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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Entnehmen einer flüssigen Probe aus einem mobilen Behältnis.
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Insbesondere in der Lebensmittelindustrie, in der Medizin und der Pharmazie gibt es strenge Hygienevorschriften zur Behandlung flüssiger Substanzen, die von Kontaminationen aller Art, bspw. mikrobiologischen Verunreinigungen, frei sein müssen. In diesem Zusammenhang stellt es ein besonderes Problem dar, während der Anlieferung solcher Substanzen beim Kunden den Nachweis zu führen, dass die jeweiligen Hygienevorschriften erfüllt sind.
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Es ist wünschenswert, während der Anlieferung beim Kunden eine flüssige Probe aus dem zur Anlieferung dienenden mobilen Behältnis zu entnehmen, um bspw. die Sterilität der angelieferten Ware nachzuweisen. Dabei müssen falsch-positive Ergebnisse, die durch Kontamination der Anordnung oder der im Zuge des Verfahrens entnommenen Probe verursacht werden, vermieden werden. Damit haben sowohl der Lieferant als auch der Kunde die Gewissheit, dass die angelieferte Ware den jeweiligen Hygienevorschriften entspricht.
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Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Anordnung zum Entnehmen einer flüssigen Probe aus einem mobilen Behältnis gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem Verfahren zum Entnehmen einer flüssigen Probe aus einem mobilen Behältnis gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Anordnung setzt sich zusammen aus einem am mobilen Behältnis angebrachten Probenahmeventil, aus einer am Probenahmeventil über einen Probenahmekopf angeschlossenen Probeflasche, aus einer am Probenahmeventil angeschlossenen mobilen Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserdampf mit einer im Bereich des Probenahmekopfes sterilisierend wirkenden Temperatur, sowie aus einer mit dem Probenahmeventil und mit der mobilen Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserdampf verbundenen Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Erzeugung und Durchleitung von Wasserdampf durch das Probenahmeventil zur Probeflasche sowie zur Steuerung der Entnahme der flüssigen Probe aus dem mobilen Behältnis und der Überführung der flüssigen Probe über das Probenahmeventil in die Probeflasche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf: (a) Anbringen eines Probenahmeventils am mobilen Behältnis, (b) Anschließen einer Probeflasche an das Probenahmeventil über einen Probenahmekopf, (c) Anschließen einer mobilen Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserdampf mit einer im Bereich des Probenahmekopfes sterilisierend wirkenden Temperatur an das Probenahmeventil, (d) Verbinden einer Steuerungseinrichtung mit dem Probenahmeventil und mit der mobilen Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserdampf, (e) Erzeugen und Durchleiten von Wasserdampf durch das Probenahmeventil zur Probeflasche, (f) Entnehmen der flüssigen Probe aus dem mobilen Behältnis und Überführen der flüssigen Probe über das Probenahmeventil und den Probenahmekopf in die Probeflasche, (g) Abnehmen der Probeflasche vom Probenahmeventil.
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Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren erlauben es erstmals, ohne Gefahr einer von außen herrührenden Kontamination, sterile Proben aus mobilen Behältnissen zu entnehmen. Falsch-positive Ergebnisse werden zuverlässig vermieden. Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren sind auch von Laien leicht zu handhaben bzw. durchzuführen, so dass auch das Lieferpersonal vor Ort beim Kunden eine aussagekräftige Probe nehmen kann, um nachzuweisen, dass die angelieferte Ware den jeweiligen Hygienevorschriften entspricht.
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Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich insbesondere zum Entnehmen von Lebensmittelproben wie bspw. Fruchtsäfte, Fruchtsaftkonzentrate, Milch und anderen flüssigen Lebensmitteln. Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren können aber auch im medizinischen und pharmazeutischen Bereich zur Anwendung kommen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der zwischen dem Probenahmeventil und der Probeflasche vorgesehene Probenahmekopf kann zweckmäßigerweise mit einer Probenahmenadel versehen sein. Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf besonders einfache Weise an die Eigenschaften der zu entnehmenden Probe angepasst werden, bspw. durch den Einsatz verschiedener Nadeln mit unterschiedlichen Nadeldurchmessern, abhängig von der Konsistenz der zu entnehmenden Probe.
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Ferner können mit einem Septum versehene Probeflaschen verwendet werden. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung einer Probenahmenadel von Vorteil, da bei der Probenahme das Septum von der Probenahmenadel durchstochen wird. Dadurch wird die Gefahr von Kontaminationen von außen weiter verringert.
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Im Bereich des Probenahmekopfes kann ferner ein Temperaturfühler vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die während der Dampfsterilisation im Bereich des Probenahmekopfes herrschende Temperatur kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass eine wirksame Sterilisation durchgeführt wird.
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Vorzugsweise ist zwischen der mobilen Vorrichtung zur Dampferzeugung und dem Probenahmeventil ein Rückschlagventil angeordnet, um zu verhindern, dass während der Probenahme ein Teil der Probe in Richtung der mobilen Vorrichtung zur Dampferzeugung zurückläuft.
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Die Steuerungseinrichtung kann auch über das mobile Behältnis mit dem Probenahmeventil verbunden sein, bspw. über eine dort vorhandene Druckluftanlage. Dadurch wird die Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter vereinfacht.
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Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren sind besonders gut zur Probenahme aus dem Tank eines Tankfahrzeugs geeignet, insbesondere zur Entnahme einer flüssigen Lebensmittelprobe.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Darstellung eine erfindungsgemäße mobile Anordnung für ein Tankfahrzeug.
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Ein Tankfahrzeug 30 weist ein Behältnis 30a auf, in dem bspw. Fruchtsaft, Fruchtsaftkonzentrat oder Milch enthalten sind. Das Behältnis 30a weist eine Leitung zum Entladen des Tankinhalts auf. An dieser Leitung ist in an sich bekannter Weise ein Probenahmeventil 11 irreversibel befestigt, bspw. angeschweißt.
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Es ist auch denkbar, dass das Behältnis 30a ein genormtes Kupplungsstück 31 aufweist, welches während der Fahrt bspw. mit einer Kappe abgedeckt ist, um Verunreinigungen des Kupplungsstücks 31 zu vermeiden. Vor der Probenahme kann das Probenahmeventil 11 auf das Kupplungsstück aufgesetzt und so am Behältnis 30a des Tankfahrzeugs 30 angebracht werden.
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Das Probenahmeventil 11 der erfindungsgemäßen Anordnung ist als pneumatisch zu steuerndes Dreiwegeventil ausgebildet und dem Fachmann an sich bekannt. Hersteller sind bspw. die Firmen Rieger, Aalen und Keofitt, Dänemark.
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An das Probenahmeventil 11 wird eine mobile Vorrichtung 12 zum Erzeugen von Wasserdampf angeschlossen, bspw. über ein Verbindungsmittel 14, wie bspw. ein Adapter, eine Schelle, eine Klampe und ähnlichem, welches das Probenahmeventil 11 mit einer Dampfleitung 13 der mobilen Vorrichtung 12 verbindet. Derartige mobile Vorrichtungen 12 sind dem Fachmann an sich bekannt, bspw. auf dem Gebiet der Dampfreinigungsgeräte. Geeignet sind bspw. Geräte mit einem Dampfkesselvolumen von 1,5 Litern bis 2,0 Litern und einem Wassertankvolumen von 2,5 Litern bis 3,5 Litern. Vorteilhaft sind ein Arbeitsdruck von 5 bar bis 6 bar und eine erzielbare Dampftemperatur von 120°C bis 170°C. Die Dampfproduktion (in g/min) kann vergleichsweise niedrig gehalten werden, da die zu bedampfenden Volumina im Probenahmeventil 11 und im Bereich des Probenahmekopfes 18 (siehe unten) gering sind. Auf diese Weise kann der Dampfverbrauch optimiert und die Einsatzdauer der mobilen Vorrichtung verlängert werden.
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An das Probenahmeventil 11 wird ferner ein Probenahmekopf 18 angeschlossen, an dem eine Probeflasche 15 über eine Flaschenaufnahme 17 zur Aufnahme der Probe angebracht ist. Derartige Probeköpfe und Probeflaschen sind dem Fachmann an sich bekannt. Probeköpfe werden bspw. von der Firma Keofitt, Dänemark und der Firma Dovianus, Niederlande, hergestellt. Probeflaschen werden bspw. von der Fa. Schott, Mainz, hergestellt.
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Die Probeflasche 15 ist zweckmäßigerweise mit einem Septum 16 verschlossen und wird vorab sterilisiert. Der Probenahmekopf 18 hält in an sich bekannter Weise eine Probenahmenadel 19, mit welcher zu Beginn der Probenahme das Septum 16 durchstochen wird. Die Probenahmenadel 19 kann auch auswechselbar im Anschlussstück 18 aufgenommen sein und kann abhängig von den hygienischen Anforderungen und/oder der Konsistenz der zu nehmenden Probe ausgetauscht werden.
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Es ist vorteilhaft, die Leitungen, welche das Behältnis 30a, das Probenahmeventil 11, die mobile Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung und den Probenahmekopf 18 miteinander verbinden, möglichst kurz zu halten, um die Gefahr von Verunreinigungen zu minimieren.
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Eine elektronische Steuerungseinrichtung 20 ist einerseits mit der mobilen Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung und andererseits mit dem Probenahmeventil 11 verbunden. Diese letztere Verbindung kann, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, über das Tankfahrzeug 30 bzw. das Behältnis 30a erfolgen. Im Ausführungsbeispiel ist das pneumatisch zu steuernde Probenahmeventil 11 über eine Druckluftleitung 23 mit der Druckluftanlage 22 des Tankfahrzeugs 30 verbunden, welche wiederum mit der Steuerungseinrichtung 20 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel öffnet und schließt ein von der Steuerungseinrichtung 20 gesteuertes Magnetventil (nicht dargestellt) die Druckluftleitung 23. Die Steuerungseinrichtung 20 steuert über die Druckluftleitung 23 des Tankfahrzeugs 30 die Funktion des Probenahmeventils 11. Die Steuerungseinrichtung 20 steuert ferner die Funktion der mobilen Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung. Zu diesem Zweck kann die Steuerungseinrichtung 20 mit einer werkseitig vorgegebenen internen Steuerungsanordnung 24 der mobilen Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung verbunden sein. Die Steuerungseinrichtung 20 kann ferner als Datenspeicher sowie als Dateneingabegerät ausgebildet sein. Bspw. können Prozessdaten und Protokolldaten wie Datum, Uhrzeit, Fahrzeug, Fahrer, Standort, Anzahl der genommenen Proben, Dauer der Reinigungs- und Dampfsterilisationsschritte und dergleichen eingegeben und/oder gespeichert werden sowie ausgelesen werden.
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Selbstverständlich kann die Steuerung des Probenahmeventils 11 und/oder der mobilen Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung auch manuell erfolgen.
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Im Bereich des Probenahmekopfes 18 ist im Ausführungsbeispiel ein Temperaturfühler 21 vorgesehen, der die am Probenahmekopf und/oder im Bereich des Septums 16 herrschende Temperatur misst. Ggf. kann der Temperaturfühler 21 mit der Steuerungseinrichtung 20 verbunden sein. Auf diese Weise kann bspw. der Temperaturverlauf mittels der Steuerungseinrichtung 20 dokumentiert und/oder der Beginn der Probenahme kontrolliert werden.
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Um ein Zurückfließen der flüssigen Probe in die mobile Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung zu verhindern, ist zwischen dem Probenahmeventil 11 und der mobilen Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung ein Rückschlagventil 25 angeordnet.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
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Zum Entnehmen einer flüssigen Probe aus einem mobilen Behältnis 30a wird wie folgt verfahren. Das Probenahmeventil 11 ist fest am Behältnis 30a des Tankfahrzeugs 30 angebracht und mit der Druckluftanlage 22 des Tankfahrzeugs 30 verbunden. Die mobile Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung wird über die Dampfleitung 13 und das Verbindungsmittel 14 am Probenahmeventil 11 angeschlossen. Die Probeflasche 15 wird über den Probenahmekopf 18 am Probenahmeventil 11 angeschlossen. Die Steuerungseinrichtung 20 wird mit der Druckluftanlage 22 des Tankfahrzeugs 30 und mit der mobilen Einrichtung 12 zur Dampferzeugung verbunden, bspw. mittels Magnetschalter. Die Probeflasche 15 ist sterilisiert und im Ausführungsbeispiel mit einem Septum 16 verschlossen. Gegebenenfalls kann in der Probeflasche 15 steriles Nährmedium vorgelegt werden. Die Probeflasche 15 wird im Ausführungsbeispiel bei der Befestigung am Probenahmekopf 18 in an sich bekannter Weise in einem ersten Halteschritt derart arretiert, dass die Spitze der Probenahmenadel 19 dicht oberhalb des Septums 16 positioniert ist.
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Nun wird in der mobilen Vorrichtung 12 Wasserdampf mit einer Temperatur von mindestens 120°C erzeugt. Ggf. kann zuerst ein Sicherheitsspülschritt mit einem Gemisch aus Wasser und Wasserdampf erfolgen. Zur Sterilisation strömt der heiße Wasserdampf so lange durch die Dampfleitung 13, durch das Probenahmeventil 11 und über die Probeflasche 15 hinweg, bis das Innere des Probenahmeventils 11, das Innere des Probenahmekopfs 18 und die Oberfläche des Septums 16 dampfsterilisiert sind. Dieser Zeitraum kann über die Steuerungseinrichtung 20 kontrolliert werden und beträgt typischerweise 60 Sekunden bis 120 Sekunden. Anschließend wird mittels der Steuerungseinrichtung 20 die Verbindung zwischen der mobilen Vorrichtung 12 und der Probeflasche 15 wieder getrennt.
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Nun wird die Probeflasche 15 in an sich bekannter Weise in einem zweiten Halteschritt derart arretiert, dass die Spitze der Probenahmenadel 19 das Septum 16 durchstößt. Unmittelbar danach wird das Probenahmeventil 11 mittels der Steuerungseinrichtung 20 so betätigt, dass eine Verbindung zwischen dem Behältnis 30a und der Probeflasche 15 hergestellt wird. Mittels der Steuerungseinrichtung 20 kann der zeitliche Abstand zwischen dem Abschluss der Dampfsterilisierung und dem Beginn der Probenahme kontrolliert werden. Falls dieser zeitliche Abstand zu groß wird (bspw. mehr als 30 Sekunden), kann die Verbindung zwischen dem Behältnis 30a und der Probeflasche 15 so lange blockiert werden, bis nochmals eine Dampfsterilisation, wie sie oben beschrieben wurde, durchgeführt wird.
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Die für eine wirksame Dampfsterilisation notwendige Temperatur des hierfür erzeugten Dampfes hängt von den Umständen des Einzelfalls ab. Typisch sind Temperaturen zwischen 90°C und 120°C. Wesentlich ist, dass die Temperatur des Dampfes im Bereich des Probenahmekopfes 18 bzw. des Septums 16 hoch genug, um eine wirksame Sterilisation zu gewährleisten. Dies wird mittels des Temperaturfühlers 21 kontrolliert.
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Über die Verbindung zwischen dem Behältnis 30a, dem Probenahmeventil 11 und der Probeflasche 15 wird nun eine Probe aus dem Behältnis 30a genommen. Das Volumen der Probe hängt im Wesentlichen von der Art der vorzunehmenden Analysen ab und beträgt typischerweise 100 ml bis 300 ml.
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Während des Vorgangs der Probenahme verhindert das Rückschlagventil 25, dass ein Teil der flüssigen Probe in Richtung der mobilen Vorrichtung 12 zur Dampferzeugung zurückfließt.
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Nachdem die Probe genommen ist, wird mittels der Steuerungseinrichtung 20 die Verbindung zwischen dem Behältnis 30a und der Probeflasche 15 getrennt. Die Probeflasche 15 wird abgenommen und bis zu einer späteren Analyse der Probe verwahrt. Das Probenahmeventil 11 kann nun mittels eines in der mobilen Vorrichtung 12 erzeugten Gemisches aus Wasser und Wasserdampf gereinigt werden. Dieser Reinigungsschritt kann mittels der Steuerungseinrichtung 20 als Sicherheitsschritt ausgelegt werden. Eine anschließende weitere Probenahme ist in diesem Fall nur dann möglich, wenn dieser Reinigungsschritt vorher durchgeführt wurde.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auf einfache Weise auch von einem Nichtfachmann Proben aus einem mobilen Behältnis 30a entnommen werden, wobei die Gefahr einer Kontamination der Probe von außen während der Probenahme minimiert ist.
