DE19812551C2 - Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität eines gasförmigen Mediums - Google Patents
Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität eines gasförmigen MediumsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität einer definierten
Menge eines druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gasförmige Medien, die mit sterilen Gütern in Berührung
kommen, wie bspw. als Hilfsmittel zum Ausdrücken, für
Fermentationsprozesse, als Abfüllgase und dergleichen, oder
die im klinischen Bereich bei der Behandlung von Patienten
eingesetzt werden, müssen selbst steril sein. Die
Vorschriften für die Sterilität eines gasförmigen Mediums
sollten bzw. müssen daher überwacht werden.
Aus der EP 0 450 850 A2 ist es bekannt, einen Sterilfilter
zur bakteriellen Analyse zu verwenden. Bei dem aus der US 2,879,207 A
bekannten Filtrationsgerät für Flüssigkeiten
erfolgt keine irgendwie geartete Durchflussmessung. Bei aus
der DE 195 13 523 A1 und der GB 20 37 426 A bekannten
Vorrichtungen wird das zu untersuchende Gas aus der
Umgebungsluft angesaugt, wobei keine mikrobiologische
Beurteilung, sondern eine Untersuchung von in der Luft
transportierten Schadstoffen bzw. im Gas enthaltenen
Partikeln erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine
Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität einer
definierten Menge eines druckbeaufschlagten gasförmigen
Mediums zu schaffen, die eine einfache Probenahme- und
Prüfmethode schafft und darüberhinaus preiswert ist und
ortsunabhängig oder stationär eingesetzt werden kann.
Zu Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Vorrichtung zum
Prüfen der mikrobiologischen Qualität einer definierten
Menge eines druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums die im
Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, die
mikrobiologische Qualität einer definierten Menge eines
druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums in einfacher Weise
und mit einer kostengünstigen Vorrichtung zu überprüfen.
Dies erfolgt in der Weise, daß das Meßteil auf eine
definierte Durchflußmenge pro Zeiteinheit des zu prüfenden
gasförmigen Mediums und auf die Durchflußzeitdauer
eingestellt wird. Das Sterilfilter, das vom zu prüfenden
gasförmigen Medien durchströmt worden ist, kann dann aus
dem Autoklavierteil entnommen und einer entsprechenden
mikrobiologischen Auswertungen unterzogen werden.
Bevorzugt
ist das Autoklavierteil konstruktiv derart ausgebildet, daß
es nach jeder Sterilisation wieder einsetzbar ist. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des Autoklavierteils ergeben
sich aus den Merkmalen des Anspruchs 2 und/oder 3.
Durch die Anordnung des Dreiwegeventils ist erreicht, daß am Ende
einer Messung nach Abschalten der Zuführung des zu
messenden gasförmigen Mediums das Autoklavierteil in
einfacher Weise und ohne daß dessen Innenseite mit
Umgebungsluft in Verbindung kommt, drucklos gemacht werden
kann. In für die Handhabung vorteilhafter Weise ist dabei
das 3-Wege-Ventil entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 4
ausgebildet.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung ist das Meßteil gemäß den Merkmalen des Anspruchs
5 ausgebildet. Die Menge an gasförmigem Medium in der
Bypaß-Strecke ist dabei proportional zur Hauptmenge in der
den Druck reduzierenden Venturi-Meßstrecke. In
vorteilhafter Weise ist dabei gemäß dem Merkmal des
Anspruchs 6 ein Druckminderventil dieser Meßstrecke
vorgeschaltet. Durch diese Druckreduzierung wird ein von
Druckpulsationen unabhängiger konstanter Durchfluß des zu
prüfenden gasförmigen Mediums erreicht. Diese Anordnung der
Meßstrecke glättet außerdem im laufenden Betrieb
Druckschwankungen im Speisenetz des gasförmigen Mediums
und/oder solchen, die von einem sich zusetzenden
Sterilfilter herrühren.
Mit dem Merkmal gemäß Anspruch 7 ist erreicht, daß eine zu
erreichende definierte Durchflußmenge an zu prüfendem
gasförmigen Medium einstellbar ist.
Mit dem Merkmal gemäß Anspruch 8 ist nach dem Zuschalten
von Hand eine automatisch ablaufende Meßphase erreicht.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung ist das Meßteil mit dem Merkmalen nach Anspruch
9 ausgestattet. Bei einem derartigen
Massedurchflußmeßelement ist der gemessene Massenfluß
direkt proportional zu dem zu messenden Gasvolumen und
somit definiert einzustellen.
Zur Regelung des Massenflußes dieser Meßstrecke, die
ebenfalls die möglicherweise auftretenden oben genannten
Druckschwankung zu glätten geeignet ist, sind die Merkmale
des Anspruchs 10 und/oder 11 vorgesehen.
Den Einsatz einer derartigen Vorrichtung erleichternde
Maßnahmen ergeben sich aus den Merkmalen des Anspruchs 12
und/oder des Anspruchs 13, wobei im letzteren Falle in
vorteilhafter Weise ein ortunabhängiger Einsatz möglich
ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind auf folgender
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher
beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer schaltungstechnischer
Darstellung eine Vorrichtung zum Prüfen der
mikrobiologischen Qualität einer definierten
Menge eines druckbeaufschlagten gasförmigen
Mediums gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer
Vorrichtung, jedoch gemäß einem anderen
Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.
Die in der Zeichnung gemäß zweier Ausführungsbeispiele
dargestellte Vorrichtung 10 bzw. 10' zur Probenahme und
Prüfung der mikrobiologischen Qualität einer definierten
Menge eines druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums derart,
daß solche für sterile Produkte verwendete gasförmige
Medien hinsichtlich der Vorschriften für sogenannte
kolonienbildenden Einheiten (KBE) stichprobenartig oder
konstant überwacht werden können. Hierzu besitzt die
Vorrichtung 10 bzw. 10' ein Autoklavierteil 11 mit einem
Gaseintritt 13 und ein Meßteil 12 bzw. 12' mit einem
Gasaustritt 14. Das gasförmige Medium ist bspw. Druckluft.
Das mit dem Gaseintritt 13 verbindbare Autoklavierteil 11
besitzt ein von Hand öffenenbaren Gehäuse 16, in welchem in
schematisch angedeuteter Weise ein Sterilfilter 17 bspw. in
Form einer hydrophoben Teflonmebran austauschbar angeordnet
ist. Das Autoklavierteil 11 ist ferner mit einem
Absperrventil 18 in Form eines von Hand betätigbaren
Kugelhahns gaseintrittseitig versehen. Der Gaseintritt
besitzt bspw. eine übliche Steckkupplung, deren einer Teil
an einem zum Absperrventil 18 führenden Verbindungsschlauch
und deren anderer Teil am Anschluß 19 bspw. eines
Druckluftsystems, wie es üblicherweise in der Industrie
verwendet wird, vorgesehen ist. Ein derartiges
Druckluftsystem führt Druckluft von ca. 5 bis 6 bar zu. Es
versteht sich, daß statt Druckluft auch andere
einzusetzende gasförmige Medien auf Sterilität bzw. in
mikrobiologischer Hinsicht überprüft werden können. Das
Autoklavierteil 11, das bei beiden Ausgestaltungen der
Vorrichtung 10, 10' identisch ausgebildet ist, ist über
eine von Hand betätigbare Kupplung, vorzugsweise einer
Clamp-Kupplung 21 mit dem Meßteil 12 oder 12' in einfacher
Weise von Hand lösbar und befestigbar verbunden.
Das Autoklavierteil 11 ist derart ausgebildet, daß es mit
eingelegtem Sterilfilter in einfacher Weise in einem
Autoklaven, in einer geeigneten Folie eingeschweißt, bei
einer Maximaltemperatur von etwa 134° Celsius in
gesättigtem Wasserdampf sterilisiert werden kann.
Beispielsweise erfolgt die Sterilisation bei 121°C 20
Minuten lang.
Das Meßteil 12 gemäß Fig. 1 besitzt ein 3-Wege-Ventil 26,
bspw. in Form eines Schieberventils, das eingangsseitig mit
dem betreffenden Teil der Clamp-Kupplung 21 versehen und
ausgangseitig über eine Schnellkupplung 27 mit einem mit
einem Manometer versehenen Druckminderventil bzw.
Reduzierventil 28 verbindbar bzw. verbunden ist. Zwischen
diesem Druckminderventil 28 und einem Magnetventil 29
besitzt das Meßteil 12 eine Venturi-Meßstrecke 31 und eine
mit einer Meß-turbine 32 versehene Bypaß-Strecke 33.
Gasaustrittsseitig ist das Magnetventil 29 mit einem von
Hand einstellbaren Drosselventil, vorzugsweise einem
Drosselnadelventil 34 versehen, das austrittsseitig mit
einem Schalldämpfer 36 verbunden ist, der mit dem
Gasaustritt 14 versehen ist. Ein Steuerelement 37, das in
nicht dargestellter Weise einen Ausschalter mit einer
Zeitschaltuhr ausweist, ist einerseits mit der eine LCD-
Anzeige aufweisenden Meßturbine 32 und andererseits mit dem
Magnetventil 29 elektrisch verbunden. Das Steuerelement 37
ist in nicht weiter dargestellter Weise bspw. über ein
Netzteil mit Netzspannung verbindbar.
Für die Messung mit Hilfe der Vorrichtung 10 dient das
Druckreduzierventil 28 zu einer Druckreduzierung des zu
prüfenden druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums von bspw.
5 bis 6 bar auf etwa 2,5 bar, während mit dem von Hand
einstellbaren Drosselventil 34 ein definierter konstanter
Durchflußwert bzw. Durchflußrate von bspw. 41,6 l/min bei
Luft durch Beobachtung der LCD-Anzeige an der Meßturbine 32
eingestellt werden kann. Mit Hilfe eines vorgegebenen
Meßzeitwertes an der Zeitschaltuhr von bspw. 24 Minuten ist
die Probenahme einer definierten Menge von bspw. einem
Kubikmeter Luft erreicht. Je nach Kalibrierung mittels des
Drosselventils 34 kann bspw. eine Menge zwischen 20 und
100 l/min erreicht werden. Desweiteren dient die Führung
des zu prüfenden gasförmigen Mediums im Meßteil 12 dazu,
Druckschwankungen im genannten Druckluftsystem und/oder
solche Druckschwankungen auszugleichen, die von einem
möglichen langsamen Zusetzen des Sterilfilters 17 aufgrund
Verunreinigungen im zu prüfenden gasförmigen Medium
herrühren.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante zum
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entfällt die Bypaß-Strecke
33 und die Meßturbine 32 ist direkt im Hauptstrom
angeordnet. Dies ist vorteilhaft bei sehr kleinen
Durchflußmengen von z. B. bei Luft kleiner als 20 l/min.
Das Meßteil 12' gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem
Meßteil 12 nach Fig. 1 durch die Ausgestaltung der
Durchflußmeßanordnung. Das Meßteil 12' verwendet ein
Massendurchflußmeßelement 31', das eingangsseitig mit dem
3-Wege-Ventil 26 und ausgangsseitig mit einem Proportional
magnetventil 29' unmittelbar verbunden ist. Mit dem
Massendurchflußmeßelement 31' und dem Proportional
magnetventil 29', das ausgangsseitig zum Schalldämpfer
führt, ist ein Steuerelement 37 verbunden, das in ebenfalls
nicht dargestellter Weise an Spannung anlegbar ist. Der vom
Steuerelement 37' einstellbare und erfaßte Massenfluß im
Massendurchflußmeßelement 31' ist direkt proportional zum
Volumen des zu messenden gasförmigen Mediums.
Einer Probenahme und Prüfung der mikrobiologischen Qualität
einer definierten Menge eines druckbeaufschlagten
gasförmigen Mediums geht ein Blindversuch ohne steriles
Autoklavierteil voraus, um die Einstellwerte des Meßteils
12, 12' zu überprüfen bzw. einzuregeln. Ist dies erfolgt,
geht die Durchführung der Messung folgendermaßen vor sich:
Das mit dem Sterilfilter 17 versehene und insgesamt ebenfalls sterile Autoklavierteil 11 wird bei geschlossenem Absperrventil 18 mit dem Gaseintritt 13 und mit dem Meßteil 12 bzw. 12' verbunden. Nach dem Verbinden des Steuerelementes 37, 37', dem Öffnen des Absperrventils 18 und der Durchflußeinstellung des 3-Wege-Schiebeventils 26 wird mit Hilfe des Steuerelements 37 die Vorrichtung 10, 10' zugeschaltet, so daß bis zum am Steuerelement eingestellten zeitlichen Maßende eine definierte Menge des zu prüfenden druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums durch das Meßteil 12, 12' geströmt ist. Am Ende dieser Messung wird das Absperrventil 18 geschlossen und das Schieberventil 26 zur Druckentspannung des Autoklavierteils 11 und des Meßteils 12, 12' bei gleichzeitigem Öffnen des Ventils 29 bzw. 29' geöffnet. Nach Abkuppeln des Autoklavierteil 11 vom Gaseintritt 13 und vom Meßteil 12, 12' wird das Autoklavierteil 11 zur mikrobiologischen Auswertung des darin enthaltenen Sterilfilters vorbereitet und das Sterilfilter 17 entnommen und ausgewertet.
Das mit dem Sterilfilter 17 versehene und insgesamt ebenfalls sterile Autoklavierteil 11 wird bei geschlossenem Absperrventil 18 mit dem Gaseintritt 13 und mit dem Meßteil 12 bzw. 12' verbunden. Nach dem Verbinden des Steuerelementes 37, 37', dem Öffnen des Absperrventils 18 und der Durchflußeinstellung des 3-Wege-Schiebeventils 26 wird mit Hilfe des Steuerelements 37 die Vorrichtung 10, 10' zugeschaltet, so daß bis zum am Steuerelement eingestellten zeitlichen Maßende eine definierte Menge des zu prüfenden druckbeaufschlagten gasförmigen Mediums durch das Meßteil 12, 12' geströmt ist. Am Ende dieser Messung wird das Absperrventil 18 geschlossen und das Schieberventil 26 zur Druckentspannung des Autoklavierteils 11 und des Meßteils 12, 12' bei gleichzeitigem Öffnen des Ventils 29 bzw. 29' geöffnet. Nach Abkuppeln des Autoklavierteil 11 vom Gaseintritt 13 und vom Meßteil 12, 12' wird das Autoklavierteil 11 zur mikrobiologischen Auswertung des darin enthaltenen Sterilfilters vorbereitet und das Sterilfilter 17 entnommen und ausgewertet.
Sowohl bei der Vorrichtung 10 als auch bei der Vorrichtung
10' sind die einzelnen Bauelemente des Meßteils 12 bzw.
12', ein Druckgaßanschlußschlauch zwischen Autoklavierteil
11 und Druckgassystem und vorzugsweise auch das
Autoklavierteil 11 selbst in einem tragbaren Koffer zur
Durchführung von ortunabhänigen Messungen angeordnet.
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität
einer definierten Menge eines druckbeaufschlagten
gasförmigen Mediums, gekennzeichnet durch ein mit
einem Sterilfilter (17) versehenes, steriles bzw.
sterilisierbares Autoklavierteil (11), dem das zu
prüfende gasförmige Medium über ein Absperrventil (18)
druckbeaufschlagt zugeführt ist, und ein der
Durchflußmessung dienendes einstellbares Meßteil (12,
12') zum Bestimmen der zu prüfenden
Gasmenge, welches Meßteil über ein Dreiwegeventil (26)
mit dem Autoklavierteil (11) kuppelbar verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das sterile bzw. sterilisierbare Autoklavierteil
(11) mit einem das Sterilfilter (17) aufnehmenden
öffnenbaren Gehäuse (16) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Autoklavierteil (11) über eine
von Hand betätigbare Clamp-Kupplung (21) mit dem
Meßteil (12, 12') verbindbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dreiwegeventil ein Schieberventil (26)
ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßteil (12) eine
Venturi-Meßstrecke (31) und eine ihr zugeordnete und
mit einer Meßturbine (32) versehene Bypass-Strecke
(33) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß gaseintrittsseitig der Venturi-Meßstrecke (31) ein
Druckminderventil (34) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß gasaustrittsseitig der Venturi-
Meßstrecke (31) ein von Hand einstellbares
Drosselventil (34) angeordnet ist.
8. Vorrrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßteil (12) mit
einem Steuerelement (37) versehen ist, das mit der
Meßturbine (32) in der Bypass-Strecke (33) und mit
einem Absperrmagnetventil (29) verbunden und mit einer
Zeitschaltuhr versehen ist.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßteil (12') ein
Massedurchflußelement aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß gasaustrittseitig des Massedurchflußmeßelementes
(31') ein Regelventil (29') angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Meßteil (12') mit einem
Steuerelement (37') versehen ist, das mit dem
Massedurchflußmeßelement (31') und mit dem Regelventil
(29') verbunden ist.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßteil
(12, 12') gasaustrittsseitig einen Schalldämpfer (36)
aufweist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem
tragbaren Koffer untergebracht ist.
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