WO2018050919A2 - Filterkapsel mit flüssigkeitskontrolle - Google Patents

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WO2018050919A2
WO2018050919A2 PCT/EP2017/073638 EP2017073638W WO2018050919A2 WO 2018050919 A2 WO2018050919 A2 WO 2018050919A2 EP 2017073638 W EP2017073638 W EP 2017073638W WO 2018050919 A2 WO2018050919 A2 WO 2018050919A2
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capsule
filter
liquid
sensor
filter capsule
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Christian Grimm
Jochen Scholz
Bernhard Diel
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Sartorius Stedim Biotech Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/024—Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/44—Cartridge types
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/001—Filters in combination with devices for the removal of gas, air purge systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006—Cartridges

Definitions

  • the present disclosure relates to a filter capsule with liquid control.
  • the disclosure relates to a filter capsule for liquid samples, which contains a liquid control and thus ensures that there is a desired amount of liquid in the filter capsule and / or signals that a desired emptying of the filter capsule has occurred.
  • a filter such as a filter.
  • a membrane As examples like the filtration of a cell culture medium, a buffer or a
  • the filter in the filter capsule must be wetted before using a filter capsule.
  • a wetting liquid is usually passed into the capsule. If the filter capsule is already connected to a source vessel and a collecting vessel, the opening of a further venting outlet of the filter capsule is required.
  • a filter capsule is typically subject after startup typically no permanent control to proper medium filling, so that possibly collect during the process entering air or gas in the interior of the filter capsule and can be included. This can result in dry running of the filter, as a result of which the entire filter surface is no longer used and the filters can be blocked early.
  • the housing wall of commercially available filter capsules in the pharmaceutical industry is made of opaque material, so that optical inspection and monitoring of the degree of filling by the user is not possible.
  • the present disclosure provides a filter capsule, a use, and a method for detecting or verifying the fill state of a filter capsule and, if necessary,
  • a filling process or even an emptying of a filter capsule can be controlled and automated.
  • a filter capsule is provided with liquid control for a liquid medium.
  • the filter capsule has a capsule housing.
  • the filter capsule also has a filter.
  • the filter capsule also has one or more input ports and one or more output ports.
  • the filter capsule also has one or more liquid sensors.
  • Such a liquid sensor may be integrated into the capsule housing, including the housing at the input or output port.
  • the liquid sensor can also be arranged on the capsule housing, including on the housing at the input or output connection.
  • a liquid sensor is arranged in some embodiments on the side facing away from the capsule interior side of the capsule housing, ie on an outer surface of a corresponding wall of the capsule housing.
  • one or more fluid sensors may be independently integrated into the capsule housing or disposed on the capsule housing.
  • one or more liquid sensors can also be arranged independently of one another on the or an input connection or on the or an output connection, including on a wall thereof.
  • one or more liquid sensors can also be integrated in or on the or an input connection or in or on the or an output connection independently of one another. It is also possible to integrate or arrange in each case a liquid sensor in or on or at an input and output. For example, a liquid be arranged on an outer surface of a wall of an input terminal and a liquid sensor on an outer surface of a wall of an output terminal.
  • a liquid sensor may be integrated into the input port or disposed on the input port.
  • a liquid sensor may also be integrated in the output port or disposed on the output port.
  • a liquid sensor can be integrated in a wall of the input or output terminal.
  • a liquid sensor may also be disposed on a wall of the input or output port. In this case, a liquid sensor is in some embodiments on the
  • a liquid sensor in / on the filter capsule is designed to detect the presence or absence of a liquid.
  • the liquid sensor is also designed to be able to distinguish a state of the presence of a liquid from a state of absence of a liquid.
  • the liquid sensor is configured to emit a signal when the state of presence or absence of a liquid changes.
  • a signal may be delivered when the state of absence of a liquid changes to a state of presence of a liquid. In some embodiments, a signal may be delivered only when the state of absence of a liquid changes to a state of presence of a liquid. In some embodiments, a signal may be delivered when the state of presence of a liquid changes to a state of absence of a liquid. In some embodiments, a signal may be delivered only when the state of the presence of a liquid changes to a state of absence of a liquid. In some embodiments, a signal may be emitted both when the state of absence of a liquid changes to a state of presence of a liquid and when the state of the presence of a liquid changes to a state of absence of a liquid.
  • the detection of the presence or absence of a liquid medium takes place without contact in some embodiments.
  • the filter capsule is a disposable filter capsule.
  • the filter capsule in some embodiments, is a filter capsule for filtering a liquid medium, typically an aqueous medium.
  • the filter capsule is a filter capsule for filtration of a liquid medium in a bioprocess, such as a biotechnological manufacturing process.
  • the filter capsule can be designed, for example, for filtering a liquid medium for cell fermentation, for filtering a cell culture supernatant or a cell lysate or for filtering a product solution in downstream processing in a biotechnological production process.
  • the filter capsule is a filter capsule for sterile filtration of a liquid medium, inclusive for sterile filtration of an aqueous medium.
  • the filter capsule is different from a filter capsule for filtering a nonpolar medium such as an alkane or alkene.
  • the filter capsule is different than an oil filter.
  • a filter capsule disclosed herein is typically configured to deliver a signal in real time when the state of absence of a liquid changes to a state of presence of a liquid.
  • the filter capsule may be configured to deliver a signal with a fixed delay when the state of absence of a liquid changes to a state of presence of a liquid.
  • a fixed delay may be, for example, one or more seconds, e.g. two or three seconds. Such a delay can ensure complete emptying or bubble-free, complete filling of the filter capsule.
  • the vent port of the filter capsule is closable.
  • the vent port may include a valve in some embodiments.
  • the closure of the venting port may be controllable by a signal from the liquid sensor.
  • the vent port may be closable by a signal from the fluid sensor indicating that the state of presence or absence of a fluid has changed.
  • a liquid sensor of the filter capsule can be arranged at any position in or on the capsule housing.
  • a liquid sensor may be in some
  • Embodiments may be arranged at a position of the capsule housing, the
  • Liquid sensor to be arranged at the greatest possible distance from the input terminal.
  • a liquid sensor may be disposed at a position of the capsule housing remote from the output port thereof.
  • a liquid sensor may be located at the greatest possible distance from the output port.
  • a liquid sensor at one end of the
  • Capsule housing may be arranged, which is opposite to the end of the capsule housing, the
  • Input terminal of the capsule housing contains.
  • Liquid sensor may be arranged at one end of the capsule housing, which is the end of the
  • a liquid sensor may be disposed at a position adjacent the output port of the capsule housing. In some embodiments, a
  • Liquid sensor may be arranged at a position which is connected to the input terminal of the
  • a liquid sensor may be located at or in the output port. In some embodiments, a liquid sensor may be located at or in the input port.
  • the filter capsule is designed in typical embodiments as a disposable article. In some embodiments, the filter capsule is for
  • the capsule housing is made of a material that is different from metal. In some embodiments, the capsule housing of the filter capsule contains a plastic. In some embodiments, the capsule housing of the filter capsule is in
  • the capsule housing of the filter capsule is made of a plastic.
  • the liquid sensor may include one or more antennas in some embodiments.
  • the antennas are not in contact with an interior of the capsule housing or the input or output terminal.
  • the filter capsule has a lid in which the input port is located. In some embodiments, the filter capsule has a lid in which the output port is located. In some embodiments, the filter capsule has a base in which the output port is located. In some embodiments, the filter capsule has a base in which the input port is located. In some embodiments, the filter capsule has a lid in which the input port is located and a base in which the output port is located. In some embodiments, the filter capsule has a lid in which the output port is located and a base in which the input port is located. In some embodiments, the filter capsule has a lid in which the output port and the input port are located, and a base. In some embodiments, the filter capsule has a base in which the
  • the liquid sensor may be disposed at a position in or on the capsule housing located closer to the base than to the lid.
  • the liquid sensor may be disposed at a position spaced from the lid by 50% or more, e.g. 60% or more of the distance from the lid and base amounts.
  • the liquid sensor may also be disposed at a position spaced from the lid which is 80% or more, e.g. 90% or more of the distance from the lid and base amounts.
  • the liquid sensor may also be disposed at a position in or on the capsule housing closer to the lid than to the base.
  • the liquid sensor may be disposed at a position spaced from the base that is 50% or more, e.g. 60% or more of the distance from the base and lid.
  • the liquid sensor may also be disposed at a position spaced from the lid which is 80% or more, e.g. 90% or more of the distance from the base and lid.
  • the capsule housing may for example contain a circumferential wall.
  • the capsule housing can also be defined by a circumferential wall.
  • the liquid sensor may be disposed at a position in or on the capsule housing adjacent to the outlet port of the filter capsule.
  • the liquid sensor may be disposed at a position in or on the capsule housing adjacent to the closable vent port.
  • the filter capsule includes a fluid sensor configured to cause a signal delivered upon a change in the condition of the presence of a fluid to the absence of fluid to terminate the purge process.
  • Liquid control for controlling the liquid filling in the filtration of a liquid
  • the filter capsule contains a capsule housing, a filter, at least one input port and at least one output port.
  • the filter capsule contains at least one liquid sensor integrated in the capsule housing or the input port or outlet port.
  • a liquid sensor can be integrated in a wall of the input or output terminal.
  • a liquid sensor may also be disposed on a wall of the input or output port.
  • a liquid sensor is arranged in some embodiments on the side facing away from the capsule interior side of the input or output terminal. In embodiments where multiple input ports or multiple output ports are present, one or more of them may independently
  • Liquid sensors integrated into the capsule housing or be arranged on the capsule housing In embodiments in which a plurality of input connections or a plurality of output connections are present, one or more liquid sensors can also be arranged independently of one another on the or an input connection or on the or an output connection, including on a wall thereof.
  • it may also be a use for controlling the liquid filling in the filtration of a liquid medium in a biotechnological manufacturing process.
  • Output terminals are also available, independently and one or more liquid sensors in or on the or an input terminal or in or on the or a
  • a liquid sensor in or on or at an input and output.
  • a liquid sensor may be disposed on an outer surface of a wall of an input port and a liquid sensor on an outer surface of a wall of an output port.
  • the liquid sensor is adapted to the presence or absence of a liquid
  • the liquid sensor is configured so that when a change in the state of the presence or absence of a liquid medium, a signal is emitted.
  • a filter capsule for sterile filtration of a liquid medium.
  • the liquid medium in a use according to the second aspect or the third aspect is an aqueous medium in some embodiments.
  • Embodiments of the use according to the second aspect or the third aspect contactless.
  • the filter capsule is a disposable filter capsule.
  • the filter capsule includes a closable vent port.
  • the filter capsule is a closable
  • vent port it counts for each use that a closure of the vent port occurs when or when the liquid sensor (3) detects that the filling with a liquid medium (13) has reached a predetermined target filling.
  • the filter capsule is a filter capsule according to the first aspect.
  • a signal is emitted when, or as soon as, the liquid sensor detects that the filling is filled with the liquid, e.g. aqueous medium a predetermined
  • Filling level has been reached, fallen below or exceeded. Thereby, for example, an indication of the occurrence of a certain filling state can also be made possible by the fact that the inflow and / or outflow of liquid is controlled in or out of the filter capsule.
  • the inflow and / or outflow of liquid into and out of the filter capsule is controlled. In some embodiments, both an indication of the occurrence of a particular fill condition and a control of the inflow and / or outflow of liquid into and out of the filter capsule occurs.
  • a delivery of a warning signal occurs when or when the liquid sensor detects that the filling with the liquid, e.g. aqueous, medium has reached or fallen below a predetermined minimum filling.
  • sealing of the input port of the filter capsule may further occur if, or as soon as, the liquid sensor detects that the filling is filled with the liquid, e.g. aqueous, medium has reached or fallen below a predetermined minimum filling.
  • a discharge of an emptying signal occurs when or when the liquid sensor detects that the filling with the aqueous medium has reached or fallen below a predetermined residual filling ,
  • both the Issuing a warning signal when or when the liquid sensor detects that the filling with the liquid, eg aqueous, medium reaches a predetermined minimum filling or
  • a method for controlling the liquid filling of a filter capsule, or a liquid level in a filter capsule has a capsule housing and a filter.
  • the filter capsule further comprises an input port, an output port, and one or more fluid sensors.
  • the liquid sensor can be integrated into the capsule housing, including integrated in the housing of the input terminal or the housing of the output terminal.
  • the liquid sensor can also be arranged on the capsule housing, including on the housing of the input terminal or the output terminal.
  • the filter capsule is a filter capsule according to the first aspect.
  • the method may include emitting a signal as soon as the liquid sensor detects that the liquid filling has reached or fallen below a predetermined filling level. It can also be exceeded a certain liquid level.
  • a signal can be emitted as soon as the liquid sensor detects that the liquid filling has fallen below a predetermined minimum filling. It can also be a signal when the liquid sensor detects that the liquid filling has reached a predetermined target filling. It can then be the inflow and / or outflow of liquid in or out of the filter capsule control. It may thus be part of the method to control the inflow and / or outflow of liquid into or out of the filter capsule.
  • the method is a method of controlling the liquid filling of the filter capsule in a bioprocess. In some embodiments, the method is a method of controlling the liquid filling of the filter capsule in a biotechnological manufacturing process. In some embodiments of the method, the liquid in question is a polar liquid. In some embodiments, the liquid is an aqueous medium. In some embodiments, the method is a method for
  • the method is a method of controlling the filling of the filter capsule with an aqueous medium in a biotechnological manufacturing process.
  • the liquid sensor may be integrated in the output port or disposed on the output port.
  • a liquid sensor is integrated in a wall of the input or output terminal.
  • a liquid sensor may also be disposed on a wall of the input or output port.
  • a liquid sensor is in some embodiments on the
  • one or more fluid sensors may be independently integrated into the capsule housing or disposed on the capsule housing.
  • one or more liquid sensors can also be arranged independently of one another at the or an input connection or at the or an output connection, including on a wall thereof. In embodiments where multiple input ports or multiple output ports are present, one or more of them may be independently selected
  • Liquid sensors may be integrated in or on the or an input terminal or in or on the or an output terminal. It is also possible to integrate or arrange in each case a liquid sensor in or on or at an input and output.
  • a liquid sensor may be disposed on an outer surface of a wall of an input port and a liquid sensor on an outer surface of a wall of an output port.
  • a warning signal may be issued as soon as the liquid sensor detects that the liquid filling has fallen below a predetermined minimum filling.
  • the warning signal may prompt a user to close the inlet port of the filter capsule and / or to replace the filter capsule.
  • a signal may be generated as soon as the liquid sensor detects that the liquid fill has dropped below a predetermined minimum charge.
  • the signal can trigger a closing of the input terminal of the filter capsule.
  • a signal may simultaneously be generated that results in the input port of the filter capsule being closed and will issue a warning signal.
  • the filter capsule may include a closable vent port. In such embodiments, it can include the method that, as soon as the liquid sensor detects that the liquid filling has reached a predetermined desired filling, the venting connection is closed.
  • the filter capsule is a disposable filter capsule.
  • FIG. 1 shows a filter capsule 10 with a capsule housing 1 and a stationary one
  • Filter cartridge 7 The filter capsule 10 is filled via an input port 9 with a liquid medium 13.
  • the filling level 6 of the liquid medium has not yet reached a predetermined desired filling 5, while in FIG. 1B the filling level 6 has reached the desired filling.
  • An optionally closable outlet connection 11 is provided for the outlet of filtrate, ie also liquid medium. Both the input terminal 9 and the output terminal 11 are in a lower one Area of the filter capsule 10, wherein the output terminal 11 is disposed at the bottom of the filter capsule 10.
  • a vent port 8 At the opposite upper end of the filter capsule 10 is provided with a vent port 8, a closable connection with the environment. If the venting connection 8 is opened while a flow of liquid medium through the outlet connection 11 is prevented (FIG.
  • liquid medium flowing in through the inlet connection 9 leads to an increase in the filling level 6.
  • the vent port 8 can be closed. If now the output connection 11 is released (FIG. 1B), filtration in a filled filter capsule 10 can take place by means of a filter candle 7.
  • Figure 2 shows the emptying of a filter capsule 10 with a capsule housing 1 and a filter cartridge 7.
  • the filter capsule 10 includes a sensor 3 at the output terminal 11. This detects whether the filling level 6 reaches or falls below a predetermined residual charge 5.
  • the capsule housing 1 is filled with liquid medium 13 and a gas is introduced through an inlet connection 9 and / or a ventilation connection 8.
  • Fig. 2B shows that the gas displaces the liquid medium 13, so that the filling level 6 of the latter decreases.
  • 2C shows that when the filling level 6 drops, an emptying signal is emitted as soon as the sensor 3 detects the reaching and undershooting of the predetermined residual filling 5 (see FIG. 2A).
  • FIG. 3 shows a filter capsule 10 in which the sensor 3 is located on a side wall at the level of the upper end of the filter candle 7.
  • the capsule housing 1 is filled with a liquid medium 13 which enters the filter capsule 10 via an inlet connection 9 and, after filtration, exits the capsule housing 1 via the outlet connection 11 via the outlet connection 11 as filtrate.
  • FIG. 3A shows the desired state in which the filling level 6 of the liquid medium 13 clearly exceeds a predetermined minimum filling 5.
  • the vent port 8 is normally closed in this state and there is a filtration by means of a filter cartridge 7 instead.
  • 3B shows that when the filling level 6 drops, a warning signal is emitted as soon as the sensor 3 detects the reaching and undershooting of the predetermined minimum filling 5 (compare FIG. 3A).
  • the input terminal 9 and the output terminal 11 can be closed, or it can, if necessary controlled, the vent port 8 is opened and the output terminal 11 are completely or partially closed.
  • FIG. 4A shows a further embodiment of a filter capsule 10 with a capsule housing 1, a filter 7, a venting connection 8 and a sensor 3.
  • a liquid medium to be filtered can enter the capsule housing 1 via an inlet connection 9 from above.
  • the filtrate can escape from the capsule housing 1 via an outlet connection 11 arranged at the bottom of the capsule housing 1.
  • FIG. 4B shows a further embodiment which is very similar to the embodiment of FIG. 4A.
  • a second venting port 18 can be used additionally or alternatively to the venting port 8.
  • FIG. 4C shows a further embodiment of a filter capsule 10 which is suitable for tangential flow filtration, also called cross-flow filtration.
  • the filter capsule 10 includes an input port 9 for feed, a
  • a membrane 7 is arranged so that incoming liquid medium can flow at least partially tangentially to this membrane 7.
  • FIG. 5A shows the filter capsule 10 shown in FIG. 4C in operation.
  • Liquid medium 13 enters the filter capsule 10 through an input port 9.
  • the membrane 7 At the membrane 7, the volume of the liquid medium can be reduced, so that particles contained in the liquid medium can be concentrated.
  • an outlet port 31 Through an outlet port 31, the retentate of the liquid medium exits from the filter capsule 10.
  • outlet connections 21 permeate of the liquid medium exits the filter capsule 10.
  • FIG. 5C to 5E show the emptying of a filter capsule 10 with a filter cartridge 7.
  • the filter capsule 10 includes a sensor 3 at the lower end of the wall of the capsule housing 1, on which also the output terminal 11 is located. This detects the presence or absence of fluid.
  • the capsule housing 1 is filled with liquid medium, and a gas is introduced through the input port 9 and / or the vent port 8. During the
  • Fig. 5E shows that only when the capsule housing 1 is emptied so far that at its lower end the liquid medium is exchanged for gas, detected by the sensor 3, this change and a discharge signal is delivered.
  • FIG. 6A shows an embodiment of a horizontal filter capsule 10 with a capsule housing 1 and a filter cartridge 7.
  • a liquid medium to be filtered can enter the capsule housing 1 via an inlet connection 9 from the right.
  • the filtrate can emerge from the capsule housing 1 via an outlet connection 11 arranged at the left opposite end of the capsule housing 1.
  • a vent port 8 is disposed above the input port 9 and the output port 11.
  • FIG. 6B shows a filling process of the lying filter capsule 10 shown in FIG. 6A.
  • gas such as e.g. Air escape from the capsule housing 1, while liquid medium 13 passes through the inlet port 9 into the filter capsule, so that the filling level 6 rises.
  • Figure 6C shows the end of the filling process of the lying in Figs. 6A and 6B shown
  • Filter capsule 10 As soon as the sensor 3 detects that the filling level 6 reaches a desired filling, the venting port 8 can be closed and the outlet port 11 can be opened.
  • Figure 7 shows an embodiment of a horizontal filter capsule 10 with a capsule housing 1, which is similar to the embodiment shown in Figures 6A to 6C.
  • a capsule housing 1 which is similar to the embodiment shown in Figures 6A to 6C.
  • the vent port 8 at the end of the capsule housing, where the
  • the filter capsule contains a second sensor (3).
  • This second one Sensor (3) is arranged on the output terminal 11.
  • the emptying of the capsule housing 1 can be determined after filtration.
  • FIG. 8A shows an embodiment of a filter capsule 10 with a capsule housing 1 and a hanging filter cartridge 7.
  • liquid medium can enter the capsule housing 1 and, after passing through the filter cartridge 7, pass over leave a likewise arranged at the upper end of the filter capsule 10 output terminal 11.
  • the sensor 3 which is likewise arranged at the upper end of the filter capsule 10
  • the filling of the capsule housing 1 can be monitored.
  • a vent connection 8 arranged at the lower end of the filter capsule 10 can be opened when the orientation of the filter capsule is changed in order to provide a connection with the environment, for example during emptying.
  • FIG. 8B shows a similar embodiment of a filter capsule 10 as FIG. 7A.
  • two sensors (3) are arranged, one at the upper end of the capsule housing 1 at the level of the input terminal 9 and one on the output terminal 11, which is located at the upper end of the filter capsule. In this way, not only the filling of the capsule housing 1 during the filtration can be controlled, but also the intended removal of filtrate.
  • FIG. 8C shows a further embodiment of a filter capsule 10 with a capsule housing 1 and a hanging filter candle 7. Via a filter capsule 10 at the lower end
  • arranged inlet port 9 can enter liquid medium in the capsule housing 1 and leave this after filtration through a arranged at the upper end of the filter capsule 10 output terminal 11.
  • a arranged at the upper end of the filter capsule 10 sensor 3 is used
  • the filter capsule 10 In addition to a first venting connection 8 arranged at the upper end of the filter capsule 10, the filter capsule 10 also contains a second venting connection 18 arranged at the lower end of the filter capsule 10.
  • FIG. 8D shows the embodiment, already shown in FIG. 1, of a filter capsule 10 with a capsule housing 1 and a filter cartridge 7.
  • the inlet connection 9 and outlet connection 11 are both located at the lower end of the filter capsule.
  • the filter capsule 10 includes a sensor 3 at its upper end.
  • FIG. 8E shows a further embodiment of a filter capsule 10 with a filter cartridge 7.
  • the filter capsule has a capsule housing 1 with a circumferential side wall and a bottom and a head end.
  • An inlet port 9 and an outlet port 11 are located at opposite ends of the filter capsule, namely at the top, the head end, and the bottom, the bottom.
  • a sensor 3 is located on the circumferential side wall of the capsule housing 1, immediately adjacent to the ground.
  • FIG. 8F shows a similar embodiment of a filter capsule 10 as in FIG. 8D or FIG. 1.
  • the sensor 3 is arranged here on the outside at the lower end of the interior of the capsule housing 1.
  • FIG. 8G shows a similar embodiment of a filter capsule 10 as in FIG. 8E.
  • two sensors (3) are arranged, one on the upper end of the capsule housing 1 and one at the lower end. In this way, on the one hand, the filling of the capsule housing 1 during the filtration can be checked and, on the other hand, the complete emptying of the capsule housing can be checked after the filtration has ended.
  • FIG. 8H shows a similar embodiment of a filter capsule 10 as in FIG. 8F.
  • two sensors (3) are arranged, one on the upper end of the capsule housing 1 and one at the level of the lower end of the interior of the capsule housing 1. Again, both the filling of the capsule housing 1 during filtration can be with the two sensors On the other hand check the complete emptying of the capsule housing after completion of the filtration.
  • Figure 9A shows schematically a method disclosed herein for controlling the
  • a sensor monitors the maintenance of a minimum charge in a filled capsule housing. If the sensor detects that the minimum charge has been reached or fallen below in the capsule housing, a signal is triggered.
  • Figure 9B shows schematically a method disclosed herein for controlling the
  • Liquid filling of a filter capsule Liquid filling of a filter capsule.
  • a sensor monitors the filling of a capsule housing. If the sensor detects that the nominal filling is reached or exceeded in the capsule housing, a signal is triggered.
  • Figure 9C shows schematically a method disclosed herein for controlling the
  • Liquid filling of a filter capsule Liquid filling of a filter capsule.
  • a sensor monitors the emptying of a filter capsule.
  • bioprocess generally refers to a biotechnological manufacturing or processing process, such as, for example, the production of a biopharmaceutical substance or a food production
  • a biotechnological manufacturing or processing process a molecule is produced or processed that is of biological origin
  • a process for producing a protein by means of biological cells as well as, for example, the associated steps of enrichment and isolation of this protein.
  • living biological cells or organisms may be used
  • bioprocessing also includes a process by which biological cells or organisms are to be cultured, cultivated, or cultured, and a bioprocess includes not only a step in which living biological cells or organisms are directly present, but also, in particular Steps that follow culturing of biological cells or organisms and that occur in an aqueous medium under essentially physiological conditions include, for example, processing steps that a person skilled in the art calls “downstream processing”.
  • a bioprocess also includes steps in which a product obtained by means of cultured cells or organisms is transported.
  • a bioprocess includes steps that prepare for the presence of living biological cells or organisms, such as the preparation and storage of a cell culture medium.
  • a bioprocess also includes steps in which, for example, the
  • Cell culture medium in which cultured cells or organisms are, will or have been transported.
  • filtration takes place as an uninterrupted, one-time process.
  • a filter of a filter capsule disclosed here is wetted with a liquid and it is a filtration of a liquid, typically aqueous, medium performed without intervening another step such as storage takes place.
  • the filtration of a certain, typically predetermined amount of the medium concerned is typically carried out continuously, so that a dry running of the filter is avoided.
  • a method described here is therefore usually a self-contained process.
  • it is a disposable filter capsule, since after completion of the filtration process usually the filter is not used again.
  • the word “about” as used herein refers to a value that is within an acceptable error range for a particular value as determined by one of ordinary skill in the art, depending in part on how each value was determined or measured ie, from the limitations of the measurement system. "Approximately” may mean, for example, within a standard deviation of 1 or more, depending on use in the particular area. The term “about” is also used to indicate that the amount or value may be the designated value or another value that is approximately equal, and the term is intended to express that similar values have equivalent results or effects as disclosed in this document. In this context, “about” may refer to a range of up to 10% above and / or below a certain value.
  • "about” refers to a range of up to 5% above and / or below a certain value, such as about 2% above and / or below a certain value. In some embodiments, “about” refers to a range of up to 1% above and / or below a certain value. In some embodiments, “about” refers to a range of up to 0.5% above and / or below a certain value In one embodiment, “about” refers to a range of up to 0.1% above and / or below a certain value.
  • a filter capsule disclosed herein generally serves to filter a liquid medium.
  • This liquid medium may be a polar medium, for example an aqueous medium.
  • the liquid medium may include an alcoholic compound such as ethanol or n-propanol.
  • Other examples of a suitable alcohol compound include iso-propanol or n-butanol.
  • the liquid medium may be at least in the
  • Substantially consist of an alcohol compound such as ethanol or iso-propanol.
  • a polar medium which can serve as the liquid medium are dimethylsulfoxide and dimethylacetamide.
  • a nonpolar medium such as cyclohexane or carbon tetrachloride may also be filtered.
  • a filter capsule disclosed herein contains a filter. This may be, for example, a simple membrane. In some embodiments, the filter capsule contains a
  • Filter candle so a filter that defines a rigid element.
  • a filter cartridge may be a membrane filter cartridge.
  • a filter cartridge may be a plastic material such as
  • a filter candle may, for example, also contain polyethylene or a polyester.
  • a filter cartridge may include nylon.
  • a filter candle may be a fluoropolymer such as e.g. Polyethylene tetrafluoroethylene or
  • a filter candle may in some embodiments contain polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene.
  • a filter candle can also contain polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene.
  • a filter candle can also contain polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene.
  • a filter cartridge may contain or consist of any filter element for static or dynamic filtration.
  • a filter cartridge may include one or more pleated filter sheets, flat filters and / or tubular filters such as e.g. Hollow fibers included.
  • Embodiments may consist of a filter cartridge of one or more pleated filter layers, flat filters and / or tubular filters, for example of hollow fibers.
  • a filter candle may, for example, comprise one or more ceramic elements and / or one or more elements
  • a filter candle may also include one or more metallic elements.
  • a filter candle may also contain one or more plastic elements which may contain or consist of one or more polymers.
  • a filter candle may contain one or more polystyrene elements.
  • a filter candle may also contain one or more cellulosic elements.
  • the use of filter capsules with filter cartridges is known as such to the person skilled in the art.
  • a filter capsule for example in the sterile filtration of cell culture medium, buffer or a final product such as a protein, a nucleic acid, a lipid or any other high molecular weight chemical compound, first the filter cartridge in the capsule housing to be wetted (see, eg, FIG A and Fig. 1B).
  • a liquid medium is introduced into the filter capsule through an inlet, for example in the capsule lid.
  • a filter capsule contains one or more connections through which the liquid medium to be filtered can enter or exit.
  • one or more connections through which the liquid medium to be filtered can enter or exit.
  • Connections may be provided for gaseous media such as air.
  • gaseous media such as air.
  • air may be present in the filter capsule prior to filling the filter capsule with a liquid medium. When filling this air is possibly displaced by the incoming liquid medium and can leave the filter capsule through a corresponding vent port.
  • An input port for the liquid medium to be filtered may be arranged at any position relative to the filter capsule. In an orientation that corresponds to the intended orientation of the filter capsule in operation, an input port may be arranged, for example, at an upper end or at a lower end of the filter capsule.
  • top and bottom refer to the direction of gravity, which usually corresponds to the direction of the ground, “bottom” is a port when in a position pointing in the direction of gravity. "Above a terminal is located when it is in a position opposite to the direction of gravity.
  • An outlet connection for the liquid medium to be filtered can also be arranged at any position relative to the filter capsule.
  • an output port may be arranged, for example, at a lower end or at an upper end of the filter capsule.
  • An input port and an output port may be arranged independently of each other. For example, in one embodiment, both an input port and an output port may be located at the top or bottom of the filter capsule.
  • an input port can be arranged on top of the filter capsule, while an outlet port can be arranged on the bottom of the filter capsule.
  • an input port may be disposed below, while an output port may be disposed on top of the filter capsule.
  • an exit port may be provided to remove liquid medium from the filter capsule that has passed through a filter in the filter cap.
  • a liquid medium to be discharged may be a filtrate, that is liquid medium containing a desired product or defining a desired product.
  • Such a liquid medium to be discharged can also be a permeate, that is to say a liquid medium which does not contain the desired product or contains only smaller amounts than liquid liquid entering the filter capsule Medium. The desired product may have been retained by the filter and accordingly depleted in the permeate.
  • an outlet port may be provided to remove liquid medium from the filter capsule that has not passed through a filter in the filter capsule.
  • Such an output terminal may be provided, for example, from the
  • Filter capsule dissipate a liquid medium, which corresponds in the composition at least substantially the liquid medium that has been supplied to the filter capsule.
  • Such an outlet port may be a drain port, which may serve, for example, to dissipate any remaining liquid medium after completion of filtration in the filter capsule.
  • An exit port provided for discharging unfiltered liquid medium may also be provided to remove a retentate.
  • a retentate is a liquid medium which, after filtration, contains a desired product or defines a desired product and which has not passed through a filter. The desired product may have been retained by the filter and enriched accordingly in the retentate.
  • a filter capsule usually contains a capsule housing in which a filter or a
  • This capsule housing may include a peripheral wall, a bottom, and a lid.
  • the capsule housing in some embodiments, may be defined by a plurality of walls, such as planar walls, of which two opposing walls may define a bottom and a lid.
  • the capsule housing in some embodiments, may include a plurality of walls, such as planar walls, of which two opposing walls may define a bottom and a lid.
  • Material, thickness and rigidity can be independently selected for a wall, a bottom and a lid of the capsule housing.
  • a portion of the filter capsule, on the outside of which a liquid sensor is disposed has a wall thickness of about 5 mm or less.
  • a wall thickness is selected when the liquid sensor is based on a non-invasive detection as explained in more detail below.
  • the capsule housing may contain any material as long as the properties of the capsule allow its desired use. So the material of the capsule housing in the
  • the material of the capsule housing is capable of being irradiated at a desired wavelength.
  • the capsule housing is capable of being irradiated with ionizing radiation, such as gamma radiation, of an intensity sufficient to sterilize the capsule housing.
  • the capsule housing is capable of being irradiated with beta radiation of a wavelength and intensity sufficient for sterilization of the capsule housing is.
  • the capsule housing is capable of being irradiated with X-radiation of a wavelength and intensity sufficient for sterilization of the capsule housing.
  • the capsule housing is autoclavable.
  • the capsule housing is made of autoclavable material in some embodiments.
  • the capsule housing may consist of a matreial having a temperature of 160 to
  • the capsule housing may be made of a material which withstands a temperature of at least 121 ° C under a pressure of 100 kPa for at least 30 minutes and / or resists vapor of at least a temperature of 121 ° C.
  • the capsule housing is made of a material that is sanitizable with sodium hydroxide.
  • the capsule housing is made of a material that is sterilizable with ethylene oxide.
  • the capsule housing may be made of a material that resists ethylene oxide for at least 60 hours.
  • the capsule housing can be intransparent.
  • the capsule housing may consist of or contain an intransparent material.
  • a capsule housing in some embodiments, may contain or consist of a combination of several of the aforementioned materials.
  • the capsule housing includes a plastic material such as a polyester.
  • the capsule housing contains polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT). In some embodiments, this includes
  • Capsule housing a thermoplastic a thermoplastic.
  • the capsule housing is made of a thermoplastic.
  • a suitable thermoplastic include polyethylene (PE) and hard polyethylene (high density polyethylene, PE-HD HDPE).
  • the capsule housing includes low density polyethylene, low density polyethylene (PE-LD, LDPE).
  • the capsule housing is at least substantially low density polyethylene.
  • the capsule housing in some embodiments, contains a polyaryletherketone, e.g. Polyetheretherketone (PEEK).
  • the capsule housing is at least substantially composed of a polyaryletherketone such as e.g. Polyetheretherketone (PEEK).
  • Another suitable thermoplastic is polypropylene (PP).
  • the capsule housing contains polyoxymethylene (POM), also called polyacetal.
  • the capsule housing may also consist at least substantially of polyoxymethylene.
  • the capsule housing is made of or contains polyvinyl chloride (PVC).
  • PVC polyvinyl chloride
  • the capsule housing contains a polyurethane in some embodiments.
  • the capsule housing is at least substantially polyurethane.
  • the capsule housing may also contain or consist of a polysulfone (PSU).
  • the capsule housing includes
  • PES Polyethersulfone
  • PPSU polyphenylene sulfone
  • the capsule housing contains polystyrene.
  • the capsule housing is made of polystyrene.
  • suitable thermoplastic include, but are not limited to, polycarbonate (PC), copolyester, acrylic styrene butadiene copolymer (ABS) and styrene acrylonitrile (SAN).
  • the capsule housing contains a polycarbonate in some embodiments.
  • the capsule housing may also consist at least substantially of a polycarbonate.
  • the capsule housing contains a fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the capsule housing is at least substantially composed of a fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride or PTFE.
  • the capsule housing may in some embodiments contain a 2-component plastic or consist of a 2-component plastic.
  • the capsule housing contains a multi-component plastic.
  • the capsule housing is made of a multi-component plastic.
  • Suitable multicomponent plastics include, for example, a blend of polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polypropylene (PP) and a thermoplastic elastomer, polycarbonate and a thermoplastic elastomer, and acrylic styrene butadiene copolymer (ABS) and polypropylene (PP).
  • the capsule housing may contain an elastomer.
  • the capsule housing is made of an elastomer.
  • An example of a suitable elastomer is ethylene-propylene-diene monomer (EPDM).
  • Another example of a suitable elastomer is liquid silicone (LSR).
  • the capsule housing may contain a thermoplastic elastomer.
  • the capsule housing is made of a thermoplastic elastomer.
  • a corresponding thermoplastic elastomer may be, for example, a urethane-based thermoplastic elastomer or a styrenic block copolymer.
  • the selection of the plastic depends in particular on the cost of the
  • the filter capsule is intended as a disposable article, so that for such applications, for cost reasons, the inert
  • thermoplastics polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride or polyetheretherketone
  • Hard polyethylene High Density Polyethylene
  • has high resistance to chemicals, mechanical stress and temperature extremes may also be included.
  • the capsule housing contains a metal, such as metal. Stainless steel. In some embodiments, the capsule housing is made of one or more metals. In some embodiments, the capsule housing includes at least one material other than metal. In some embodiments, the capsule housing is made of one or more materials other than metal.
  • the capsule housing contains a ceramic.
  • the capsule housing may contain, for example, a silicate or aluminum oxide.
  • the capsule housing contains carbon fibers, including anisotropic carbon fibers.
  • the capsule housing is made of a ceramic or carbon fibers or a combination thereof. In some embodiments, the capsule housing does not contain ceramic. In some embodiments, the capsule housing does not contain carbon fibers. In some embodiments, the capsule housing contains a polymer. In some embodiments, the capsule housing is made of one or more polymers.
  • Capsule and capsule housing can take any dimension or dimensions. Typically, the dimensions of capsule and capsule housing are chosen within conventional capsule dimensions. So can a capsule housing in some
  • Embodiments include a cylindrical circumferential wall having a diameter of about 100 cm or less, for example, a diameter in the range of 1 to 100 cm.
  • a cylindrical circumferential wall of the capsule housing may have a
  • a corresponding cylindrical circumferential wall may for example have a length or, when the filter capsule is in an operative position, a height of 1 m or less.
  • the capsule housing may have a height in the range of about 25 cm to about 100 cm.
  • the capsule housing may have a height in the range of less than 25 cm, e.g. about 7.5 cm or less.
  • a filter capsule disclosed herein is capable of controlling the filling of a liquid medium contained in the filter capsule.
  • the fill level of the liquid medium is controlled.
  • the charge of a liquid medium may be controlled at a particular time. Thus, it can be checked during the filling of a capsule housing of the filter capsule, whether a certain filling level is reached.
  • the filling of a liquid medium may be permanent or temporary
  • Intervals are monitored. Thus, it can be monitored during a filtration of a liquid medium in a capsule housing of the filter capsule, whether the liquid medium in the capsule housing occupies a certain predetermined volume.
  • the filter capsule For fluid control, it is typically checked whether the liquid medium in the capsule housing reaches a predetermined fill level. It can be a minimum filling level, which should not fall below or may. It may also be a target height, which should not be exceeded or allowed.
  • a predetermined fill level can be a minimum filling level, which should not fall below or may. It may also be a target height, which should not be exceeded or allowed.
  • the filter capsule contains a
  • a corresponding liquid sensor may determine whether there is a gas or a liquid based on a measurement of the electrical conductivity or electrical capacitance of medium present at a particular position.
  • a liquid sensor may be based on an optical measurement.
  • a light scattering sensor can be used.
  • a liquid sensor may be based on a transit time measurement using ultrasound.
  • the corresponding ultrasonic sensor itself can emit ultrasonic pulses.
  • the ultrasonic sensor may be combined with a source of ultrasonic pulses. Become Ultrasonic pulses emitted into an area in the interior of the filter capsule, which is filled with a gas, the pulses from the inner walls of the filter capsule, such as the capsule housing, reflected. If liquid medium is located in a part of the interior of the filter capsule, the ultrasonic pulses are also reflected by the surface of the liquid medium. Thus, the achievement of a certain filling level can be detected.
  • a liquid sensor may be an impedance sensor that is combinable with an AC source and one or more antennas. At a fixed frequency and amplitude, it is possible to detect whether a gaseous or a liquid medium is present by means of the alternating current resistance or the phase. Such measurement may, in some embodiments, be via direct contact with the liquid medium. In some embodiments, such measurement may be made without contact.
  • anna in the context of this disclosure generally comprises a track, as well as a loop for measuring the induction or impedance.
  • a liquid sensor may be a refractive index sensor that can be combined with a light source.
  • a suitable light source may be, for example, an LED.
  • the light source in some embodiments, emits light having a wavelength or a wavelength range that is, for example, in the visible range, e.g. is in the range of about 400 nm to about 800 nm.
  • the sensor as a light receiver measures with the refractive index (optical density) de facto by how much the phase velocity of light in a liquid medium or gaseous medium is smaller than in a vacuum.
  • a liquid sensor may be a total reflection sensor in some embodiments. As soon as a liquid medium has reached a certain level in the capsule housing, a light beam is generated at the interface between a solid material and a gas or a liquid medium and gas above it, e.g. Air deflected at an angle.
  • the total reflection can be regarded as a special case of a refractive index measurement, since an incident
  • a light beam in a gaseous medium may be directed to the sensor by means of a prism. In the presence of a liquid medium, the light beam is no longer directed to the sensor. Also, in some embodiments, reflection on a liquid medium may be directed to the sensor only at a certain fill level of the liquid medium. The presence of exactly this filling level is then detected by the sensor. Even in these cases, the sensor is a light receiver that can be combined with a suitable light source. As an illustrative example, an infrared LED can be used as the light source.
  • the liquid sensor is an absorption sensor comprising the
  • a photometric measurement can be performed by irradiating the interior of the filter capsule, for example the Interior of the capsule housing, and detection of the passing intensity done.
  • Light source can be used in some embodiments, a light source that emits light in the range of the infrared or near infrared. In some embodiments, a light source may be used that emits light in the range of about 780 nm to about 50 ⁇ .
  • a liquid sensor can be located at any position on or in the filter capsule. When choosing a suitable position, in particular, an important criterion will be whether the liquid sensor should detect a desired fill level or a minimum fill level, or whether the liquid sensor should check or indicate a complete emptying.
  • the liquid sensor may be located at a position that is in the upper quarter of the capsule housing in an orientation of the filter capsule in use. In some embodiments, the liquid sensor may be located at a position located in the lower quarter of the capsule housing. In some embodiments, the
  • Liquid sensor may be arranged at a position in or on the capsule housing, which at the
  • a filter cartridge is arranged in the capsule housing of the filter capsule, that its upper end in operation upwards, ie the direction of gravity, is aligned.
  • the filter cartridge may be in contact with the bottom of the filter cartridge.
  • a liquid sensor may, in some such embodiments, be disposed at or in a position on or within the capsule housing which, in operating position, is approximately level with the top of the filter cartridge.
  • a filter cartridge is arranged in the capsule housing of the filter capsule so that its upper end during operation down, ie in the direction of gravity, is aligned.
  • the filter cartridge may be suspended and, for example, connected to the upper end of the capsule housing, e.g. a lid, in contact.
  • a liquid sensor may, in some such embodiments, be located at or at a position
  • Capsule housing may be arranged, which, in the operating position, approximately in a plane with the lower end of the filter cartridge.
  • a liquid sensor may, in some embodiments, be disposed at or in the exit port of the filter capsule.
  • a liquid sensor may, in some embodiments, also be disposed in a region of the capsule housing which is adjacent to the outlet port of the filter capsule. In some embodiments, a liquid sensor may be disposed at or in the input port of the filter capsule.
  • a liquid sensor is disposed at an upper end of the filter capsule.
  • a liquid sensor may for example be arranged at a position on or in the capsule housing, which corresponds to the upper possible filling limit for a medium such as a liquid medium in the capsule housing.
  • a liquid sensor on this lid for example, outside or inside, be arranged.
  • a liquid sensor may be disposed on that bottom.
  • the filter capsule may include a vent port.
  • a liquid sensor may be disposed on or in such a vent port.
  • the filter capsule may include a drain port.
  • a liquid sensor may be disposed on or in such a vent port.
  • the liquid sensor is configured to generate a signal at a certain state of presence or absence of liquid medium.
  • the liquid sensor for example wirelessly or via a cable, can be connected to peripherals, which receive a signal from the liquid sensor which represents the state of the presence or absence of liquid medium.
  • an electronic data processing device such as e.g. a CPU is involved. From the state of presence or absence of liquid medium can be determined, for example, whether a predetermined filling volume or a predetermined liquid level has been achieved in the filter capsule.
  • the corresponding peripheral can be configured so that a corresponding signal, e.g. a warning signal is issued, which indicates the achievement of a certain filling level or a certain filling volume.
  • the corresponding periphery may be configured to deliver a signal to an inflow or outflow controlling element in or on the filter capsule upon reaching a predetermined fill volume or level in the filter capsule.
  • An inflow or outflow controlling element may be or may be coupled to a flow adjustment unit.
  • a signal may be delivered that closes a valve in an input or output port.
  • a signal may be output that opens a valve in an input or output port.
  • a signal may be delivered that closes a valve in a vent port or drain port.
  • a signal may be issued that opens a valve in a vent port or a drain port.
  • the liquid sensor may, in some embodiments, be configured to immediately emit a signal at a particular state of presence or absence of liquid medium. In some embodiments, the liquid sensor is not connected to peripherals. In this case, the liquid sensor can emit a signal that indicates the achievement of a certain filling level or a certain filling volume. In some embodiments, the liquid sensor may deliver a signal receivable from an inflow or outflow controlling element in or on the filter capsule. For example, in some embodiments, the liquid sensor may be configured to output a signal that closes a valve in an input or output port. In some embodiments, the liquid sensor may be configured to output a signal that opens a valve in an input or output port. In some embodiments, the liquid sensor be configured to emit a signal that closes a valve in a vent port or drain port. In some embodiments, the liquid sensor may be configured to output a signal that opens a valve in a vent port or drain port.
  • the fill volume may be delivered by the liquid sensor itself.
  • a signal may be delivered from the periphery.
  • Such a signal can be supplied to a lamp, for example.
  • Such a signal can also be supplied to a display.
  • a corresponding indication e.g. a screen, for example, can display a specific text.
  • Indicates reaching a certain level or a certain filling volume can also be supplied to a speaker.
  • a device connected to the sensor e.g. a lamp configured to transform a signal indicative of the attainment of a particular fill level or volume into a user perceivable signal.
  • the device may be adapted, in turn, to emit a signal perceptible to a user upon receipt of a signal indicative of reaching a particular level or volume.
  • a signal perceivable to a user may be an optical signal.
  • a signal perceivable to a user may be a haptic signal.
  • a signal perceivable to a user may be a vibration signal.
  • a signal perceptible to a user may also be an audible signal.
  • the liquid control filter capsule can be used in a method of monitoring and / or checking the liquid filling of a filter capsule.
  • One such method involves detecting, with the aid of the liquid sensor, whether a gas or a liquid medium is present at a predetermined position within the filter capsule.
  • the absence of a liquid medium may, in some embodiments, indicate that a certain residual charge has fallen below. It can be concluded, for example, that the emptying of a filter capsule is complete.
  • the presence of a liquid medium in some embodiments, may indicate that a predetermined desired charge has been achieved.
  • the filling of a filter capsule is complete.
  • the presence of a liquid medium may indicate that a predetermined minimum charge is met or undercut. It can be concluded, for example, that the filling of a filter capsule is incomplete. This may, for example, indicate a leak. This can also occur due to gas, eg air bubbles in the liquid medium. In this case, for example, a short venting can be done during operation. It can also be interrupted operation, for example, to perform a refill until a predetermined target filling is reached.
  • One such method is to deliver a signal as described above, once the liquid sensor detects that the liquid filling is a predetermined one
  • Such a method may include delivering a signal as described above, which indicates the achievement of a certain filling level or volume.
  • an optical signal e.g. a warning signal are issued.
  • an audible signal e.g. a warning signal are emitted when it is detected by the liquid sensor that the liquid filling reaches a predetermined filling level or a predetermined filling volume.
  • liquid medium may be supplied to the filter capsule by means of a pump. If it is detected by the liquid sensor that the liquid filling reaches a predetermined filling level or a predetermined filling volume, a signal can be delivered to such a pump, which changes or triggers the control of the pump. For example, the operation of the pump can be interrupted or terminated.
  • a signal may be provided to a device that controls the opening state of a vent port or purge port.
  • a signal can be delivered to a valve controller. This allows a valve in a vent port or drain port to be opened or closed.
  • a plurality of filter capsules disclosed herein may be arranged one behind the other. In this way, for example, an eluate of a first
  • Filter capsule for further filtration of a second filter capsule are supplied.
  • a retentate of a first filter capsule for further concentration of a second filter capsule are supplied. If several filter capsules are arranged one behind the other, the condition and equipment, including sensor type and position, can be selected for each filter capsule independently of other filter capsules.
  • a filter capsule disclosed herein is typically designed for use in a bioprocess.
  • a filter capsule disclosed herein may be a disposable capsule for filtering a cell culture supernatant or a cell lysate.
  • a filter capsule disclosed herein may also be a disposable capsule for filtering a product solution in downstream processing in a biotechnological manufacturing process.
  • Such a manufacturing process may involve, for example, the recovery of a protein, eg, a recombinant protein.
  • Such a manufacturing process may also involve the recovery of a nucleic acid molecule.
  • Such a manufacturing process may include, in some embodiments, recovering a saccharide and / or a polysaccharide.
  • a corresponding biotechnological manufacturing process may include the filtration of a bioburden reduction fluid, which is commonly used for safety between individual process steps.
  • a filter capsule disclosed herein can be used in the context of buffer preparation, for example, for sterile filtration of a buffer solution.
  • a filter capsule disclosed herein may, in some embodiments, be used in the course of the production of a medium for fermentation as for
  • a method disclosed herein may be part of a bioprocess and / or biotechnological process.
  • a method for producing a protein may include filtration with a filter capsule.
  • the filter capsule described here can be used, for example as a disposable capsule.
  • the appropriate filtration may serve to remove germs in the form of e.g. Remove bacteria, fungi, spores, prions or viruses from a product solution. Such filtration can thus serve to ensure and / or establish sterility. This sterility is endangered as soon as an uncontrolled contact with the environment can occur. Such contact is possible in particular via venting and exhaust ports.
  • a signal is emitted with the aid of the liquid sensor, which indicates the achievement of a desired filling, then it is possible to prevent a solution to be filtered from coming into contact with the environment when it leaves a venting connection. Instead, in response to the signal, or by the signal, it is possible that during or after reaching a desired filling, e.g. the relevant vent port is closed.
  • Bacteria with diameters of about 0.5 ⁇ can be removed or retained by means of a membrane which has a smaller pore diameter.
  • a pore diameter of about 0.2 ⁇ such. 0.22 ⁇ be suitable. If it is bacteria from nutrient-poor environment such as soils and water, the diameter of the bacteria can also be significantly smaller than 0.5 ⁇ . It is therefore also membranes with a pore diameter of about 0, 1 ⁇ be suitable.
  • Viruses can be removed or retained by means of a membrane, which has a much smaller pore diameter; typically a membrane with a pore diameter of about 20 nm is suitable. For all such cases, a filter capsule disclosed herein may be provided for single use.
  • a filter capsule can be filled with liquid medium 13 when the inlet connection 9 is open and the outlet connection 11 closed, when gas can escape through an open ventilation connection 8.
  • a liquid sensor 3 at the upper end of the capsule housing 1 is configured to detect the presence or absence of liquid in the immediate vicinity of the sensor. Upon reaching a desired filling 5 (see Fig. 1A), the
  • Venting port 8 are closed. Now, the filtration can be performed by opening the output port 11. If the sensor generates a signal that is reaching the
  • FIG. 2 illustrates an embodiment in which the complete emptying of a filter capsule is signaled by the use of a liquid sensor.
  • a gas can be introduced into the capsule housing 1, s. Fig. 2A.
  • a liquid sensor 3 which is arranged on the outlet connection 11 of the capsule housing 1, is configured to detect the presence or absence of liquid in the immediate vicinity of the sensor. If the filling level 6 reaches a residual charge 5 (see Fig. 2A), then the emptying can be considered complete, s. Fig. 2C. It can be turned off in this case, for example, automatically or by hand, a corresponding pump.
  • the liquid sensor 3 may be located at or near the bottom of the capsule housing as shown in FIG. 8F.
  • Fig. 3 illustrates an embodiment in which a dry running of a filter cartridge 7 in a filter capsule can be prevented by the use of a liquid sensor.
  • a liquid sensor 3 which is located at the level of the upper end of the filter cartridge 7, is configured to detect the presence or absence of liquid in the immediate vicinity of the sensor.
  • the filling level 6 of the liquid medium decreases.
  • the liquid sensor 3 emits a signal, s. Fig. 3B.
  • the vent port 8 may be opened to allow escape of gas. If it is detected that a predetermined minimum charge 5 is reached or undershot, the flow of liquid medium through the filter capsule can also be reduced or stopped, as indicated in FIG. 3B.
  • the input terminal 9 and / or the output terminal 11 can be closed automatically or by hand. It can also be switched off automatically or manually by a corresponding pump. By opening the vent port 8 and re-entry of liquid medium 13 into the filter capsule can now be done filling the filter capsule.
  • FIGS. 4C and 5 illustrate an embodiment in which the complete filling of a filter capsule 10 is monitored by the use of a liquid sensor. It can be done a tangential flow filtration, in which by an input terminal 9, the filter capsule 10 with a liquid medium 13 is charged. Through an outlet port 31, the liquid medium 13 exits from the filter capsule 10 after it has flowed along the filter 7. Liquid medium that has passed through the filter 7 can leave the filter capsule 10 as permeate, the filter capsule 10 through the output terminals 21. In operation can by the entry of
  • a liquid sensor 3 disposed at the upper end of the output port 31 is configured to detect the presence or absence of liquid in the immediate vicinity of the sensor. If the filling level reaches a predetermined value (see Fig. 5B), the flow of liquid medium through the filter capsule can be stopped.
  • the input terminal 9 and / or the output terminal 31 and / or the output terminals 21 may be closed automatically or by hand. It can also be switched off automatically or manually by a corresponding pump. It can now be done by removing gas and re-entry of liquid medium 13 into the filter capsule filling the filter capsule
  • Filter capsule contain a plurality of sensors. Shown in these examples are two sensors each. As a further example, in an embodiment as shown in FIG. 8A, a second sensor may be provided, which is arranged at the lower end of the capsule housing 1, on which the venting connection 8 is arranged, a further sensor 3, with which a complete Detect emptying and monitor if necessary. In some embodiments, more than two sensors may be present in a filter capsule. Thus, for example, three, four or more sensors may be provided at arbitrary positions of the capsule housing, each of which may be arranged independently outside or on the wall of the capsule housing or may be positioned on or in a port such as an input port or an output port. One or more sensors may also be integrated in a wall, e.g. the wall of the capsule housing or the wall of a terminal such as an input terminal or an output terminal.
  • the filter capsule, method, and uses described illustratively herein may suitably be devoid of a single element or elements.
  • Species and subgenus clusters that fall under the general disclosure also form part of the methods, uses, compositions, and combinations. This includes the general description of the methods and uses with a condition or limitation that excludes an article from the genus, whether or not the excluded subject matter is explicitly set forth herein.

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Abstract

Offenbart ist eine Filterkapsel mit Flüssigkeitskontrolle (10) zur Filtration eines wässrigen Mediums (13) in einem Bioprozess, die ein Kapselgehäuse (1), einen Filter (7), einen Eingangsanschluss (9) und einen Ausgangsanschluss (11, 31) 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

FILTERKAPSEL MIT FLÜSSIGKEITSKONTROLLE QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
[0001] Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Rechtsvorteil und die Priorität der Patentanmeldung DE 10 2016 117 639.7, die am 19. September 2016 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Der Inhalt der Patentanmeldung DE 10 2016 117 639.7 wird hier in seiner
Gesamtheit für alle Zwecke durch Bezug aufgenommen - sowie eine Aufnahme jedweden Elements oder Teils der Beschreibung, der Abbildungen oder der Ansprüche, das hier nicht enthalten ist und auf das in Regel 20.5(a) des PCT, gemäß Regel 4.18 des PCT Bezug genommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
[0002] 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 [0003] 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.
[0004] Bei der Filtration in Bioprozessen, 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 Entlüftungs- ausgangs der Filterkapsel erforderlich.
[0005] 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. [0006] 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
[0007] Die vorliegende Offenbarung stellt eine Filterkapsel, eine Verwendung 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.
[0008] 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, inklusive das Gehäuse am Eingangs- oder Ausgangsanschluss, integriert sein. Der Flüssigkeitssensor kann auch an dem Kapselgehäuse angeordnet sein, inklusive an dem Gehäuse am Eingangs- oder Ausgangsan- schluss. Dabei ist ein Flüssigkeitssensor in einigen Ausführungsformen auf der dem Kapselinnenraum abgewandten Seite des Kapselgehäuses angeordnet, also an einer Außenfläche einer entsprechenden Wand des Kapselgehäuses. 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, inklusive an einer Wand desselben, angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen mehrere Eingangsanschlüsse oder mehrere Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, können auch unabhängig voneinander ein oder mehrere Flüssigkeitssensoren in oder an den bzw. einen Eingangsanschluss oder in oder an 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. Beispielsweise kann ein Flüssig- keitssensor an einer Außenfläche einer Wand eines Eingangsanschlusses und ein Flüssigkeitssensor an einer Außenfläche einer Wand eines Ausgangsanschlusses angeordnet sein.
[0009] In einigen Ausführungsformen kann ein Flüssigkeitssensor 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. Ein Flüssigkeitssensor kann dabei in eine Wand des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses integriert sein. Ein Flüssigkeitssensor kann auch an einer Wand des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses angeordnet sein. Dabei ist ein Flüssigkeitssensor in einigen Ausführungsformen auf der dem
Kapselinnenraum abgewandten Seite des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses angeordnet.
[0010] 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 Zustande der An- bzw. Abwesenheit einer Flüssigkeit ein Signal abgegeben wird.
[0011] 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 Anwesen- heit 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.
[0012] Die Detektion der An- bzw. Abwesenheit eines flüssigen Mediums erfolgt in einigen Ausführungsformen kontaktlos.
[0013] In typischen Ausführungsformen handelt es sich bei der Filterkapsel um eine Einweg- Filterkapsel.
[0014] Die Filterkapsel ist in einigen Ausführungsformen eine Filterkapsel zur Filtration eines flüssigen Mediums, in der Regel eines wässrigen Mediums. In einigen Ausführungsformen ist die Filterkapsel eine Filterkapsel zur Filtration eines flüssigen Mediums in einem Bioprozess, beispielsweise einem biotechnologischen Herstellungsprozess. Die Filterkapsel kann beispielsweise zur Filtration eines flüssigen Mediums zur Zellfermentation, zum Filtrieren eines Zellkulturüberstands oder eines Zelllysats oder zum Filtrieren einer Produktlösung im Downstream-Processing in einem biotechnologischen Herstellungsprozess ausgelegt sein. In einigen Ausführungsformen handelt es sich bei der Filterkapsel um eine Filterkapsel zur Sterilfiltration eines flüssigen Mediums, inklusive zur Sterilfiltration eines wässrigen Mediums. In einigen Ausführungsformen ist die Filterkapsel verschieden von einer Filterkapsel zur Filtration eines unpolaren Mediums wie z.B. eines Alkans oder Alkens. In einigen Ausführungsformen ist die Filterkapsel verschieden von einem Ölfilter.
[0015] 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 eine blasenfreie, vollständige Befüllung der Filterkapsel sicherstellen.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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 [0019] Wie bereits im Vorangehenden angegeben, ist die Filterkapsel in typischen Ausführungsformen als Einwegartikel konzipiert. In einigen Ausführungsformen ist die Filterkapsel zur
Sterilfiltration ausgelegt.
[0020] In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse aus enem Material, das von Metall verschieden ist. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse der Filterkapsel einen Kunststoff. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse der Filterkapsel im
Wesentlichen aus einem Kunststoff. In einigen Ausführungsformen besteht das Kapselgehäuse der Filterkapsel aus einem Kunststoff.
[0021] Der Flüssigkeitssensor kann in einigen Ausführungsformen einen oder mehrere Antennen enthalten. Die Antennen stehen mit einem Innenraum des Kapselgehäuses oder des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses nicht in Kontakt.
[0022] 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.
[0023] 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. [0024] In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die an den Ausgangsanschluss der Filterkapsel angrenzt.
[0025] In einigen Ausführungsformen kann der Flüssigkeitssensor an einer Position im oder am Kapselgehäuse angeordnet sein, die an den verschließbaren Entlüftungsanschluss angrenzt.
[0026] In einigen Ausführungsformen enthält die Filterkapsel einen Flüssigkeitssensor, der so konfiguriert ist, dass ein Signal, das bei einer Änderung des Zustande Anwesenheit einer Flüssigkeit zum Zustand Abwesenheit einer Flüssigkeit abgegeben wird, ein Beenden des Entleerungsprozesses bewirkt.
[0027] Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Verwendung einer Filterkapsel mit
Flüssigkeitskontrolle zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung bei der Filtration eines flüssigen
Mediums in einem Bioprozess bereitgestellt. Die Filterkapsel enthält ein Kapselgehäuse, einen Filter, mindestens einen Eingangsanschluss und mindestens einen Ausgangsanschluss. Die Filterkapsel enthält mindestens einen Flüssigkeitssensor, der in das Kapselgehäuse oder den Eingangsanschluss oder den Ausgangsanschluss integriert ist. Ein Flüssigkeitssensor kann dabei in eine Wand des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses integriert sein. Ein Flüssigkeitssensor kann auch an einer Wand des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses angeordnet sein. Dabei ist ein Flüssigkeitssensor in einigen Ausführungsformen auf der dem Kapselinnenraum abgewandten Seite des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses angeordnet. 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, inklusive an einer Wand desselben, angeordnet sein.
[0028] In einigen Ausführungsformen kann es sich auch um eine Verwendung zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung bei der Filtration eines flüssigen Mediums in einem biotechnologischen Herstellungsprozess handeln.
[0029] In Ausführungsformen, in denen mehrere Eingangsanschlüsse oder mehrere
Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, können auch unabhängig voneinander ein oder mehrere Flüssigkeitssensoren in oder an den bzw. einen Eingangsanschluss oder in oder an 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. Beispielsweise kann ein Flüssigkeitssensor an einer Außenfläche einer Wand eines Eingangsanschlusses und ein Flüssigkeitssensor an einer Außenfläche einer Wand eines Ausgangsanschlusses angeordnet sein.
[0030] Der Flüssigkeitssensor ist dazu ausgelegt ist, die An- bzw. Abwesenheit eines flüssigen
Mediums zu detektieren. Dabei ist der Flüssigkeitssensor so konfiguriert ist, dass bei einer Änderung des Zustande der An- bzw. Abwesenheit eines flüssigen Mediums ein Signal abgegeben wird. [0031] Gemäß einem dritten Aspekt wird eine Verwendung einer Filterkapsel zur Sterilfiltration eines flüssigen Mediums bereitgestellt.
[0032] Das flüssige Medium in einer Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt ist in einigen Ausführungsformen ein wässriges Medium.
[0033] Die Detektion der An- bzw. Abwesenheit eines flüssigen Mediums erfolgt in einigen
Ausführungsformen der Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt kontaktlos.
[0034] In typischen Ausführungsformen der Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt handelt es sich bei der Filterkapsel um eine Einweg-Filterkapsel.
[0035] In einigen Ausführungsformen der Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt enthält die Filterkapsel einen verschließbaren Entlüftungsanschluss.
[0036] In einigen Ausführungsformen, in denen die Filterkapsel einen verschließbaren
Entlüftungsanschluss enthält, zählt es zur jeweiligen Verwendung, dass ein Verschließen des Entlüftungsanschlusses erfolgt, wenn oder sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit einem flüssigen Medium (13) eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht hat.
[0037] In einigen Ausführungsformen der Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten
Aspekt ist die Filterkapsel eine Filterkapsel gemäß dem ersten Aspekt.
[0038] In einigen Ausführungsformen zählt es zu einer Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt, dass ein Signal abgegeben wird, wenn oder sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Füllung mit dem flüssigen, z.B. wässrigen Medium ein vorbestimmtes
Füllungsniveau erreicht, unter- oder überschritten hat. Dadurch kann beispielsweise ein Hinweis auf das Eintreten eines bestimmten Füllzustands ergehen Auch kann dadurch ermöglicht werden, dass der Zufluss und/oder Abfluss von Flüssigkeit in bzw. aus der Filterkapsel gesteuert wird.
Demensprechend wird in einigen Ausführungsformen der Zufluss und/oder Abfluss von Flüssigkeit in bzw. aus der Filterkapsel gesteuert. In einigen Ausführungsformen erfolgt sowohl das Ergehen eines Hinweises auf das Eintreten eines bestimmten Füllzustands als auch eine Steuerung des Zuflusses und/oder Abflusses von Flüssigkeit in bzw. aus der Filterkapsel.
[0039] In einigen Ausführungsformen zählt es weiterhin zu einer Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt, dass eine Abgabe eines Warnsignals erfolgt, wenn oder sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Füllung mit dem flüssigen, z.B. wässrigen, Medium eine vorbestimmte Mindestfüllung erreicht bzw. unterschritten hat. In einigen Ausführungsformen kann weiterhin ein Verschließen des Eingangsanschlusses der Filterkapsel erfolgen, wenn oder sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Füllung mit dem flüssigen, z.B. wässrigen, Medium eine vorbestimmte Mindestfüllung erreicht bzw. unterschritten hat.
[0040] In einigen Ausführungsformen zählt es weiterhin zu einer Verwendung nach dem zweiten Aspekt oder dem dritten Aspekt, dass eine Abgabe eines Entleerungssignals erfolgt, wenn oder sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Füllung mit dem wässrigen Medium eine vorbestimmte Restfüllung erreicht bzw. unterschritten hat. In einigen Ausführungsformen erfolgt sowohl die Abgabe eines Warnsignals, wenn oder sobald der Flüssigkeitssensor detektiert, dass die Füllung mit dem flüssigen, z.B. wässrigen, Medium eine vorbestimmte Mindestfüllung erreicht bzw.
unterschritten hat.
[0041] Gemäß einem vierten 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, inklusive in das Gehäuse des Eingangsanschlusses oder das Gehäuse des Ausgangsanschlusses integriert sein. Der Flüssigkeits- sensor kann auch an dem Kapselgehäuse, inklusive am Gehäuse des Eingangsanschlusses oder des Ausgangsanschlusses 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.
[0042] In einigen Ausführungsformen ist das Verfahren ein Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung der Filterkapsel in einem Bioprozess. In einigen Ausführungsformen ist das Verfahren ein Verfahren zum Kontrollieren der Flüssigkeitsfüllung der Filterkapsel in einem biotechnologischen Herstellungsprozess. In einigen Ausführungsformen des Verfahrens ist die betreffende Flüssigkeit eine polare Flüssigkeit. In einigen Ausführungsformen ist die Flüssigkeit ein wässriges Medium. In einigen Ausführungsformen ist das Verfahren ein Verfahren zum
Kontrollieren der Füllung der Filterkapsel mit einem wässrigen Medium in einem Bioprozess. In einigen Ausführungsformen ist das Verfahren ein Verfahren zum Kontrollieren der Füllung der Filterkapsel mit einem wässrigen Medium in einem biotechnologischen Herstellungsprozess.
[0043] Wie vorangehend angegeben, kann der Flüssigkeitssensor in den Ausgangsanschluss integriert oder an dem Ausgangsanschluss angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen des Verfahrens ist ein Flüssigkeitssensor dabei in eine Wand des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses integriert. Ein Flüssigkeitssensor kann auch an einer Wand des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses angeordnet sein. Dabei ist ein Flüssigkeitssensor in einigen Ausführungsformen auf der dem
Kapselinnenraum abgewandten Seite des Eingangs- oder Ausgangsanschlusses angeordnet. 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 Eingangs- anschluss oder an dem bzw. einem Ausgangsanschluss, inklusive an einer Wand desselben, angeordnet sein. In Ausführungsformen, in denen mehrere Eingangsanschlüsse oder mehrere Ausgangsanschlüsse vorhanden sind, können auch unabhängig voneinander ein oder mehrere
Flüssigkeitssensoren in oder an den bzw. einen Eingangsanschluss oder in oder an 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. Beispielsweise kann ein Flüssigkeitssensor an einer Außenfläche einer Wand eines Eingangsanschlusses und ein Flüssigkeitssensor an einer Außenfläche einer Wand eines Ausgangsanschlusses angeordnet sein.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] In einigen Ausführungsformen kann gleichzeitig ein Signal erzeugt werden, dass dazu führt, dass der Eingangsanschluss der Filterkapsel verschlossen wird und ein Warnsignal abgeben wird.
[0047] In einigen Ausführungsformen kann die Filterkapsel einen verschließbaren Entlüftungs- anschluss 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.
[0048] In einigen Ausführungsformen des Verfahrens erfolgt die Detektion der An- bzw.
Abwesenheit eines flüssigen Mediums kontaktlos.
[0049] In einigen Ausführungsformen des Verfahrens ist die Filterkapsel eine Einweg-Filterkapsel.
[0050] Die im Vorangehenden beschriebene Zusammenfassung ist nicht einschränkend und weitere Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Vorrichtung sollten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den Abbildungen und den Patentansprüchen ersichtlich sein. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0051] Figur 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 Fig. 1A hat die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums eine vorgegebene Sollfüllung 5 noch nicht erreicht, während in Fig. 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 (Fig. 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 (Fig. 1B), kann in einer gefüllten Filterkapsel 10 eine Filtration mittels einer Filterkerze 7 erfolgen.
[0052] Figur 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 Fig. 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. Fig. 2B zeigt, dass das Gas das flüssige Medium 13 verdrängt, so dass die Füllhöhe 6 des letzteren absinkt. Fig. 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. Fig. 2A).
[0053] Figur 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. Fig. 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. Fig. 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. Fig. 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.
[0054] Figur 4A zeigt eine weitere Ausführungsform einer Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäu- se 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. Figur 4B zeigt eine weitere Ausführungsform, die der Ausgestaltung von Fig. 4A stark ähnelt. Ein zweiter Entlüftungsanschluss 18 kann je nach Orientierung der Filterkapsel zusätzlich oder alternativ zum Entlüftungsanschluss 8 verwendet werden. Figur 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.
[0055] Figur 5A zeigt die in Fig. 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 Figur 5B gezeigt - oder unterschreitet, wird ein Warnsignal abgegeben.
[0056] Figur 5C bis Figur 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 Fig. 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 Fig. 5D gezeigt. Fig. 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.
[0057] Figur 6A zeigt eine Ausführungsform einer liegenden Filterkapsel 10 mit einem Kapselge- häuse 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.
[0058] Figur 6B zeigt einen Befüllvorgang der in Fig. 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.
[0059] Figur 6C zeigt das Ende des Befüll Vorgangs der in Fig. 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.
[0060] Figur 7 zeigt eine Ausführungsform einer liegenden Filterkapsel 10 mit einem Kapselgehäuse 1 , die der in den Figuren 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.
[0061] Figur 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 Ein- gangsanschluss 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.
[0062] Figur 8B zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie Fig. 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.
[0063] Figur 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 Ausgangs- anschluss 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.
[0064] Figur 8D zeigt die bereits in Fig. 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.
[0065] Figur 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.
[0066] Figur 8F zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie Fig. 8D oder Fig. 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. [0067] Figur 8G zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie Fig. 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.
[0068] Figur 8H zeigt eine ähnliche Ausführungsform einer Filterkapsel 10 wie Fig. 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.
[0069] Figur 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.
[0070] Figur 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.
[0071] Figur 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
[0072] 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.
[0073] Wertebereiche, die in diesem Dokument durch numerische Werte begrenzt sind, sollen stets die betreffenden Grenzwerte beinhalten.
[0074] 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.
[0075] 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.
[0076] Der Ausdruck„Bioprozess" bezeichnet allgemein einen biotechnologischen Herstellungsoder Verarbeitungsprozess wie beispielsweise eine Herstellung einer biopharmazeutischen Substanz oder eine Lebensmittelherstellung. Typischerweise wird bei einem biotechnologischen Herstellungsbzw, -verarbeitungsprozess ein Molekül hergestellt bzw. verarbeitet, das biologischer Herkunft ist. Ein biotechnologischer Herstellungsprozess kann beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines Proteins mittels biologischer Zellen enthalten, sowie beispielsweise die zugehörigen Schritte der Anreicherung und Isolierung dieses Proteins. Im Rahmen eines Bioprozesses können lebende biologische Zellen oder Organismen eingesetzt werden bzw. worden sein. Der Ausdruck
„Bioprozess" umfasst daher auch einen Prozess, im Rahmen dessen biologische Zellen oder Organismen kultiviert werden sollen, kultiviert werden oder kultiviert worden sind. Ein Bioprozess umfasst dabei nicht nur einen Schritt, bei dem lebende biologische Zellen oder Organismen unmittelbar zugegen sind, sondern insbesondere auch Schritte, die sich an ein Kultivieren biologische Zellen oder Organismen anschließen und die in einem wässrigen Medium unter im Wesentlichen physiologischen Bedingungen ablaufen. So zählen zu einem Bioprozess insbesondere Verarbeitungsschritte, die der Fachmann als„Downstream-Processing" bezeichnet. Ebenso zählen zu einem Bioprozess auch Schritte, bei denen ein mittels kultivierter Zellen oder Organismen gewonnenes Produkt transportiert wird. Ebenso zählen zu einem Bioprozess Schritte, die die Gegenwart lebender biologischer Zellen oder Organismen vorbereiten, wie beispielsweise das Vorbereiten und Lagern eines Zellkulturmediums. Daneben zählen zu einem Bioprozess auch Schritte, bei denen beispielsweise das
Zellkulturmedium, in dem sich kultivierte Zellen oder Organismen befinden werden, befinden oder befunden haben, transportiert wird.
[0077] Im Rahmen eines Bioprozesses erfolgt eine Filtration als ununterbrochener, einmaliger Vorgang. Dabei wird ein Filter einer hier offenbarten Filterkapsel mit einer Flüssigkeit benetzt und es wird eine Filtration eines flüssigen, typischerweise wässrigen, Mediums durchgeführt, ohne dass zwischendurch ein weiterer Schritt wie eine Lagerung erfolgt. Die Filtration einer bestimmten, typi- scherweise vorbestimmten, Menge des betreffenden Mediums erfolgt typischerweise kontinuierlich, so dass ein Trockenlaufen des Filters vermieden wird. Ein hier beschriebenes Verfahren ist daher in der Regel ein in sich geschlossener Vorgang. Typischerweise handelt es sich um eine Einweg-Filterkapsel, da nach Beenden des Filtrationsvorgangs in der Regel der Filter nicht erneut verwendet wird. [0078] 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.
[0079] 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.
[0080] 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.
[0081] 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.
[0082] 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.
[0083] 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.
[0084] 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
Kohlenstoffasem 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. [0085] 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. Fig. 1 A und Fig. 1B). Dazu wird durch einen Einlass, beispielsweise im Kapseldeckel, ein flüssiges Medium in die Filterkapsel eingefüllt.
[0086] 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.
[0087] 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.
[0088] 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 Eingangs- anschluss 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 Eingangs- anschluss unten angeordnet sein, während ein Ausgangsanschluss oben an der Filterkapsel angeordnet sein kann.
[0089] 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.
[0090] Ein Ausgangsanschluss kann in einigen Ausführungsformen dazu vorgesehen sein, aus der Filterkapsel flüssiges Medium abzuführen, das nicht durch einen Filter in der Filterkapsel hindurch- getreten 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 Ausgangsan- schluss, 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.
[0091] 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 Kapselge- häuse kann in einigen Ausführungsformen eine Mehrzahl an Wänden enthalten, beispielsweise planare Wände, von denen zwei gegenüberliegende Wände einen Boden und einen Deckel definieren können.
[0092] 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.
[0093] 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.
[0094] Das Kapselgehäuse kann aus einem Matreial bestehen, das einer Temperatur von 160 bis
190 °C für 10 Minuten widersteht. Das Kapselgehäuse kann aus einem Material bestehen, das für wenigstens 30 Minuten einer Temperatur von wenigstens 121 °C unter einem Druck von 100 kPa widersteht und/oder Dampf von wenigstens einer Temperatur von 121 °C widersteht. 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 aus einem Material bestehen, das für wenigstens 60 Stunden Ethylenoxid widersteht. 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.
[0095] In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse ein Kunstoffmaterial wie einen Polyester enthalten. In einigen Ausführungsformen enthält das Kapselgehäuse Polyethylentereph- thalat (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.
[0096] Das Kapselgehäuse kann in einigen Ausführungsformen einen 2-Komponentenkunststoff enthalten oder aus einem 2-Komponentenkunststoff bestehen.
[0097] 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 Acrylstyrolbutadien- copolymer (ABS) und Polypropylen (PP).
[0098] 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.
[0099] 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.
[0100] 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.
[0101] 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.
[0102] Kapsel und Kapselgehäuse können jede beliebige Dimension bzw. 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.
[0103] 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 Kapselge- häuses 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.
[0104] 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.
[0105] 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.
[0106] 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.
[0107] Der Begriff„Antenne" umfasst im Rahmen dieser Offenbarung allgemein eine Leiterbahn, sowie eine Schleife zur Messung der Induktion oder Impedanz.
[0108] 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.
[0109] 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.
[0110] 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 μπι emittiert.
[Olli] 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.
[0112] 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.
[0113] 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.
[0114] 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.
[0115] 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.
[0116] 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 Daten Verarbeitungsvorrichtung 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.
[0117] 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.
[0118] 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.
[0119] 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.
[0120] 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. [0121] 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.
[0122] 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.
[0123] 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.
[0124] Eine hier offenbarte Filterkapsel ist in der Regel für die Verwendung in einem Bioprozess konzipiert. Eine hier offenbarte Filterkapsel kann eine Einwegkapsel zum Filtrieren eines Zellkultur- Überstands 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 Ausführungs- formen 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.
[0125] Ein hier offenbartes Verfahren kann Bestandteil eines Bioprozesses und/oder 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.
[0126] Bakterien mit Durchmessern von etwa 0,5 μπι lassen sich mittels einer Membran entfernen bzw. zurückhalten, die einen kleineren Porendurchmesser besitzt. Für eine entsprechende Filtration kann ein Porendurchmesser von etwa 0,2 μπι wie z.B. 0,22 μπι geeignet sein. Handelt es sich um Bakterien aus nährstoffarmer Umgebung wie Böden und Gewässer, kann der Bakteriendurchmesser auch deutlich kleiner als 0,5 μπι sein. Es können daher auch Membranen mit einem Porendurchmesser von etwa 0, 1 μπι 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.
[0127] Bezugnehmend auf Fig. 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. Fig. 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. [0128] Fig. 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. Fig. 2A. Dadurch sinkt die Füllhöhe 6 des flüssigen Mediums 13, während gleichzeitig nach wie vor eine Filtration erfolgt. Ein Flüssigkeits- sensor 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. Fig. 2A), so kann die Entleerung als vollständig angesehen werden, s. Fig. 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 Fig. 8F gezeigt.
[0129] Fig. 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. Fig. 3A und Fig. 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 Fig. 3A gezeigte weitgehend vollständige Füllung des Kapselgehäuses 1 mit flüssigem, z.B. wässrigem, 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. Fig. 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 Fig. 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.
[0130] Wie beispielsweise Fig. 4A, Fig. 4B, Fig. 6 und Fig. 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.
[0131] Fig. 4C und Fig. 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. Fig. 5A und Fig. 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. Fig. 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
[0132] Wie beispielsweise in Fig. 7, Fig. 8G und Fig. 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 Fig. 8A zeigt, ein zweiter Sensor vorgesehen sein, der am unteren Ende des Kapselgehäuses 1 , an dem der Entlüftungsan- schluss 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.
[0133] 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.
[0134] 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.
[0135] 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.
[0136] Es sollte somit verstanden werden, dass obgleich die Filterkapsel, das Verfahren und die
Verwendungen, 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.
[0137] 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 und Verwendungen 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.
[0138] 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.
[0139] 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

Patentansprüche
1. Filterkapsel (10) mit Flüssigkeitskontrolle zur Filtration eines wässrigen Mediums (13) in einem Bioprozess, 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 eine Wand des Eingangsanschlusses (9) oder des
Ausgangsanschlusses (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 des wässrigen Mediums (13) kontaktlos zu detektieren und wobei der Flüssigkeitssensor (3) so konfiguriert ist, dass bei einer Änderung des Zustande der An- bzw. Abwesenheit des wässrigen Mediums (13) ein Signal abgegeben wird.
2. Filterkapsel (10) gemäß Anspruch 1, weiterhin einen verschließbaren Entlüftungsanschluss (8) aufweisend. 3. Filterkapsel (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkapsel (10) eine Einweg-Filterkapsel ist.
3. 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.
4. Filterkapsel (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselgehäuse (1) aus einem Material besteht, das von Metall verschieden ist.
5. Filterkapsel (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kapselgehäuse einen Kunststoff aufweist.
6. Filterkapsel (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitssensor (3) eine oder mehrere Antennen aufweist, die mit einem Innenraum des
Kapselgehäuses (1) nicht in Kontakt stehen.
7. 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.
8. Filterkapsel (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der
Flüssigkeitssensor (3) so konfiguriert ist, dass ein Signal, das bei einer Änderung des Zustande Abwesenheit eines flüssigen Mediums (13) zum Zustand Anwesenheit eines flüssigen Mediums (13) abgegeben wird, ein Verschließen des Entlüftungsanschlusses (8) bewirkt.
9. Filterkapsel (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, 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.
10. Verwendung einer Filterkapsel (10) mit Flüssigkeitskontrolle zum Kontrollieren der
Flüssigkeitsfüllung bei der Filtration eines wässrigen Mediums (13) in einem Bioprozess, wobei die Filterkapsel (10) ein Kapselgehäuse (1), einen Filter (7), einen Eingangsanschluss (9) und einen Ausgangsanschluss (11, 31) und einen in das Kapselgehäuse (1) oder in eine Wand des Eingangsanschlusses (9) oder des Ausgangsanschlusses (11, 31) integrierten oder an dem Kapselgehäuse (1), dem Eingangsanschluss (9) oder dem Ausgangsanschluss (11, 31) angeordneten Flüssigkeitssensor (3) aufweist,
wobei der Flüssigkeitssensor (3) dazu ausgelegt ist, die An- bzw. Abwesenheit des wässrigen Mediums (13) kontaktlos zu detektieren und wobei der Flüssigkeitssensor (3) so konfiguriert ist, dass bei einer Änderung des Zustande der An- bzw. Abwesenheit des wässrigen Mediums (13) ein Signal abgegeben wird.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkapsel (10) eine Einweg- Filterkapsel ist.
12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkapsel (10) einen verschließbaren Entlüftungsanschluss (8) aufweist.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, weiterhin aufweisend:
Abgeben eines Signals, sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit dem wässrigen 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.
14. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, weiterhin aufweisend:
a) Abgeben eines Warnsignals, sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit dem wässrigen Medium (13) eine vorbestimmte Mindestfüllung erreicht bzw. unterschritten hat, und optional Verschließen des Eingangsanschlusses der Filterkapsel (10) und/oder
b) Abgeben eines Entleerungssignals, sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit dem wässrigen Medium (13) eine vorbestimmte Restfüllung erreicht bzw.
unterschritten hat.
15. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Verwendung weiterhin aufweist:
Verschließen des Entlüftungsanschlusses, sobald der Flüssigkeitssensor (3) detektiert, dass die Füllung mit einem flüssigen Medium (13) eine vorbestimmte Sollfüllung erreicht hat.
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