WO2007106917A1 - Vorrichtung zur überwachung mikrobiologischer wasserqualität - Google Patents

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WO2007106917A1
WO2007106917A1 PCT/AT2007/000114 AT2007000114W WO2007106917A1 WO 2007106917 A1 WO2007106917 A1 WO 2007106917A1 AT 2007000114 W AT2007000114 W AT 2007000114W WO 2007106917 A1 WO2007106917 A1 WO 2007106917A1
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chambers
filling
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Inventor
Helmut Pfützner
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Pfuetzner Helmut
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/22—Testing for sterility conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices

Definitions

  • the invention relates to a device for continuous monitoring of the sterility of aqueous media using a conveyor belt with sample chambers and during a incubation traversed successively sensors, characterized in that the conveyor belt is transported by a horizontally arranged roller bed, the a priori closed and provided with nutrients Sample chambers through the bottom tapered, penetrating the chamber wall penetrating end of a hose or funnel are filled and the sensors are pressed from below on contact surfaces of the chamber bottom.
  • the opening makes it difficult to keep the interior of the chamber a priori germ-free state and to keep the nutrients necessary for the growth of the initial germs to be detected here from the outset ready.
  • the conveyor belt is transported through a horizontally arranged roller bed, which is filled a priori closed and provided with nutrient sample chambers through the bottom tapered, the chamber wall penetrating hard end of a hose or funnel and the sensors from below be pressed against contact surfaces of the chamber floor.
  • the horizontal tape guide eliminates the need for the pulley, resulting in a significant reduction in system height and optionally manually drawn samples can be easily introduced.
  • the contacting of the chambers taking place from below provides the advantage that the chamber mass, which is considerably high after filling, results in correspondingly high contact pressure and thus also better defined contact.
  • the filling with bottom tapered funnel or hose end allows easy piercing of the top surface of a fully covered a priori chamber, which thus can be kept germ-free just a priori together with introduced nutrients.
  • a significantly more compact, simpler and more cost-effective overall concept results, while simplifying the change of the belt as part of periodic service work.
  • Fig.l illustrates the invention using the example of a possible variant of a corresponding device.
  • a horizontally arranged roller bed (2) which in the case outlined comprises six synchronously driven by a common motor rollers (3), ensure their material or surface texture in terms of sufficient Reibungsbeionnes good adhesion to the band.
  • the roller bed variant provides the advantage that the belt areas lying between the rollers are freely accessible from below for sensors.
  • To support exact transport gears can be used, but with the disadvantage that transport perforations incurred at the tape edges, so that the required bandwidth - as a further disadvantage - increases beyond the chamber length.
  • the tape is equipped at intervals of eg 100 mm with sample chambers (4), whereby the effective usual filling quantity of 100 ml, for example with a square cross-section of 35 mm x 35 mm and a length of 100 mm can be granted.
  • the effective usual filling quantity of 100 ml for example with a square cross-section of 35 mm x 35 mm and a length of 100 mm can be granted.
  • about 100 mm wide band (1) thus results for one month monitoring with four samples per day and the corresponding number of chambers of 120 a length of only 12 m.
  • the chamber-free held beginning of the tape from the reservoir (5) is pulled and the tape on the roller bed (2) placed so that the beginning of the tape dips into a disposal canister (6).
  • the temperature is controlled by known components such as heating mats or hot air blower. For applications extremely high daily peak value of the temperature, however, is intended to use the water to be monitored even for cooling, taking advantage of the tendency of its more balanced temperature response.
  • the chamber bottom comprises two geometrically separate, e.g. 10 mm x 30 mm side windows. They are covered with electrically good conductive metal foil as electrodes (10), whose lower cover surfaces can be contacted by approximately equally large holes of the underlying band, while the upper cover surfaces serve as effective electrode surfaces.
  • electrodes electrically good conductive metal foil as electrodes (10), whose lower cover surfaces can be contacted by approximately equally large holes of the underlying band, while the upper cover surfaces serve as effective electrode surfaces.
  • two pins (11) which for the duration of the e.g. 1 minute electromagnetically - for example, by means of an iron core drawn into a magnetic coil - or motor-driven from below to the films.
  • the impedance measurement takes place at intervals of, for example, 15 minutes. After 6 hours and thus 24 individual measurements, further transport takes place by 100 mm in position P 2 . Periodic repetition of the measurement procedure also in P 3 and P 4 results in 24-hour monitoring, as it is sufficient for the growth - and thus also for the detection of individual germs. For example, for remote monitoring of peripherally located water sources lower sample frequency will suffice. Up to one sample per day reduces the required number of positions to Pw and P 1 , resulting in a particularly compact and simple device.
  • the temporal impedance curve is evaluated by a computer and any contamination determined in a known manner from the detection time.
  • the raw data is preferably - e.g. by radio - transmitted to a central office, where the joint evaluation of several individual systems takes place, including the alarm triggering in case of detected contamination.
  • a particularly important aspect of the invention is the fully automatic filling of a sample chamber (8) in waiting position before the incubation tunnel (9) through the filling funnel (7), since several critical requirements must be taken into account here: the water to be monitored must be in continuous flow to prevent local growth of germs in any part of the measuring system.
  • a permanent flooding of the sample chamber (8) is disadvantageous in principle, since the penetration of spray into the incubation tunnel (9) - but also in the reservoir (5) - is to be expected, especially with time-varying flow. Only in cases of an a priori constantly limited adjustable flow rate, the permanent flood proves to be practicable.
  • the water during the entire waiting period through the hopper (7) is directed in a weak stream on the top surface of the chamber (8), wherein the water inlet into the incubation tunnel (9) or the reservoir (5) fastened by on the band, his Whole width continuous separating strips (12) is reduced to a minimum.
  • the chamber filling is finally carried out by the hopper (7) by an electromechanical lowering drive (13) - lowered by about a drawn into a magnetic iron core - to the chamber top surface, pierced the upper Deckfiambae with its sharply pointed end and the chamber slowly filled.
  • a thin, waterproof cover film (14) covering an upper window of the chamber.
  • the invention is preferably provided to avoid the long-term flooding of the chamber (8). This is done according to Fig.3a by significant inclination of the Absenktriebes (13) - eg by 30 degrees -, and slight inclination of the upper hopper edge. This ensures that the filling funnel (7) designed with a smaller lower opening is displaced to the left in the rest position relative to the chamber or the belt (1) and the water flow - including the water flowing over to the left, especially with an increased flow volume - in unobstructed free fall takes place. Only shortly before filling is the funnel moves to the bottom right.
  • a filling hose is provided, the lower, hard executed end is provided with a sharp point, which is guided by the lowering drive (13).
  • the advantage is the simpler, more compact design.
  • As a disadvantage eliminates the funnel offered by the ease of dosing, here limited influence time or sensory -. via a sensor for determining the chamber mass - can be achieved.
  • Another possibility is to set the chamber volume significantly excessive and to choose the influencing time so that the required minimum filling is reached at best. Since the germ detection is based on a relative measurement, exact level is not required.
  • an additional determination of the initial turbidity of the sample liquid is carried out by a turbidity sensor.
  • a turbidity sensor For turbidity measurement, e.g. a built according to known technology, optical reflection sensor (16) according to Fig.2b pressed from below to the film.
  • the optical sensor (16) can also be used for position control of the tape - and thus of the chambers.
  • the turbidity measurement could generally replace the electrical detection method by providing four reflection sensors (16) instead of the four pairs of pins (11).
  • the electrical method is considered to be much more advantageous.
  • the chamber temperature ie deviations from the nominal value 37 ° C.
  • an advantageous device serves a built according to known technology temperature sensor (17), which is pressed for example according to Hg.2b i from below to the chamber wall.
  • the device also for the analysis of manually drawn samples. For only occasional seizure of such samples, it is possible to manually feed a waiting in position Pw chamber (8) at the expense of a pending automatic filling, with appropriate blockage of the Absenktriebes (13).
  • Routine introduction of manual samples is made possible according to the invention by positioning a manually filled, loose chamber, which is provided with adhesive strips in the bottom region, after removal of a separating strip (12) between two regular, fixed chambers.
  • a band (1) is selected, which is provided with double hole frequency; the design of the sensor system with only four sections of the incubation tunnel (9) can be maintained by bringing the additional samples for measurement in half steps to the positions P 1 to P 4 .
  • a tape (1) is attached, which is provided with periodic holes, but a priori no chambers (4) or separator strips (12) carries.
  • Pi - P 4 are increased to about twice the length when supported by additional rollers (3), thus accommodating 6 chambers adhered without mutual distance is possible. Further increases in the number of samples result from a reduction of the chamber width - eg from 35 mm to 20 mm - with a corresponding increase in the chamber height.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung der Keimfreiheit von wässrigen Proben enthaltend ein horizontal angeordnetes Förderband (1) mit Probenkammern (4) und Sensoren (11). Die mit Nährmedien gefüllten Probenkammern (4) sind auf dem Förderband (1) angeordnet. Die untere Wanderung der Probenkammern (4) umfasst zwei Metallfolien (10), die als Elektroden dienen. Die Probenkammern (4) werden mithilfe eines Trichters (7), der die Probenkammerwand durchsticht, mit Probenflüssigkeit gefüllt. Die Überwachung erfolgt mittels Messung der Impedanz und/oder Trübung.

Description

VOIiRICHTUNG ZUR ÜBERWACHUNG MIKROBIOLOGISCHER WASSERQUALITÄT
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung der Keimfreiheit von wässrigen Medien unter Einsatz eines Förderbandes mit Probenkammern und von während einer Bebrütung hintereinander durchlaufenen Sensoren, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband durch ein horizontal angeordnetes Rollenbett transportiert wird, die a priori geschlossenen und mit Nährstoffen versehenen Probenkammern durch das unten zugespitzte, die Kammerwandung durchdringende Ende eines Schlauches oder Trichters gefüllt werden und die Sensoren von unten an Kontaktflächen des Kammerbodens gedrückt werden.
Die Erfassung von bakteriologischen Kontaminationen von wässrigen Flüssigkeiten - und Trink- oder Nutzwasser im speziellen - erfolgt traditioneller Weise nach dem äußerst aufwendigen Plattengussverfahren. In neuerer Zeit werden auch teilautomatisierte Verfahren verwendet, wobei neben Filter- und Antikörpermethoden vor allem durch Keimwachstum bedingte zeitliche Veränderungen der elektrischen Impedanz der manuell in eine Probenkammer eingebrachten, mit optimierter Temperatur bebrüteten Probenflüssigkeit ausgewertet werden. Bei sehr hoher Anfangskontarnination ergeben sich z.B. für coliforme Keime Detek- tionszeiten von wenigen Stunden. Sind in der normgerecht 100 ml fassenden Probe nur wenige Keime vorhanden, so resultieren Zeiten bis zu annähernd einem Tag.
In AT 409 190 wurde erstmals eine Methode beschrieben, die eine vollautomatische Überwachung der Keimfreiheit ohne manuellem Probenhandling erlaubt. Bei einer entsprechenden Vorrichtung geschieht dies unter Einsatz eines Förderbandes, das eine im Bodenbereich des Messsystems angebrachte Umlaufrolle passiert, wobei am Band befestigte Probenkammern in diesem Bereich durch eine an der Kammerdecke vorgesehene Öffnung mit der Probenflüssigkeit befüllt werden und im anschließenden vertikalen Bandabschnitt bebrütet und durch seitlich angedrückte Sensorelemente messtechnisch überwacht werden.
In der Praxis zeigt die obige Vorrichtung eine Reihe von Nachteilen:
1. Die Öffnung erschwert es, das Innere der Kammer in a priori keimfreiem Zustand zu halten und die für das Anwachsen der nachzuweisenden Anfangskeime notwendigen Nährstoffe hier von vornherein bereit zu halten.
2. Aus der Umlenkrolle resultieren beträchtliche Höhe des Gesamtsystems, beträchtlicher Mindestabstand zwischen den Probenkammern - in Verbindung mit entsprechend großer Bandlänge - und eine Erschwernis der wahlweisen Überwachung auch manuell gezogener Proben. 3. Der im auf die Rolle nachfolgenden Bebrütungsbereich frei vertikale Bandverlauf erschwert es, die Kammern durch seitlich angedrückte Sensorelemente definiert zu kontaktieren, um z.B. eine elektrische Impedanzmessung vornehmen zu können. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte und vereinfachte Vorrichtung zur Vermeidung dieser Nachteile anzugeben.
Erfindungsgemäß ist zur Erreichung dieses Zieles vorgesehen, dass das Förderband durch ein horizontal angeordnetes Rollenbett transportiert wird, die a priori geschlossenen und mit Nährstoffen versehenen Probenkammern durch das unten zugespitzte, die Kammerwandung durchdringende, harte Ende eines Schlauches oder Trichters gefüllt werden und die Sensoren von unten an Kontaktflächen des Kammerbodens gedrückt werden.
Die horizontale Bandführung umgeht die Notwendigkeit der Umlenkrolle, woraus eine wesentliche Reduktion der Systemhöhe resultiert und wahlweise manuell gezogene Proben leicht eingebracht werden können. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, den im Falle einer Umlenkrolle - entsprechend deren Radius - groß anzusetzenden Abstand der aufeinander folgenden Kammern deutlich zu reduzieren. Die von unten erfolgende Kontaktierung der Kammern erbringt den Vorteil, dass die nach Füllung beträchtlich hohe Kammermasse entsprechend hohen Anpressdruck und somit auch besser definierten Kontakt ergibt. Die Befüllung mit unten zugespitztem Trichter bzw. Schlauchende erlaubt ein leichtes Durchstoßen der Deckfläche einer a priori voll ummantelten Kammer, welche somit einfach a priori samt eingebrachten Nährstoffen keimfrei gehalten werden kann. Und letztlich resultiert eine deutlich kompaktere, einfachere und kostengünstigere Gesamtkonzeption, bei Vereinfachung auch des Bandwechsels im Rahmen periodischer Servicearbeiten.
Fig.l veranschaulicht die Erfindung am Beispiel einer möglichen Variante einer entsprechenden Vorrichtung. Zum definierten Transport des Bandes (1) dient ein horizontal angeordnetes Rollenbett (2), das im skizzierten Fall sechs von einem gemeinsamen Motor synchron angetriebene Rollen (3) umfasst, deren Material bzw. Oberflächenbeschaffenheit im Sinne ausreichenden Reibungsbeiwertes gute Haftung zum Band gewährleisten. Gegenüber einer durchgehend ebenen Bettfläche erbringt die Rollenbettvariante den Vorteil, dass die zwischen den Rollen liegenden Bandbereiche von unten für Sensoren frei zugänglich sind. Zur Unterstützung exakten Transports können Zahnräder zum Einsatz kommen, allerdings mit dem Nachteil, dass Transportperforierungen an den Bandrändern anfallen, womit die benötigte Bandbreite - als weiterer Nachteil - über die Kammerlänge hinaus ansteigt.
Das Band ist in Abständen von z.B. 100 mm mit Probenkammern (4) bestückt, womit die effektive übliche Füllmenge von 100 ml z.B. mit quadratischem Querschnitt von 35 mm x 35 mm und einer Länge von 100 mm gewährt werden kann. Für das zunächst im Bandvorratsbehälter (5) z.B. gerollt oder mäanderformig gefaltet untergebrachte, etwa 100 mm breite Band (1) ergibt sich somit für einmonatige Überwachung mit vier Proben pro Tag und der entsprechenden Kammeranzahl von 120 eine Länge von nur 12 m.
Zu Beginn der Überwachung wird der kammerfrei gehaltene Bandanfang aus dem Vorratsbehälter (5) gezogen und das Band auf das Rollenbett (2) so aufgelegt, dass der Bandanfang in einen Entsorgungskanister (6) eintaucht. Im Überwachungsbetrieb läuft eine durch einen - z.B. über ein Zulaufrohr versorgten - Fülltrichter (7) auf weiter unten beschriebene Weise befüllte, in der Warteposition Pw befindliche, Kammer (8) in einen z.B. mit 370C temperierten Bebrütungstunnel (9) ein und wird zunächst an der Position P1 angehalten, wo sie für 6 Stunden verbleibt. Die Temperierung erfolgt mit bekannten Komponenten wie Heizmatten oder Warmluftgebläse. Für Einsatzgebiete extrem hohen Tagesspitzenwertes der Temperatur hingegen ist vorgesehen, das zu überwachende Wasser selbst zur Kühlung einzusetzen, unter Nutzung der Tendenz seines eher ausgeglichenen Temperaturganges.
Wie in? Fig.2 im Detail skizziert ist, umfasst der Kammerboden zwei voneinander geometrisch getrennte, z.B. 10 mm x 30 mm große seitliche Fenster. Sie sind mit elektrisch gut leitender Metallfolie als Elektroden (10) abgedeckt, deren untere Deckflächen durch etwa ebenso große Löcher des darunter befindlichen Bandes kontaktiert werden können, während die oberen Deckflächen als wirksame Elektrodenflächen dienen. Zur periodischen Erfassung der elektrischen Impedanz der Serienschaltung von Elektroden und Probenflüssigkeit dienen zwei Kontaktstifte (11), die für die Zeitdauer des z.B. 1 min dauernden Messvorgangs elektromagnetisch - etwa mittels eines in eine Magnetspule gezogenen Eisenkerns - oder motorisch von unten an die Folien gedrückt werden.
Die Impedanzmessung erfolgt in Abständen von beispielsweise 15 Minuten. Nach 6 Stunden und damit 24 Einzelmessungen erfolgt ein Weitertransport um 100 mm in Position P2. Periodische Wiederholung der Messprozedur auch in P3 und P4 resultiert in 24-stündiger Überwachung, wie sie zum Anwachsen - und somit auch zur Detektion einzelner Keime - hinreichend ist. Beispielsweise zur Fernüberwachung peripher gelegener Wasserquellen wird geringere Probenfrequenz ausreichen. Bis zu einer Probe pro Tag reduziert sich die benötigte Positionsanzahl auf Pw und P1, woraus eine besonders kompakte und einfache Vorrichtung resultiert. Generell können sich aber sehr unterschiedliche Forderungen ergeben, z.B. erhöhte Probenfrequenz zur Bestimmung des Tagesganges der Verkeimung von Pool- Wasser, oder erhöhe Gesamtbebrütungszeit im Falle langsam anwachsender Keimarten, andererseits aber auch verminderte, wenn etwa bei Nutzwasser nur starke Verkeimung relevant ist. Dem kann in flexibler Weise durch Optimierung der Positionsanzahl und der Verweildauer innerhalb einer Position begegnet werden.
Bei allen Ausfuhrungsformen wird der zeitliche Impedanzverlauf durch einen Computer ausgewertet und eine eventuelle Kontamination in bekannter Weise aus der Detektionszeit bestimmt. Zur Überwachung peripherer Gewässer werden die Rohdaten vorzugsweise - z.B. per Funk - an eine Zentrale fernübertragen, an der die gemeinsame Auswertung mehrerer Einzelsysteme erfolgt, einschließlich der Alarmauslösung im Falle erkannter Verkeimung.
Ein besonders wesentlicher Aspekt der Erfindung ist die vollautomatische Befüllung einer vor dem Bebrütungstunnel (9) in Warteposition befindlichen Probenkammer (8) durch den Fülltrichter (7), da hier mehrere kritische Forderungen zu berücksichtigen sind: Das zu überwachende Wasser hat in kontinuierlichem Fluss zu stehen, um lokales Anwachsen von Keimen in beliebigen Teilbereichen des Messsystems zu vermeiden. Eine Dauerbeflutung der Probenkammer (8) ist prinzipiell nachteilig, da das Eindringen von Spritzwasser in den Bebrütungstunnel (9) - aber auch in den Vorratsbehälter (5) - vor allem bei zeitlich wechselnder Flussmenge zu erwarten ist. Nur in Fällen von a priori konstant beschränkt einstellbarer Flussmenge erweist sich die Dauerbeflutung als praktikabel. Dabei wird das Wasser während der gesamten Wartedauer durch den Fülltrichter (7) in schwachem Strom auf die Deckfläche der Kammer (8) gelenkt, wobei der Wassereinlauf in den Bebrütungstunnel (9) bzw. den Vorratsbehälter (5) durch auf dem Band befestigte, seine gesamte Breite durchlaufende Trennleisten (12) auf ein Minimum reduziert wird. Am Ende der Wartezeit erfolgt die Kammerbefüllung letztlich, indem der Fülltrichter (7) durch einen elektromechanischen Absenktrieb (13) - etwa mittels eines in eine Magnetspule gezogenen Eisenkerns - zur Kammerdeckfläche abgesenkt wird, die obere Deckfiäche mit seinem scharf zugespitzten Ende durchbohrt und die Kammer langsam befüllt. Um die Durchbohrung zu fördern, erfolgt sie vorzugsweise durch eine ein oberes Fenster der Kammer abdeckende dünne, wasserdichte Abdeckfolie (14). Nach Wiederanhebung des Trichters erfolgt schließlich das Einfahren in den Bebrütungstunnel (9).
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, die langzeitige Beflutung der Kammer (8) zu vermeiden. Dies erfolgt entsprechend Fig.3a durch deutliche Schrägstellung des Absenktriebes (13) - z.B. um 30 Grad - , sowie leichte Schrägstellung des oberen Trichterrandes. Damit wird erreicht, dass sich der mit kleiner unterer Öffnung ausgeführte Fülltrichter (7) im Ruhezustand gegenüber der Kammer bzw. dem Band (1) nach links versetzt befindet und der Wasserfluss - einschließlich dem vor allem bei gesteigerter Flussmenge nach links überströmenden Wasser - in unbehindertem freien Fall erfolgt. Erst kurz vor Befüllung wird der Trichter nach rechts unten bewegt. Er verlässt somit den Bereich des senkrechten Wasserstroms, entleert sich angesichts der nur kleinen unteren Öffnung aber bis zum Durchdringen der Abdeckfolie (14) nur unwesentlich, bevor sich der Restinhalt von etwa 100 ml langsam in die Kammer ergießt (. Fig.3b). Das Einschleppen von die Kammer bzw. ihren Bandnahbereich benetzendem Wasser in den Tunnel (9) wird erfindungsgemäß verhindert, indem zwischen Befüllung und Transport eine kurze Wartezeit eingeschaltet wird, während der eine - durch die Ventilation des Gesamtsystems unterstützte - Trocknung erfolgt.
Als Alternative zum Fülltrichter (7) ist ein Füllschlauch vorgesehen, dessen unteres, hart ausgeführtes Ende mit scharfer Spitze versehen ist, welche vom Absenktrieb (13) geführt wird. Als Vorteil ergibt sich die einfachere, kompaktere Konstruktion. Als Nachteil entfällt die vom Trichter gebotene einfache Dosierbarkeit, die hier über begrenzte Einflusszeit oder sensorisch - z.B. über einen Sensor zur Bestimmung der Kammermasse - erzielt werden kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Kammervolumen deutlich überhöht anzusetzen und die Einflusszeit so zu wählen, dass die geforderte Minimalfüllung allenfalls erreicht ist. Da die Keimdetektion auf einer Relativmessung basiert, ist exakter Füllstand nicht gefordert.
Bei einer vorteilhaften Verfahrensvariante erfolgt eine zusätzliche Bestimmung der Anfangstrübung der Probenflüssigkeit durch einen Trübungssensor. Erfahrungsgemäß ist das Auftreten von Kontaminationen häufig durch Eindringen von Fremdstoffen bedingt, welche die Klarheit des Wassers reduzieren. Da die Trübung schon zu Beginn der Bebrütung erfassbar ist, ergibt sich hier die Möglichkeit durch entsprechende Alarmgebung das potentielle Vorliegen einer Verkeimung rasch zu signalisieren, während der bakteriologische Befund ja erst nach Stunden zustande kommt. Als mögliche entsprechende Vorrichtung umfasst der Kammerboden entsprechend Fig.2 z.B. in seinem Zentrum ein weiteres, etwa 20 mm x 20 mm großes Fenster, das durch eine wasserdichte Klarsichtfolie (15) abgedeckt ist. Zur Trübungsmessung wird z.B. ein nach bekannter Technologie aufgebauter, optischer Reflexionssensor (16) entsprechend Fig.2b von unten an die Folie gedrückt.
Der optische Sensor (16) kann im Übrigen auch zur Positionssteuerung des Bandes - und damit der Kammern - genutzt werden. Unter der Voraussetzung verschwindender Ausgangstrübung könnte die Trübungsmessung die elektrische Detektionsmethode generell ersetzen, indem an Stelle der vier Paare von Kontaktstiften (11) vier Reflexionssensoren (16) vorgesehen sind. Die elektrische Methode ist aber als deutlich vorteilhafter anzusehen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Kammertemperatur - also etwa Abweichungen vom Sollwert 370C - periodisch zu überwachen. Als vorteilhafte Vorrichtung dient dazu ein nach bekannter Technologie aufgebauter Temperatursensor (17), welcher z.B. entsprechend Hg.2b i von unten an die Kammerwandung gedrückt wird.
Letztlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Vorrichtung auch zur Analyse manuell gezogener Proben zu nutzen. Für nur fallweisen Anfall solcher Proben ist es möglich, eine in Warteposition Pw befindliche Kammer (8) auf Kosten einer anstehenden automatischen Füllung manuell zu beschicken, bei entsprechender Blockade des Absenktriebes (13). Routinemäßiges Einbringen manueller Proben wird erfindungsgemäß ermöglicht, indem eine händisch gefüllte, lose Kammer, welche im Bodenbereich mit Klebestreifen versehen ist, nach Abzug einer Trennleiste (12) zwischen zwei regulären, fixen Kammern positioniert wird. Für diese Variante wird ein Band (1) gewählt, das mit doppelter Lochfrequenz versehen ist; die Ausführung des Sensorsystems mit nur vier Abschnitten des Bebrütungstunnels (9) kann beibehalten werden, indem die zusätzlichen Proben zur Messung in Halbschritten an die Positionen P1 bis P4 herangeführt werden.
Schließlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Vorrichtung bei nur geringer Modifikation auch für ausschließliche Überwachung manuell gezogener Proben auszuführen. Dazu wird ein Band (1) angesetzt, das mit periodischen Löchern versehen ist, aber a priori keine Kammern (4) oder Trennleisten (12) trägt. Zur Verwaltung hoher Probenanzahl — z.B. 4 x 6 = 24 Proben pro Tag - werden die Längen der Positionen Pw, Pi — P4 bei Unterstützung durch zusätzliche Rollen (3) auf etwa doppelte Länge vergrößert, womit die Aufnahme von 6 ohne gegenseitigen Abstand aufgeklebten Kammern möglich ist. Weitere Steigerungen der Probenanzahl ergibt sich aus Reduktion der Kammerbreite - z.B. von 35 mm auf 20 mm - bei entsprechender Steigerung der Kammerhöhe. Um hinreichend exakte Temperierung ohne größere Verweildauer in der Warteposition Pw zu gewährleisten, erfolgt der Einsatz neu anfallender Proben in freie - bzw. auch im Sinne von Austausch frei gemachte - Teilplätze der Position P1, wozu der entsprechende Bandabschnitt kurzzeitig - z.B. für einige Minuten Manipulationsdauer — in die Position Pw rücktransportiert wird. Generell wird bei allen Varianten der Vorrichtung angestrebt, auch die außerhalb des Bebrütungstunnels (9) gelegenen Systemkomponenten durch globale Ventilation auf grob annähernder Solltemperatur zu halten, weshalb kurzzeitige Unterbrechungen der exakten Bebrütungsbedingungen als praktisch irrelevant betrachtet werden können bzw. auch unter Nutzung der Isttemperaturbestimmung mittels Temperatursensor (17) mathematisch korrigiert werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung der Keimfreiheit von wässrigen Medien unter Einsatz eines Förderbandes mit Probenkammern und während einer Bebrütung hintereinander durchlaufenen Sensoren, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (1) durch ein horizontal angeordnetes Rollenbett (2) transportiert wird, die a priori geschlossenen und mit Nährstoffen versehenen Probenkammern (4) durch das unten zugespitzte, die Kammerwandung durchdringende Ende eines Schlauches oder Trichters (7) gefüllt werden und die Sensoren von unten an Kontaktflächen des Kammerbodens gedrückt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für heiße Einsatzgebiete Kühlung mit Hilfe des zu überwachenden Wassers hergestellt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerboden Fenster aufweist, die zur Keimdetektion mit Hilfe der elektrischen Impedanzmessmethode durch Metallfolien als Elektroden (10) abgedeckt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer ein Fenster aufweist, die zur optischen Bestimmung der Medientrübung durch einen optischen Sensor (16) mittels einer wasserdichten Klarsichtfolie (15) abgedeckt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer-Isttemperatur durch einen an die Kammerwand gedrückten thermischen Sensor (17) erfasst wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur vollautomatischen Kammerbefullung ein vom zu überwachenden Medium durchströmter Füllschlauch oder Fülltrichter (7) vorgesehen ist, der durch einen Absenktrieb (13) zur Deckfläche der in Warteposition befindlichen Kammer (8) abgesenkt wird, sie mit seinem zugespitzten Ende durchbohrt und die Kammer somit befüllt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Absenktrieb (13), und im Falle eines Füllrichters (7) vorzugsweise auch der obere Trichterrand, derartig schräg gestellt ist, dass der Medienstrom die Kammer (8) erst unmittelbar vor der Befüllung benetzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für automatische Probennahme konzipierte Vorrichtung auch für manuell gefüllte Kammern verwendet wird, indem letztere zwischen am Band a priori fixierten Kammern oder auf einem kammerfreien Band aufgesetzt werden, unterstützt durch kurzzeitigen Rücktransport von freien Plätzen in die Warteposition.
PCT/AT2007/000114 2006-03-21 2007-03-07 Vorrichtung zur überwachung mikrobiologischer wasserqualität WO2007106917A1 (de)

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ATA468/2006 2006-03-21
AT4682006A AT503410B1 (de) 2006-03-21 2006-03-21 Vorrichtung zur überwachnung mikrobiologischer wasserqualität

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