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Die Erfindung betrifft eine Probenflasche, insbesondere Milchprobenflasche, mit einem Flaschenkörper (1) und einer Halterungsvorrichtung (3) am Boden (11) des Flaschenkörpers (1), wobei die Halterungsvorrichtung (3) ein elektronisches TAG (4) aufweist.
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Eine ähnliche Probenflasche ist als Einweg-Flasche aus der
DE 603 03 088 T2 bekannt.
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Hintergrund
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine Probenflasche (Milchprobenflasche), welche sich als Mehrwegflasche durch die Ausstattung mit einem elektronischen Bauteil innerhalb einer besonderen Halterungsvorrichtung im Prozess eindeutig identifizieren lässt. Die Konstruktion der Probenflasche stellt sich anhand von 2 wie folgt dar:
- • Flaschenkörper (1),
- • Flaschendeckel (2),
- • Halterungsvorrichtung für ein elektronisches Bauteil (3), um gegen die hygienische Behandlung zu schützen,
- • elektronisches Schreib-Lesespeicher Bauteil (4) (auch TAG genannt)
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Das TAG (4) ermöglicht die Bereitstellung der gewünschten Identifikationsdaten der Probe sowie das Speichern und Auslesen von variablen Produkt- und Lieferantendaten und ist dank des Mehrwegkonzepts der Probenflasche beliebig oft verwendbar.
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Die Erfindung betrifft damit eine identifizierbare Mehrweg-Probenflasche mit Hilfe von integriertem TAG in spezieller Halterungsvorrichtung, die für eine hygienische Behandlung geeignet ist.
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Im vorliegenden Dokument wird die Bezeichnung „TAG“ gemäß aktuellem Stand der Technik für einen RFID-Chip im Hochfrequenzbereich / Ultrahochfrequenzbereich verwendet. Im Rahmen des Patents ist der Begriff „TAG“ jeweils am aktuellen Stand der Technik anzuwenden und kann somit zukünftig auch andere Frequenzbereiche und Technologien umfassen.
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Aufgabe und Lösung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung: Es sollte eine identifizierbare Mehrweg-Probenflasche entwickelt werden, die für eine hygienische Behandlung geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Probenflasche, insbesondere Milchprobenflasche der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Halterungsvorrichtung (3) als eine flüssigkeitsdicht am Boden (11) des Flaschenkörpers (1) angebrachte Kappe ausgebildet ist, die eine geschlossene Form hat und in welche der Boden (11) des Flaschenkörpers (1) hineinragt und die ein Eindringen von Flüssigkeit in den Bereich zwischen Kappe und Flaschenkörper (1) verhindert.
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Die Kappe hat eine geschlossene Form, um ein Eindringen von Flüssigkeit in schlecht zu reinigende Hohlräume im Bereich zwischen der Kappe und dem Flaschenkörper zu verhindern. Der Boden des Flaschenkörpers ragt in die Kappe hinein, damit trotz der geschlossenen hohlen Kappe der Schwerpunkt der gefüllten Probenflasche ausreichend tief liegt.
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Vorteile der Erfindung
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Unter anderem werden die folgenden Vorteile erreicht:
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Die Mehrweg-Probenflasche, insbesondere Milchprobenflasche, hat eine Halterungsvorrichtung (3), welche das elektronische Bauteil (4) durch luftdichten Abschluss bestmöglich schützt.
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Die Mehrweg-Probenflasche findet u.a. herkömmliche Verwendung in der Milchwirtschaft, innerhalb welcher Proben eindeutig identifizierbar und rückverfolgbar sein müssen zur Einhaltung geforderter Prüfstandards. Da täglich tausende dieser Probenflaschen Verwendung finden, ist der Aspekt der mehrfachen Nutzung unter Einbezug der Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit in den Herstellungskosten hier besonders hervorzuheben. Zum einen führt die Wiederverwendbarkeit der Probenflaschen dazu, dass die Anschaffungskosten nachhaltig kostengünstig sind. Zum anderen sind die Mehrwegflaschen somit ebenfalls umweltfreundlich. Dies stellt einen klaren Vorteil in Anbetracht des hohen Wettbewerbsdrucks dar.
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Die Eigenschaften der Probenflasche werden in dem Datenblatt „PIK NRW Datenblatt“ des Landeskontrollverbands Nordrhein-Westfalen e.V. ausführlich beschrieben.
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Die Probenflasche besteht aus einem wiederverwendbaren Flaschenkörper (1), einem Flaschendeckel (2), einer kreisförmigen mittig platzierten Vertiefung (6) am Flaschenkörper (1), einer farbigen Halterungsvorrichtung für das elektronische Bauteil (3) sowie einem elektronischen Schreib-Lesespeicher Bauteil (TAG) (4). Der Einsatz des Flaschendeckels (2) ist in Abhängigkeit vom Verwendungszweck als optional anzusehen.
In der Wiederverwendbarkeit der Probenflaschen liegt die Herausforderung zu gewährleisten, dass während des Reinigungsprozesses keine Flüssigkeit zum TAG dringt. Daher liegt ein zentraler Fokus bei diesem Probenbehälter auf der Dichtigkeit des Unterdeckels zur Gewährleistung einer mehrfachen Verwendung.
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Die Erfinder haben bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Probenflasche die folgenden technischen Schwierigkeiten in nicht naheliegender Weise überwunden, wie anhand der Entwicklungsgeschichte der Probenflasche mit integriertem RFID nachfolgende aufgezeigt wird.
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Irren ist menschlich - daher ist es nicht verwunderlich, dass bei der Probenentnahme in verschiedenen Milcherzeugungsbetrieben trotz spezieller Anordnung in dafür vorgesehenen Kisten dem Probennehmer Fehler unterlaufen können. Dies führt dazu, dass die Probe möglicherweise nicht mehr dem richtigen Tier zugeordnet wird, und das Testergebnis weist eine Ungenauigkeit auf.
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Hinzukommt, dass die feste Reihenfolge bei der Entnahme der Probe in vielen Fällen auch die Untersuchungsreihenfolge der Proben in Stativ vorgibt. Die Maschinen zur Probenentnahme verlassen sich häufig vollautomatisch auf die richtige Reihenfolge des Einsetzens, hier wird der Fehlerverlauf also weitergeführt. Somit wird ein Milcherzeugnis als gut eingestuft, welches möglicherweise eigentlich kontaminiert ist, oder umgekehrt. Besonders in der Lebensmittelbranche können solche Fehler fatale Folgen haben und dadurch eine große Menge Proben unbrauchbar machen.
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Genau an diesem Problem setzt die Entwicklungsgeschichte und bereits einige andere Entwicklungsideen zu dieser Thematik an. Über die Jahre wurden viele Verfahren erprobt und eingesetzt, vielfach waren diese Verfahren allerdings nicht 100 % zuverlässig in der Erkennung oder die Produktionskosten so hoch, dass es für die Labore als wirtschaftlich unrentabel eingestuft wurde.
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Eines der Verfahren ist charakterisiert durch die Verwendung einer Kiste und eines Stativs zur Probenentnahme. Leider stellt sich hier schnell heraus, dass die Abhängigkeit zur Position des Probennehmers und bspw. die Eigenschaft „Linkshänder oder Rechtshänder“, hektische Arbeitsabläufe oder Ablenkungen hier ein Problem darstellten. Die Fehlerquote ließ sich also bei diesem Verfahren weiterhin als hoch einzustufen, da menschliche Fehler noch passieren konnten.
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In einem weiteren Entwicklungsversuch wurde die Verwendung eines Barcodes thematisiert, welcher auf den Behälter geklebt wurde. Nicht nur der Aufwand in der Verklebung war hier als Nachteil einzustufen, auch die Wahrscheinlichkeit, die Lesbarkeit des Barcodes durch äußere Einflüsse (Waschen, Wetter etc.) negativ zu beeinflussen, war allgegenwärtig. Hinzukommt die Lebensdauer des Klebstoffs sowie dessen Kosten im Einkauf. Ein weiterer Nachteil des Barcode Verfahrens zeigte sich in der meist runden Form der Probenbehälter - damit ein Barcodescanner den Code fehlerfrei lesen kann, ist hier oft eine Einrichtung erforderlich, welche die Flasche um ihre Achse dreht.
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Basierend auf diesen ersten Verfahren zur Entwicklung einer wirtschaftlichen und nicht fehleranfälligen Lösung, zielte die erste Idee auf eine robustere Art der Identifizierung ab - die Verwendung eines RFID-Chips. Diesen Chip positionierten die Erfinder im ersten Entwicklungsschritt in das Probengefäß, der Vorgang des Lesen und Schreibens funktioniert hier zumeist einwandfrei. Nachteile dieser Lösung waren allerdings, dass die Milch in direktem Kontakt zum elektronischen Bauteil stand und hier eventuelle Kontaminationen nicht ausgeschlossen werden konnten. Darüber hinaus führte die höhere Dichte der Milch häufig dazu, dass der Chip nach oben schwamm und so nicht mehr eindeutig im Scanvorgang gelesen werden konnte. Als weiteren Nachteil stellten die Erfinder fest, dass der RFID-Chip während des Reinigungsvorgangs am Boden der Flasche den Weg zu dortigen Verschmutzungen versperrte, sodass die Reinigungswirkung nicht als 100 % eingestuft werden konnte.
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Basierend auf den ersten Resultaten beschlossen die Erfinder, einen extra „Boden“ für die Flasche zu entwerfen, welcher mit einem Gewinde ausgestattet ist. Auf diese Weise kontaminiert der Chip die Probe nicht und der Reinigungsvorgang ist ungestört durchführbar. Zwar war diese zweite Idee bereits eine Verbesserung zum Status Quo, allerdings hatten die Erfinder nun mit Kondenswasser und Wasser im Unterboden zu kämpfen, welcher auf lange Sicht zu Schimmelbildung führt.
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Die Erfinder entwickelten die Idee anhand der gewonnenen Erkenntnisse also weiter und entwarfen einen Boden, welcher kreisförmige Löcher aufwies. Auf diese Weise konnten die Erfinder der Sammlung von Kondenswasser entgegenwirken und die Schimmelbildung verhindern. Die fehlende Dichtheit des Unterbodens wurde allerdings zum Verhängnis, als die Erfinder die Proben im Wasserbad erwärmten. Beim Hochheben aus dem Wasserbad konnte Wasser aus den Löchern tropfen und andere Proben verunreinigen.
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Die Erfinder verwarfen diese Idee also erneut und gingen einen Schritt zurück zum Ansatz eines geschlossenen Unterbodens. Die Erfinder mussten also eine Lösung für das Problem der Schimmelbildung finden und diese Lösung hieß „luftdichter Verschluss“. Die Erfinder konstruierten die Version 2 des Unterbodens so, dass der Platz im Unterboden einerseits exakt auf den RFID-Chip Umfang passte und befüllten andererseits den restlichen Zwischenraum vollumfänglich mit Klebstoff. Liegt ein Defekt am RFID-Chip vor, war ein Austausch über das Gewinde weiterhin jederzeit möglich.
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Als die Erfinder diese Idee einer wirtschaftlichen Betrachtung unterzogen stellten die Erfinder fest, dass die Produktion eines solchen Gewindes als sehr teuer einzustufen ist, weshalb die Erfinder zwar letztendlich final auf diese Idee setzten, hier aber noch einige Optimierungen vornahmen. Die Erfinder entschieden, das teure Gewinde durch die im Patent beschriebene Steckvariante zu ersetzen, welche allerdings mit Muskelkraft nicht erneut geöffnet werden kann. Nach einer Hochrechnung ist es deutlich günstiger, auf die teuren Produktionskosten des Gewindes und der Austauschbarkeit des Chips zu verzichten und stattdessen im Falle eines auftretenden Defekts, die ganze Flasche inkl. RFID-Chip auszutauschen. Der umschriebene Steckmechanismus ist sehr kostengünstig in der Produktion. Über diese progressive Entwicklung hinweg, optimierten die Erfinder die ursprüngliche Idee kontinuierlich. Der im Patent umschriebene Verschließmechanismus samt der übrigen umschriebenen Komponenten zeigt somit die finale Lösung des Problems auf.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
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So wird vorgeschlagen,
- - dass die Halterungsvorrichtung (3) mit dem äußeren unteren Bereich des Flaschenkörpers (1) mittels einer Nut-Feder-Anordnung (7, 8, 9) verbunden ist,
- - dass die Halterungsvorrichtung (3) mit dem Flaschenkörper (1) manuell verbindbar, danach aber nicht mehr manuell lösbar ist,
- - dass das TAG (4) kreisförmig ausgebildet ist und formschlüssig in der ebenfalls kreisförmig ausgebildeten Halterungsvorrichtung (3) angeordnet ist,
- - dass die Halterungsvorrichtung (3) eine aus zwei parallelen ringförmigen Auswölbungen (8, 9) gebildete Nut aufweist,
- - dass der Bodenbereich des Flaschenkörpers (1) sich nach oben hin öffnet und die Feder aufweist, die als eine Wölbung (7) ausgebildet ist,
- - dass die Haltungsvorrichtung (3) und der Flaschenkörper (1) aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen, gefertigt sind.
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.
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Es zeigen
- 1 den Flaschenkörper in zusammengebautem Zustand,
- 2 Flaschenkörper (1), TAG (4), Flaschendeckel (2) und Halterungsvorrichtung (3) in Einzeldarstellung,
- 3 Close-Up des Flaschenkörpers (1) mit Darstellung der Verzahnung,
- 4 Close-Up der Halterungsvorrichtung (3) mit Darstellung der Verzahnung,
- 5 Close-Up des Zentrierungspunkts (12).
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Aufbau und Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Probenflasche
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Die Probenflasche ist aus Kunststoff (bspw. Polypropylen oder Polyethylen) gefertigt und ist somit günstig in der Herstellung und aufgrund ihres geringen Gewichtes kostengünstig zu transportieren. Diese Charakteristika eines langlebigen Materials werden zusätzlich durch die mehrfache Verwendung in der Prozesskette unterstützt, sodass dem zeitgemäßen Wunsch der Gesellschaft nach einer nachhaltigen Lösung entsprochen werden kann. Die Verwendung von Einwegflaschen aus Plastik und deren Entsorgung werden im Sinne der Umwelt gesellschaftlich stark kritisiert, sodass diese Mehrweglösung auch imagetechnisch einen enormen Vorteil verspricht.
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Die Passform des Flaschenhalses (5) ist exakt auf den Flaschendeckel (2) abgestimmt. Der Flaschenhals (5) neigt sich zum Ende leicht nach außen. Die glatte Beschaffenheit der Innenseite des Flaschenhalses (5) unterstützt das einfache Befestigen des Deckels (2) ohne großen Kraftaufwand und gewährt Dichtheit. Die Passform ist eigens dafür gemacht, in etwaige Stative oder Beförderungsanlagen in der Milchwirtschaft positioniert zu werden.
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Innerhalb der Milchwirtschaft müssen Proben zur Einhaltung geforderter Prüfstandards jederzeit eindeutig identifizierbar und rückverfolgbar sein. Einige Anordnungen lassen bereits eine Identifikation der Probe über die Verwendung eines Strichcodes zu, welcher durch Scanner im Prozess „gelesen“ wird. Dieser aktuelle Stand der Technik erfordert allerdings eine direkte Sichtlinie zwischen Etikett und Scanner, welche in den Prozessketten der Milchwirtschaft nicht immer automatisierungstechnisch umsetzbar ist. Außerdem ist zum Auslesen des Strichcodes ein gleichmäßiges Drehen der Probeflasche erforderlich. Häufig werden diese Probenflaschen einmalig verwendet bzw. „gelesen“ und im Anschluss entsorgt.
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Der Wunsch, Proben mittels aktueller Technik wie die des „TAG“ identifizierbar zu machen, ist nicht neu. Das Bestreben liegt darin, mit Hilfe von Digitalisierung durch die Verwendung eines TAG (4) einerseits menschlichem Versagen in Form von Verwechslung der Proben vorzubeugen und erleichtert andererseits die datengetriebene und automatisierte Verarbeitung der Analyseergebnisse für Folgeprozesse. Die Umrüstung von QR-Code auf den TAG (4) wird progressiv erfolgen, sodass während der Umstellung weiterhin auf bereits bewährte Technik zur Identifizierung der Flasche zurückgegriffen wird. Dieser Prozess enthält das kreisförmige Aufbringen einer optischen Kennzeichnung an der Vertiefung des Flaschenkörpers (6). Diese an der Standardprobenflasche bereits existierende Vertiefung agierte bislang als einzige Identifikationsmöglichkeit via QR-Code oder Barcode, welcher allerdings den Nachteil aufweist, dass immer eine direkte Sichtlinie zwischen Scanner und Code existieren muss. Zukünftig soll die Flasche also weiterhin die bewährte Vertiefung enthalten, welche dann neben der Hauptidentifikationsmethodik via TAG (4) eine codierte Zusatzinformation in Form von Barcode, QR-Code, Farbcodes oder Klarschriftkennzeichnung fakultativ zur Probe enthalten könnte. Die große Herausforderung liegt jedoch bei technischen Bauteilen und der Verwendung in Umgebungen mit Flüssigkeiten stets in der Dichtheit bzw. dem Schutz des Bauteils, an welchem sich erfindungsgemäß die Beschaffenheit der dargestellten Halterungsvorrichtung orientiert.
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Die Halterungsvorrichtung (3) ermöglicht eine robuste Befestigung des TAG (4) am Flaschenkörper (1) und kann nur durch Zwangsentformung mit Hilfe von hoher Krafteinwirkung wieder in die Ausgangsposition überführt werden. Diese Eigenschaft dient dem oben erwähnten Schutz des TAG (4), so dass er von jeglichen äußeren Einflüssen abgeschirmt bleibt und auch während des Reinigungsprozesses der Mehrweg-Probenflasche nicht mit Flüssigkeiten in Berührung kommt. Ein Aufbringen der Halterungsvorrichtung (3) ist allerdings mit Muskelkraft möglich, sodass die Konstruktion einmalig von Hand zusammengebaut und flexibel vor Ort eingesetzt werden kann. Lediglich das Lösen kann nicht aus reiner Muskelkraft heraus geschehen, was Manipulation am Chip und Beschädigung vorbeugt. Die Halterungsvorrichtung (3) ist aus Kunststoff gefertigt um das Gewicht der Probenflasche, im Gegensatz zu einer aus Metall gefertigten Halterungsvorrichtung, gering zu halten. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Transport vieler Flaschen von Bedeutung.
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Das Zusammenspiel zwischen Flaschenkörper (1) und Halterungsvorrichtung (3) ist in 3 und 4 skizziert. Der Durchmesser des TAG (4) entspricht exakt dem Innen-Durchmesser der Halterungsvorrichtung (3), so dass der Bewegungsspielraum des TAG (4) eingeschränkt wird. Zusätzlich befindet sich am TAG (4) eine Vertiefung, welche sich exakt an der Auswölbung des Zentrierungspunkts (12) an der Halterungsvorrichtung (3) orientiert. Diese fixierte Position des TAGs (4) am Boden der Halterungsvorrichtung (3) bietet die Grundlage für einen weitgehend fehlerfreien Ablauf im automatisierten Identifizierungsprozess an der Zuführstation der Untersuchungseinheit, da zu jedem Zeitpunkt eine identische Schreib-Lesereichweite bei gleicher Flaschenposition eingehalten wird und der TAG (4) nicht verrutschen kann.
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Neben der vertikalen exakten Passung des TAGs (4) sind auch die Zwischenräume an Halterungsvorrichtung (3) und Flaschenkörper (1) exakt aufeinander abgestimmt. Die Rillen (10) wurden wie in 4 zu sehen dahingegen optimiert, dass die Auswölbung am Flaschenkörper (1) in die an der Halterungsvorrichtung befindlichen Auswölbungen (8) und (9) passen. Dabei wurde ausdrücklich realisiert, dass sowohl die Rillen als auch die Auswölbungen um den gesamten Flaschenkörper verlaufen. Die Abmessungen von Rillen und Auswölbungen wurden nach ausführlichen Tests in dieser Form gewählt. Nur so wird gewährleistet, dass dieser Verschließmechanismus die Dichtheit im Boden gewährleistet, was für die Hygienequalität, die Datenqualität und die Bereitstellung der Daten von enormer Bedeutung ist. Gleichzeitig sichert die oben beschriebene Art und Weise des Verschließmechanismus den TAG vor einer Manipulation. Es ist sichergestellt, dass der Boden mit dem darin befindlichen TAG manuell nicht mehr vom Körper der Mehrweg-Probeflasche entfernt werden kann. Außerdem ist es unmöglich, nach einer mechanischen Zerstörung, Flaschenboden und Flaschenkörper wieder zusammenzufügen.
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Zudem wird eine hohe Gesamtstabilität des Probenflaschenbodens erzielt und der Schwerpunkt der Probenflasche tiefer gelegt, sodass die Standfestigkeit der Probenflasche verbessert werden konnte.
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Die Verwendung dieses Stecksystems bietet nicht nur den Vorteil des Flüssigkeitsausschlusses im Reinigungsprozess der Mehrweg-Probenflasche, auch die Produktionskosten für diesen Verschließmechanismus sind deutlich günstiger als die Herstellung eines Gewindes. Gleiches gilt für die Konfektionierung der Flasche mit einem TAG (4). Die Konstruktion aus Flaschenkörper (1) und Halterungsvorrichtung (3) dient als Grundlage für einen automatisierten Identifizierungsprozess, welcher auch aufgrund sinkender Kosten für Speicherelektronik als günstig, langlebig und verlässlich charakterisiert werden kann.
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Dieser nahezu luftdichte Abschluss ist eine wirkungsvolle Präventivmaßnahme gegen unerwünschte äußere Einflüsse, wie bspw. kontaminierte Flüssigkeiten oder Verschmutzungen, welche das Analyseergebnis verfälschen und den TAG (4) beschädigen könnten. Als weiterer Schutzmechanismus, speziell gegen Kondensation, wird die Halterungsvorrichtung (3) mit Hilfe von Kleber oder Silikon am Flaschenkörper luftdicht abgeschlossen. Das Ausfüllen der kompletten Halterungsvorrichtung (3) mit dem Klebstoff oder Silikon wirkt auf diese Weise der Kondensation von eingedrungener Flüssigkeit entgegen und beugt Verschmutzung vor. Zusätzlich ist hervorzuheben, dass die Verfüllung der Halterungsvorrichtung (3) außerdem den Vorteil birgt, dass ein Aufschwimmen der Probeflasche bspw. in einem Wasserbad in jeglicher Sicht verhindert wird. Somit kann die Probe im Wasserbad nicht umkippen und kontaminiert werden.
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Die Halterungsvorrichtung (3) ist aktuell in der Farbe Grün vorgesehen. Zukünftig soll eine unterschiedliche Farbgebung dieser Halterungsvorrichtung (3) allerdings eine zusätzliche Option der Codierung darstellen. Somit sind z.B. unterschiedliche Farben je Branche oder Großkunde denkbar - auch verschiedene Farben, je nachdem welchen Frequenzbereich der RFID-Chip aufweist, gelten hier als Option. Die unterschiedlichen Farbwünsche beeinflussen die Produktionskosten nur marginal, stiften allerdings einen hohen Nutzen durch die zusätzliche visuelle Codierung für Probennehmer und Kunde.
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Da die Probenflaschen kein Einwegprodukt sind, passt sich der TAG (4) dieser Gegebenheit bestmöglich an und kann mehrfach Verwendung finden. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, den TAG (4) als Datenträger für veränderbare Daten der Probe sowie zur Identifizierung mehrfach einzusetzen (wiederbeschreibbar) und eine einfache und zugleich geschützte Positionierung des Speicherbauteils an der Probenflasche durch die dichte Halterungsvorrichtung (3) zu erreichen. Seine geschützte Position innerhalb der Halterungsvorrichtung (3) bewahrt ihn vor äußeren Einflüssen wie UV-Strahlung oder Waschmittel während des Reinigungsvorgangs nach vorheriger Nutzung. Auf diese Weise stellt die Probenflasche eine „grüne“ Mehrweglösung dar, ist kein Wegwerfprodukt und kommt der Umwelt zugute. Der Ausschluss äußerer Einflüsse in der Halterungsvorrichtung sowie das Befüllen des Hohlraums verlängern die Lebensdauer des elektronischen Bauteils drastisch. Daher kann die Halterungsvorrichtung (3) für alle TAGs (4) universell eingesetzt werden und unterstützt jegliche Frequenzbereiche. Es kann bei der zukünftigen Weiterentwicklung somit nicht nur auf TAGs im Hochfrequenzbereich, sondern auch auf TAGs (4) im Ultrahochfrequenzbereich zurückgegriffen werden. Weitere Frequenzbereiche sind ebenfalls möglich.
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Technisch betrachtet besteht der TAG (4) aus einem Chip und einer Spule. Die Daten- und Energieübertragung erfolgt berührungslos (Prinzip der Induktion). Eine Anpassung der Spulenwindungen führt zu einer Veränderung der Antennen-Frequenz, so dass die Schreib-Lesereichweite bei Bedarf individuell angepasst werden kann, ohne die äußere Form (Durchmesser) zu verändern. Diese Technologie stellt daher eine bedeutende Flexibilität im Prozessmodell dar und kann je nach Bedarf individuell angepasst werden. Eine Funktionserweiterung des TAG im Rahmen der technischen Möglichkeiten und Anforderungen ist vorgesehen.
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Die Identifizierung der einzelnen Probenflaschen erfolgt durch Auslesen der Daten, welche auf dem TAG (4) gespeichert sind. Der TAG fungiert daher sowohl als Anzeigevorrichtung als auch als Speichervorrichtung. Für die vorliegende Erfindung geeignet wären bspw. Chips im Hochfrequenzbereich mit Standardfrequenz 13,56 kHz. Diese TAGs sind auch für die Verwendung von höheren Temperaturen geeignet, bspw. für die Positionierung innerhalb eines Wasserbads oder während des Reinigungsprozesses. Auf Grundlage der Erfindung, können natürlich beliebige gleichwertige Schreib-Lesespeicherbauteile Verwendung finden.
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Das Identifizierungsverfahren über den in der Halterungsvorrichtung (3) integrierten TAG (4) kann als höchstmöglich zuverlässig und sicher eingestuft werden. Auf Wunsch ist eine Verschlüsselung der gespeicherten Daten, wie bspw. Auftraggeber, Probendaten, Zeitangaben, Position, etc. problemlos möglich. Jegliche Vorgänge werden zudem erfasst, so dass eine lückenlose Datenhistorie zur Probe vorliegt. Die gespeicherten Daten können zudem im Rahmen von Analyseaufträgen für Kunde/Auftraggeber graphisch aufbereitet und über Steuereinrichtungen oder Datenbanken weitergeleitet werden. Etwaige Mängel in der Substanz können datengestützt beim Auftraggeber platziert werden.
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Weiterhin ist der Identifizierungsprozess der Mehrweg-Probenflasche in Echtzeit abbildbar, sodass der Kunde seinen Auftrag und dessen Ergebnisse samt allen Daten zu Zeit, Position, etc. im Live-Tracking verfolgen kann. Dies kann auch aktiv in ein bestehendes Qualitätsmanagementsystem integriert werden. Wichtige Entscheidungen, wie bspw. die Probenahme mit der Milch eines Tiers können schnell und eindeutig identifizierbar erfolgen und beschleunigen auf diese Weise den Prozess. Zusatzaufträge können über den TAG an das Labor weitergegeben werden.
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Die Wiederverwendbarkeit der Mehrweg-Probenflasche kann unter wirtschaftlichen Aspekten als entscheidender Wettbewerbsvorteil eingestuft werden. Jedoch bezieht sich diese Einstufung nicht bloß auf die reinen Produktionskosten der Flasche. Auch die Konstruktion der Probenflasche fördert den Aspekt der Wirtschaftlichkeit, da die Erfindung von der Überlegung ausgeht, die bisherige, handelsübliche Probenflasche durch die Zusammenführung von Flaschenkörper (1) und Halterungsvorrichtung (3) in ihren Ursprungsparametern nicht zu verändern. Durch diese Beibehaltung der äußeren Abmessungen, müssen weder Transporteinrichtungen noch Stative, Kisten, Zuführstationen etc. entsprechend angepasst werden. Auch hier besteht also kein Bedarf, „altes“ Equipment im Zuge der Einführung der neuen Flaschen zu entsorgen. Auch die in der Industrie bislang verwendete Vertiefung ist weiterhin Bestandteil der Flasche, sodass während der Übergangsphase zum TAG-System noch auf die bestehende Methode über Scanvorgang einer optischen Kennzeichnung zurückgegriffen werden kann oder diese wie erwähnt als Speicherort für Zusatzinformationen fungieren kann. Die dargestellte Mehrweg-Probenflasche genügt somit dem „Universalstativsystem“, was den Zulassungsprozess vereinfacht und insbesondere die Verwendung in allen Laboren, insbesondere zur Milchuntersuchung, maßgeblich erleichtert. Die Beibehaltung der Flaschenmaße sowie die Vertiefung für den Barcode und den Zentrierungspunkt (12) für den Rundum-Scanner ermöglichen die Nutzung der Flasche ohne große maschinelle oder prozessuale Anpassungen. Auf diese Weise können die gewohnten Abnehmer die neue Mehrweg-Probenflasche ohne Probleme verwenden. Auch bei Zuliefern oder Nebenprozessen, wie bspw. dem Reinigungsprozess der Probenflaschen, sind wegen Beibehaltung der Maße keine Anpassungen nötig.
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Die Identifizierbarkeit der Probe ist entlang des kompletten Wertschöpfungsbereichs in der Milchwirtschaft gewährleistet, nicht zuletzt durch das Universalstativsystem. An allen relevanten Stationen, bspw.
- • Tankwagen in Molkerei,
- • Probenahme im milcherzeugenden Betrieb,
- • Labor,
- • Transport Fließband, etc.
kann die Identifikation der Probe garantiert werden und fördert die direkte Einhaltung von Qualitätsstandards. Die Halterungsvorrichtung (3) befähigt nicht nur die Mehrfachverwendung und Dichtheit, vielmehr wird auch unbefugtes und manipulatives Eingreifen in den Datenfluss durch die irreversible Befestigung verhindert.
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Zu Fig. 1: Flaschenkörper in zusammengebautem Zustand
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In diesem Zustand durchläuft die wiederverwendbare Probenflasche den Prozess von der Entnahme bis zum Labor/Testverfahren. Die Abmessungen der dargestellten Probenflasche in 1 entsprechen den gängigen in der Milchwirtschaft verwendeten Maße für die Probenentnahme und können daher ohne Änderungen prozessiert werden, was erneut den ökologischen Aspekt unterstützt. Es sind keine Ressourcenverschwendenden Anpassungen oder Entsorgungen des gängigen Prozessequipments nötig.
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Zu Fig. 2: Flaschenkörper (1), TAG (4), Flaschendeckel (2) und Halterungsvorrichtung (3) in Einzeldarstellung
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Das Zusammenspiel mit speziellem Verschließmechanismus der Halterungsvorrichtung (3) mit dem Flaschenkörper ist in 2 dargestellt. Der TAG (4) wird in der Halterungsvorrichtung (3) auf dem Zentrierungspunkt platziert, sodass eine feste Position gewährleistet wird. Der Verschließmechanismus samt Befüllung des Innenraums mit Kleber sorgt für optimale Dichtheit und unterstützt die Langlebigkeit der verwendeten Technik in Form des TAG (4). Der optionale Flaschendeckel gewährt in seiner abgerundeten Passform einen optimalen Verschlussmechanismus, welcher die Probe schützt.
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Zu Fig. 3: Close-Up Flaschenkörper (1) - Darstellung der Verzahnung
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Der Verschließmechanismus zwischen Probenkörper und Halterungsvorrichtung (3) ist essenziell für die Lebensdauer des TAG (4). Nur durch einen luftdichten Abschluss und die Befüllung des Hohlraums der Halterungsvorrichtung (3) mit Klebstoff oder Silikon, kann die Unversehrtheit des TAGs (4) gewährleistet werden. 3 zeigt die Rille (7) am Flaschenkörper, welche für den Verschließmechanismus eine wichtige Rolle spielt. Die Dichtheit der Halterungsvorrichtung konnte in Labortests bestätigt werden.
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Zu Fig. 4: Close-Up Halterungsvorrichtung (3) - Darstellung der Verzahnung
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Der Zentrierungspunkt an der Halterungsvorrichtung (3), welcher auch als Bindeglied für den TAG agiert, ist in 4 erkennbar. Jegliche falsche Positionierung des TAG (4) wird durch diesen Zentrierungspunkt und die erwähnte Befüllung des Hohlraums verhindert. Die Verzahnungsrillen an der Halterungsvorrichtung (3) fügen sich exakt den Rillen aus 3, sodass ein luftdichter Abschluss erfolgen kann.
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Zu Fig. 5: Close-Up Zentrierungspunkt (12)
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Der Zentrierungspunkt ist von entscheidender Bedeutung für die Verwendung eines Scanvorgangs im Prozess. Wird beispielsweise ein Barcodelabel an der Vertiefung (6) am Flaschenkörper angebracht, muss die Flasche während des Scans gedreht werden, wofür der Zentrierungspunkt als technisches Hilfsmittel genutzt wird. Im Inneren der Halterungsvorrichtung (3) ist die Auswölbung ebenfalls von großer Bedeutung, da sie die Position des TAG (4) stabilisiert. Auf diese Weise kann sich der TAG (4) nicht bewegen und beispielsweise keinen nachhaltigen Schaden nehmen, falls die Flasche auf den Boden fällt.
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2 zeigt den Zusammenbau einer Probenflasche. Der Flaschenkörper (1) ist aus Kunststoffmaterialien wie Polypropylen oder Polyethylen gefertigt und entspricht in Form, Abmessung und Material den herkömmlichen und in großer Zahl bei der Milchprobeentnahme eingesetzten Probenflaschen. Zuerst wird der TAG (4) in die Halterungsvorrichtung (3) eingefügt und der Hohlraum mit Klebstoff oder Silikon ausgefüllt, sodass keine Feuchtigkeit eintreten kann. Danach wird der Flaschenkörper (1) mit mindestens 50 kg Kraft in die Halterungsvorrichtung (3) hineingedrückt, dies entspricht einem Klickmechanismus. Durch den speziellen Verschlussmechanismus verbinden sich Flaschenkörper (1) und Halterungsvorrichtung (3). Jeglicher Feuchtigkeitseintritt wird maßgeblich durch den der Erfindung zugrunde liegenden Verschließmechanismus verhindert. Die Fläche zwischen der Wölbung (7) und Flaschenboden von (7 mm) umlaufend wurde gewählt um ausreichend Klebstoff auf der Fläche zu verteilen und damit Sicherheit im Punkt Abdichtung zu gewährleisten. Diese Verbindung kann zunächst durch Muskelkraft nicht wieder gelöst werden, wirkt somit ungewünschtem Eingriff und Manipulation entgegen.
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Basierend auf den sehr günstigen Produktionskosten des dargestellten Probenflaschenmodells samt TAG und spezieller Halterungsvorrichtung (3), wäre es günstiger, die Flasche im Falle eines auftretenden Defekts am TAG selbst zu entsorgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flaschenkörper
- 2
- Flaschendeckel
- 3
- Halterungsvorrichtung
- 4
- TAG
- 5
- Flaschenhals
- 6
- Vertiefung am Flaschenkörper
- 7
- Wölbung
- 8
- Auswölbung
- 9
- Auswölbung
- 10
- Rille
- 11
- Boden des Flaschenkörpers
- 12
- Vertiefung als Zentrierungspunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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