen die
Gleichmäßigkeit einer Mischung und/oder Struktur
eines Gutes kontrolliert werden soll, indem mehrere Proben von definierten
Stellen innerhalb des Behälters entnommen, in Probenbehälter
gefüllt und zur Analyse gebracht werden.
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Nach
dem Stand der Technik werden Behälter, z. B. mit einem
Mischgut, zur Kontrolle der Gleichmäßigkeit einer
Mischung und/oder Struktur des Mischgutes in einen sterilen Raum
gebracht, in dem Laboranten mit Schutzanzügen bekleidet
mehrere Proben von definierten Stellen innerhalb des Behälters
entnehmen und in Probenbehälter einfüllen. Bei
den hier relevanten Proben, handelt es sich um sensible Stoffe,
die entweder für die Umwelt, einschließlich der
Laboranten, problematisch sind oder die selbst, z. B. pharmazeutische
Stoffe, gegen Kontaminationen mit Stoffen aus der Umwelt, z. B.
Wasserdampf in der Luft, geschützt werden müssen.
Deshalb sind die Probenbehälter dicht verschließbar
und werden in der Regel nur zum Einfüllen, Entleeren bzw.
zur Entnahme einer Probe in abgeschlossenen Räumen oder
Analysengeräten geöffnet und geschlossen. Der
Transport erfolgt regelmäßig in besonderen Transportboxen.
Gegebenenfalls erfolgt der Transport auch über Schleusen,
z. B. haben sich sogenannte ”Rapid Transfer Ports” (RTP)
bewährt. Ein RTP ist eine Transferschleuse mit zwei Türen, an deren
einen Tür die Transportbox angeflanscht und der Inhalt über
die zweite Tür entnommen werden kann.
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Dabei
ist die Arbeit unter Schutzanzügen sehr erschwerend und
erfordert für praktisch jede Probenentnahme eine Ein- und
Ausschleusung in den sterilen Raum. Bei der Probenentnahme aus größeren
Behältern ist zur Gewährleistung der Probenentnahme
genau an den definierten Stellen oft der Einsatz von zwei Laboranten
erforderlich, wodurch der Aufwand weiter erhöht wird.
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Die
GB 2 06 376 A offenbart
eine Kammer mit Handschuheingriffen zum Manipulieren im Inneren
der Kammer. Die Kammer weist Elemente auf, mit denen Sie an andere
Räume angekuppelt werden kann. Zur Definition ihrer Ausmaße
weist die Kammer einen festen Rahmen auf und eine flexible Hülle
zur Abdeckung freier Flächen. Die flexible Hülle
ist an der Kammer abgedichtet angebracht und weist die Handschuheingriffe
auf.
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Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Entnahme
von Proben aus einem Behälter anzugeben, mit der mehrere
Proben von definierten Stellen innerhalb des Behälters
entnommen und in Probenbehälter gefüllt werden
können, ohne dass sterile Räume und der Einsatz
von Laboranten mit Schutzanzügen erforderlich ist.
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Die
Erfindung löst die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen
mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung,
einschließlich der Zeichnung, näher dargestellt.
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Die
Einrichtung ist insbesondere zur Entnahme von Proben sensibler Stoffe
aus relativ großen Behältern, z. B. Mischcontainern,
geeignet, wobei mehrere Proben, in einer als solche bekannten Weise,
von definierten Stellen innerhalb des Behälters entnommen
und in dicht verschließbare Probenbehälter, welche
sich zum Befüllen innerhalb der Einrichtung befinden, gefüllt
und über eine Transferschleuse zur Analyse gebracht werden
können.
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Die
erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einer
mindestens teilweise transparenten Kammer, wobei der transparente
Teil als flexible Hülle ausgebildet ist, einer Andockeinrichtung,
mindestens ein Paar Öffnungen mit Handschuheingriffen und
einer Probenschleuse an einer Wand der Kammer sowie mit einem Probenentnahmestab.
Dabei ist die Einrichtung (2) derart konfiguriert, dass
eine Probenaufnahme am Ende des Probenentnahmestabes über
die Öffnung mit den Handschuheingriffen im Inneren der
Kammer manuell mindestens zu den definierten Stellen innerhalb des
Behälters und zu Probenbehältern an der Probenschleuse
bewegt werden kann. Erfindungsgemäß ist die Andockeinrichtung
an der Kammer derart ausgebildet ist, dass sie von oben mit einer
zugeordneten Andocköffnung im Behälter abgedichtet
verbunden werden kann und dass die flexible Hülle derart
frei verformbar ist, dass der Probenentnahmestab von der Kammer
durch die gekuppelte und geöffnete Andockeinrichtung sowie
Andocköffnung hindurch in dem Behälter bewegt
werden kann.
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Die
Kammer ist derart geschlossen und dicht ausgeführt, dass
Kontaminationen von innen nach außen und umgekehrt praktisch
ausgeschlossen sind. Die Andockeinrichtung ist zur Probenentnahme oberhalb
einer Andocköffnung am Behälter, aus dem die Proben
entnommen werden sollen, angeordnet und kann gegenüber
dieser relativ axial bewegt und abgedichtet werden. Die Andockeinrichtung
und die Andocköffnung sind systemkompatibel, d. h. je nach der
in der konkreten Anwendung üblichen Ausführung
ausgeführt. Bewährt haben sich bekannte Doppelklappenventile,
von denen z. B. die aktive Klappe an der Andockeinrichtung an der
Kammer und die passive Klappe an der Andocköffnung am Behälters befindet.
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Die
mindestens teilweise transparente Kammer ermöglicht den
Laboranten das Innere der Kammer zu übersehen. In der Kammer
sind mindestens ein Paar Öffnungen mit Handschuheingriffen
und an einer Wand eine Probenschleuse vorgesehen. Innerhalb der
Kammer befindet sich ein Probenentnahmestab mit einer Probenaufnahme
an dessen unteren Ende.
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Die
Einrichtung ist derart konfiguriert, dass die Probenaufnahme am
Probenentnahmestab über die Öffnung mit Handschuheingriffen
manuell im Inneren der Kammer und durch die Andocköffnung
hindurch mindestens zu den definierten Stellen innerhalb des Behälters
und an die Probenbehälter bewegt werden kann.
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In
vorteilhafter Weise ist die transparente flexible Hülle
derart ausgebildet, dass die flexible Hülle in Verbindung
mit der gekuppelten und geöffneten Andockeinrichtung und
Andocköffnung eine freie Bewegung des Probenentnahmestabes
im Behälter ermöglicht. Insbesondere bei einem
längeren Probenentnahmestab kann zur Handhabung der Einsatz
von zwei Laboranten erforderlich sein, wobei z. B. ein Laborant
den Probenentnahmestab in der Nähe der Andocköffnung
und durch die Öffnung mit Handschuheingriffen hin durch
hält, während der andere Laborant in einer höheren
Position das obere Ende des Probenentnahmestabes erfasst und die
Probenaufnahme innerhalb des Behälters und in der Kammer
positioniert.
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Der
Probenentnahmestab kann mit seinem oberen Ende die transparente
flexible Hülle abgedichtet durchdringen und der Laborant
kann den Probenentnahmestab von außen umfassen. Es ist
auch möglich, dass sich der Probenentnahmestab innerhalb
der Kammer befindet und der Laborant den Probenentnahmestab direkt über
die flexible Hülle oder über ein Paar Handschuheingriffe
im oberen Abschnitt der Kammer hindurch greift.
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Bei
der Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird nach dem innerhalb der erfindungsgemäß geschlossenen
und dichten Kammer ein leichter Unterdruck oder Überdruck
eingestellt wird. Der tatsächlich eingestellte Druck richtet
sich nach den praktischen Gegebenheiten. Die Druckdifferenz zur
Umgebung kann dabei nur so groß sein, dass die Kammer,
mit der gegebenenfalls vorhandenen flexiblen Hülle, nicht
zerstört wird. Ob ein leichter Überdruck oder
ein leichter Unterdruck eingestellt wird, richtet sich danach, ob
erstrangig keine Stäube oder Gase von innen nach außen
gelangen sollen, in diesem Fall wird ein Unterdruck eingestellt,
oder keine Luft von außen nach innen gelangen soll, dann
wird ein Überdruck eingestellt.
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Der
wesentliche Vorteil der Einrichtung besteht darin, dass die Laboranten
zur Entnahme der Proben keine Schutzanzüge benötigen
und auch an den Raum selbst keine erhöhten Reinheitsforderungen
gestellt werden müssen. Die Einrichtung ist allseitig und
während der Probenentnahme mit dem Innenraum des Behälters
dicht verschlossen. Insbesondere die Ausführung, bei der
die Kammer eine transparente flexible Hülle umfasst, ist
technisch einfach und kostengünstig. Bei der Anwendung
eines leichten Über- oder Unterdruckes in der Kammer wird ein
wirksamer Produktschutz bzw. ein wirksamer Personenschutz gewährleistet.
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Die
Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Zugehörig zeigen die 1 und 2 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Einrichtung. Dabei zeigt 1 die Position, bei der der
Behälter noch nicht mit der Einrichtung gekoppelt ist.
In 2 ist die Position dargestellt, bei der der Behälter
mit der Einrichtung gekoppelt ist.
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Beispielhaft
soll als Behälter ein Mischcontainer 1 mit einem
Fassungsvermögen von 500 Liter, in dem sich das Gut befindet,
von dem mehrere Proben zur Analyse der Homogenität entnommen
werden soll, an die erfindungsgemäße Einrichtung
angedockt werden. Die Anordnung befindet sich in einem allgemeinen
Produktionsraum ohne erhöhte Reinheitsforderungen.
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In 1 ist
ein Mischcontainer 1 unter der erhöht angeordneten
erfindungsgemäßen Einrichtung abgestellt. Die
Einrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Kammer 2 mit
einer unteren Andockeinrichtung 3. Der Mischcontainer 1 weist
oben eine als solche bekannte Andocköffnung 4 auf.
Eine geeignete Hubeinrichtung, mit der der Mischcontainer 1 mit
der Andocköffnung 4 bis zur Kopplung mit der Andockeinrichtung 3 angehoben
werden kann, ist in den 1 und 2 nicht
dargestellt.
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An
der Andockeinrichtung 3 und der Andocköffnung 4 sind
jeweils die Klappenteile 12' bzw. 12'' eines Doppelklappenventils 12 vorgesehen,
wobei das aktive Klappenteil 12', d. h. das angetriebene Klappenteil,
an der Andockeinrichtung 3 und das passive Klappenteil 12'' an
der Andocköffnung 4 vorgesehen ist. Bei der Kopplung
der Andocköffnung 4 mit der Andockeinrichtung 3 werden
die Klappenteile 12' bzw. 12'' dicht aneinander
gelegt und das Doppelklappenventil 12 kann geöffnet
werden.
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Oberhalb
der Andockeinrichtung 3 weist die erfindungsgemäß mindestens
teilweise transparente Kammer 2 ein stabiles Kammerunterteil 5 auf.
Im Kammerunterteil 5, in den 1 und 2 rechts dargestellt,
ist ein Paar Öffnungen mit Handschuheingriffen 6 und,
in den 1 und 2 an der vorderen Seite, ist
eine allgemein bekannte Probenschleuse 7 in Form einer
RTP-Transferschleuse (RTP – Rapid Transfer Port) mit Transportboxen
vorgesehen. Der Boden 8 des Kammerunterteiles 5 ist als
feste Tischplatte ausgebildet, auf der Probenbehälter 9 abgestellt
werden können. Ein erster Laborant 13 kann durch
die Handschuheingriffe 6 hindurch in den Innenraum der
Kammer 2 fassen.
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Oberhalb
des Kammerunterteiles 5 ist die Wandung der Kammer 2 als
transparente und flexible Hülle 10 ausgebildet.
Ein Probenentnahmestab 11 ist innerhalb der Kammer 2 vorgesehen,
wobei das obere Ende an der flexiblen Hülle 10 befestigt
ist, derart dass ein zweiter Laborant 14 den Probenentnahmestab 11 von
außen über die flexible Hülle 10 fassen
kann. In den 1 und 2 nicht
dargestellt ist eine Halterung zur Ablage des Probenentnahmestabes 11 innerhalb
der Kammer 2, wenn er nicht benutzt wird.
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Wie 2 zeigt,
ist nach dem Andocken des Mischbehälters 1 die
Kammer 2 über die Andockeinrichtung 3 und
die Andocköffnung 4 mit dem Mischcontainer 1 räumlich
verbunden. Zur Probenentnahme kann der Probenentnahmestab 11 durch
das geöffnete Doppelklappenventil 12 hindurch
in das Produkt im Mischcontainer 1 bewegt werden. Dabei
ist ausreichend Freiheit vorhanden, dass die Probenaufnahme 15 am
unteren Ende des Probenentnahmestabes 11 an verschiedenen
vorgegebenen Positionen im Mischcontainer 1 bewegt und
von dort jeweils Proben entnommen werden können. Der Probenentnahmestab 11 kann
danach durch das Doppelklappenventil 12 hindurch herausgehoben
werden, so dass in der Folge die entnommene Probe in einen der Probenbehälter 9 gefüllt
werden kann.
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Nachfolgend
wird die Einrichtung im Einsatz näher beschrieben. Nachdem
der Mischcontainer 1 unter der Andockeinrichtung 3 an
der Kammer 2 positioniert wurde, wird der Mischcontainer 1 vertikal
mit einer Hubeinrichtung bis an Andockeinrichtung 3 angehoben
und die Verbindungsstelle zwischen den beiden Klappenteilen 12' und 12'' abgedichtet.
Danach wird das Doppelklappenventil 12 mit seinen beiden
Klappenteilen 12' und 12'' geöffnet.
Damit stehen die Innenräume des Mischcontainers 1 sowie
der Kammer 2 in räumlicher Verbindung. Bereits
vorher wurden durch die Probenschleuse 7 hindurch entsprechend
viele Probenbehälter 9 auf den Boden 8 der
Kammer 2 abgestellt.
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In
der Folge fassen die beiden Laboranten 13 und 14 wie
in 2 dargestellt ist, den Probenentnahmestab 11 und
bewegen dessen Probenaufnahme 15 am unteren Ende, in einer
als solche bekannten Weise, nach einem vorgegebenen Schema an eine
bestimmte Stelle innerhalb des Mischcontai ners 1, nehmen
eine Probe und ziehen den Probenentnahmestab 11 aus dem
Mischcontainer 1 heraus. Nachdem die Probe in einen der
Probenbehälter 9 verbracht wurde, wiederholt sich
die Probenentnahme in entsprechender Weise an einer anderen vorgegebenen
Stelle innerhalb des Mischcontainers 1. Abschließend
werden die Probenbehälter 9 durch die Probenschleuse 7 hindurch
aus der Kammer 2 entnommen, indem sie in eine Transferbox
eingebracht werden und der Analyse zugeführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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