Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Lösung aus mindestens einem flüssigen ersten Medium und mindestens einem weiteren zweiten Medium, mit einem ersten Behälter für das flüssige erste Medium und einem zweiten Behälter für das zweite Medium, wobei die Behälter jeweils über eine von einer Prozesssteuerung regelbare Pumpe mit einer Zuleitung eines statischen Mischers verbunden sind, mit einer dem statischen Mischer in Flussrichtung nachgelagerten mit der Prozesssteuerung verbundenen Sensorik, und mit einem dem statischen Mischer in Flussrichtung nachgelagerten und ebenfalls von der Prozesssteuerung steuerbaren Abzweigventil.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung aus mindestens einem flüssigen ersten Medium und mindestens einem weiteren zweiten Medium unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

Stand der Technik

Statische Mischer sind in der Regel Rohre oder Kanäle mit feststehenden Einbauten, die unter Nutzung der Strömungsenergie die Mischung fluider Produktströme bewirken. Gegenüber Mischern mit bewegten Rührorganen haben statische Mischer ein oftmals kleineres Kammervolumen und einen sehr geringen Leistungsbedarf. Statische Mischer sind geschlossene Systeme die weder eine Wartung noch eine Inertisierung brauchen. Das Scale-up Risiko bei statischen Mischern ist wegen der streng definierten Geometrie und Strömungsführung sehr gering. In heutigen Industrieanwendungen werden statische Mischer vielfach eingesetzt. Zudem ist das Einsatzgebiet von statischen Mischern sehr breit: Vermischen von pumpbaren Flüssigkeiten, Dispergieren und Emulgieren von ineinander unlöslichen Komponenten, Mischen und Homogenisieren von Kunststoffschmelzen, gas/flüssig und flüssig/flüssig Kontaktierung, Materialtransfer, Wärmeübertragung und chemische Reaktionen sind zum Beispiel Einsatzbereiche für die statische Mischer-Technologie.

Aus der JP 2013/071034 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung aus einem flüssigen ersten Medium und einem zweiten Medium bekannt. Ein erster Behälter für das flüssige erste Medium und ein zweiter Behälter für das zweite Medium sind jeweils über eine von einer Prozesssteuerung regelbare Pumpe mit einer Zuleitung eines statischen Mischers verbunden. In Flussrichtung nachgelagert ist der statische Mischer mit einer Sensorik zur Dichtemessung verbunden, die mit der

Prozesssteuerung in Verbindung steht. Der Sensorik ist in Flussrichtung ein von der Prozesssteuerung steuerbares Abzweigventil nachgelagert.

Nachteilig dabei ist, dass die Sicherheit, aus mindestens zwei unterschiedlichen Medien eine definiert zusammengesetzte sterile Lösung zu erzeugen, nicht ausreichend sichergestellt ist.

Weiterhin ist aus der DE 101 65 007 B4 eine Filtrationsvorrichtung bekannt, die Filter mit RFI D-Tags zur Sicherheitsverbesserung des Filtrationsvorganges aufweist.

Aufgabenstellung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit der/dem mit hoher Sicherheit aus mindestens zwei unterschiedlichen Medien eine definiert zusammengesetzte sterile Lösung erzeugt wird.

Darlegung der Erfindung

Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass dem statischen Mischer in

Flussrichtung ein Sterilfilter nachgelagert ist, dass der Sterilfilter einen RFI D-Tag aufweist, und dass der RFID-Tag prozessrelevante Daten gespeichert hat, die von der Prozesssteuerung mindestens auslesbar sind.

Dadurch, dass dem statischen Mischer in Flussrichtung ein Sterilfilter nachgelagert ist, wird sichergestellt, dass die erzeugte Lösung als sterile Lösung ausgebildet ist. Dadurch, dass der Sterilfilter einen RFID-Tag aufweist, der prozessrelevante Daten gespeichert hat, die von der Prozesssteuerung mindestens auslesbar sind, wird es dem Anwender bereits im Vorfeld ermöglicht, eine Prozesskontrolle durchzuführen und Fehlaufbauten zu vermeiden. Unter prozessrelevanten Daten werden dabei Daten verstanden, die die Identität des Filters, den Freigabestatus, die Kompatibilität mit Pufferlösungen und

Prüfdaten betreffen.

Durch die dem statischen Mischer in Flussrichtung nachgelagerte Sensorik und deren Verbindung mit der Prozesssteuerung kann das eingestellte Mischungsverhältnis kontrolliert und über die Ansteuerung der Pumpen geregelt werden. Durch das von der Prozesssteuerung steuerbare Abzweigventil kann insbesondere im Falle eines einen Grenzwert überschreitenden Mischungsverhältnisses das Abzweigventil geöffnet und die zu verwerfende Lösung abgeleitet werden.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein dritter Behälter für ein drittes Medium über eine von der Prozessteuerung regelbare Pumpe mit der Zuleitung des statischen Mischers verbunden. Damit ist es relativ einfach und sicher möglich, dritte Lösungskomponente der zu mischenden Lösung beizumischen. Zur besseren Kontrolle des herzustellenden Mischungsverhältnisses kann dabei die Sensorik um einen weiteren zu messenden Parameter erweitert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Behälter ebenfalls jeweils einen von der Prozesssteuerung mindestens auslesbaren RFID-Tag auf, in dem weitere prozessrelevante Daten gespeichert sind. Dadurch ergibt sich für eine im Vorfeld durchgeführte Prozesskontrolle eine weiter erhöhte Sicherheit. Insbesondere ist es möglich, die Behälter zu identifizieren und deren Inhalte auf Kompatibilität und

Freigabe zu prüfen, so dass Fehlaufbauten vermieden werden können. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sensorik zwischen dem statischen Mischer und dem Sterilfilter angeordnet. Das steuerbare

Abzweigventil kann dabei zwischen der Sensorik und dem Sterilfilter angeordnet sein. Soweit die Sensorik dem Sterilfilter in Flussrichtung nachgelagert ist, ist auch das steuerbare Abzweigventil der Sensorik in Flussrichtung nachgelagert.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abzweigventil mit einer Abzweigleitung zum Abzweig von Lösung unzureichender Qualität verbunden. Grundsätzlich gilt, dass das steuerbare Abzweigventil der Sensorik in Flussrichtung immer nachgelagert ist, um eine Prüfung vor dem Abzweigventil sicherzustellen. Dabei kann die Abzweigleitung über ein zweites steuerbares Abzweigventil mit einer Rückleitung zu dem ersten Behälter verbunden sein. Bei entsprechender Korrektur der zuzuführenden

Komponenten ist es so möglich, dass notwendige Mischungsverhältnis in einem

Korrekturvorgang herzustellen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden der statische Mischer, die Sensorik und der Sterilfilter mit RFID-Tag ein vorkonfektioniertes

Mischsystem, dessen Anschlüsse zur Verbindung mit den Behältern oder mit den den Behältern zugeordneten Pumpen als dem Fachmann bekannte Sterilkonnektoren ausgebildet sind. Damit ist es möglich, das vorkonfektionierte Mischsystem als ein

Einwegsystem zur kontinuierlichen Herstellung von Prozessmedien, insbesondere für die Chromatografie, Crossflow-Filtration, Fermentation und Zellkultivierung zu verwenden. Durch den Einsatz von Einwegtechnologien (auch für die anzuschließenden Behälter, sogenannte disposible bags) entfallen für den Anwender aufwendige Reinigungsschritte und die entsprechende Validierung sowie die damit verbundenen hohen

Anschaffungskosten. Weiterhin kann durch den Verzicht auf starre Edelstahlkomponenten die Produktionsraumplanung flexibler gestaltet werden. Durch die sterile Prozessführung wird das Kontaminationsrisiko durch hochkonfektionierte sterilisierte Mischsysteme gesenkt.

Die Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 11 dadurch gelöst, dass folgende Schritte durchgeführt werden:

a) Auslesen und Überprüfen der prozessrelevanten Daten der in dem oder den RFID- Tags gespeicherten Daten durch die Prozesssteuerung, b) Freigabe und Starten des Mischprozesses,

c) Überwachung der Mischungsparameter über die Sensorik und Regelung des

Mischungsverhältnisses durch die Prozesssteuerung über die Pumpen,

d) Freigabe der Lösung bei ausreichender Qualität oder

e) Ableitung der Lösung bei unzureichender Qualität über das Abzweigventil in eine Abzweigleitung.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mit hoher Sicherheit aus mindestens zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten ein definiert zusammengesetztes steriles Endfluid als Lösung erzeugt. Insbesondere weist das erfindungsgemäße Verfahren die bereits bei der Vorrichtung oben beschriebenen Merkmale und Vorteile auf.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei unzureichender Qualität der Lösung in einem Schritt f) die Lösung aus der Abzweigleitung über eine Rückleitung in den ersten Behälter für das flüssige erste Medium zurückgeführt. Dadurch ist es möglich, die bereits verworfene Lösung noch auf die gewünschte Qualität zu bringen.

Grundsätzlich ist es auch möglich, die Lösung aus der Abzweigleitung über eine

Rückleitung in einen zusätzlichen Behälter zurückzuführen, der ebenfalls mit dem vorkonfektionierten Mischsystem verbunden ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Figur 1 : eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Behälter und einer zwischen einem statischen Mischer und einem Sterilfilter angeordneten Sensorik,

Figur 2: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung entsprechend Figur 1 jedoch mit einem dritten Behälter für ein drittes Medium, Figur 3: eine schematische Darstellung entsprechend der Figur 2, bei der die Behälter jeweils einen RFID-Tag aufweisen,

Figur 4: eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung entsprechend

Figur 3, jedoch mit einem zweiten steuerbaren Abzweigventil und mit einer Rückleitung zum ersten Behälter, wobei das erste Abzweigventil zwischen einer Sensorik und einem Sterilfilter angeordnet ist,

Figur 5: eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung entsprechend

Figur 4, wobei die Sensorik und das Abzweigventil in Flussrichtung dem Sterilfilter nachgeordnet sind,

Figur 6: eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung entsprechend der von Figur 3 jedoch mit einem zwischen der Sensorik und dem Sterilfilter angeordneten Abzweigventil und

Figur 7: eine schematische Darstellung des Mischers, der Sensorik und des

Sterilfilters von Figur 1 als vorkonfektioniertes Mischsystem.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Eine Vorrichtung 1 zur Herstellung einer Lösung aus mindestens einem flüssigen ersten Medium und mindestens einem weiteren zweiten Medium besteht im Wesentlichen aus einem ersten Behälter 2, einem zweiten Behälter 3, einer ersten Pumpe 4, einer zweiten Pumpe 5, einer Prozesssteuerung 6 und einem vorkonfektionierten Mischsystem 7.

Der mit einem flüssigen ersten Medium gefüllte erste Behälter 2 ist mit der in

Flussrichtung vorgelagerten ersten Pumpe 4 verbunden. Entsprechend ist der zweite Behälter 3 mit der ihm in Flussrichtung vorgelagerten zweiten Pumpe 5 verbunden. Die Pumpen 4, 5 sind über Steuerleitungen 8 mit der Prozesssteuerung 6 verbunden.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 und 7 besteht das Mischsystem 7 aus einem statischen Mischer 9, einer dem Mischer 9 in Flussrichtung nachgelagerten Sensorik 10 und einem dem statischen Mischer 9 in Flussrichtung nachgelagerten Sterilfilter 11.

Der statische Mischer 9 weist eine Zuleitung 12 und eine Ableitung 13 auf. Die

Sensorik 10 ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 und 7, sowie den Ausführungsbeispiel von Figur 3 zwischen dem statischen Mischer 9 und dem

Sterilfilter 11 angeordnet. Die Sensorik 10 kann dabei einen oder mehrere nicht dargestellte Sensoren aufweisen. Mit der Sensorik 10 können einzelne Parameter bestimmt werden. Beispielsweise kann durch die Sensorik 10 die Leitfähigkeit oder der pH-Wert bestimmt werden. Auch kann ein Drucksensor oder ein Volumensensor vorgesehen werden. Die Sensorik 10 ist über eine Signalleitung 14 mit der

Prozesssteuerung 6 verbunden.

Der Sterilfilter 11 weist einen RFID-Tag 15 mit einem nicht dargestellten Speicher auf, der von der Prozessteuerung 6 auslesbar ist. In dem Speicher des RFI D-Tags 15 sind prozessrelevante Daten (Identität des Filters, Freigabestatus, Kompatibilität mit

Pufferlösungen und Prüfdaten) abgelegt und können drahtlos von der Prozesssteuerung 6 ausgelesen werden. Das Mischsystem 7 weist an seinen Anschlussenden bekannte Sterilkonnektoren 16 zum sterilen Verbinden auf. Das Mischsystem 7 weist zum Ableiten verworfener Lösung ein Abzweigventil 17 auf, das über eine weitere Steuerleitung 18 mit der Prozesssteuerung 6 verbunden ist und von der Prozesssteuerung 6 gesteuert wird.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 6 sind neben dem ersten Behälter 2 und dem zweiten Behältern 3 noch ein dritter Behälter 19 für ein drittes Medium vorgesehen. Entsprechend ist dem dritten Behälter 19 in Flussrichtung eine dritte Pumpe 20 vorgelagert.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 entspricht das Mischsystem 7' dem

Mischsystem 7 des Ausführungsbeispiels der Figur 2. Die Behälter 2", 3" und 19" weisen RFID-Tags 21 auf, die ebenfalls von der Prozesssteuerung 6 auslesbar sind.

In den RFID-Tags 21 sind auf die Behälter 2", 3", 19" bezogene weitere prozessrelevante Daten gespeichert. Insbesondere ist es möglich, die Behälter zu identifizieren und deren Inhalt auf Kompatibilität und Freigabe zu prüfen. Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 weist die Vorrichtung 1 "' eine Rückleitung 22 auf, die die Abzweigleitung 23 des Abzweigventils 17 über ein zweites Abzweigventil 24 mit dem Behälter 2"' verbindet. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist das Abzweigventil 17 zwischen der Sensorik 10 und dem Sterilfilter 11 angeordnet.

Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 "" von Figur 5 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von Figur 4, jedoch ist die Sensorik 10 dem Sterilfilter 11 in

Flussrichtung nachgelagert angeordnet. Entsprechend ist das Abzweigventil 17 der Sensorik 10 in Flussrichtung nachgelagert.

Schließlich entspricht das Ausführungsbeispiel der Figur 6 im Wesentlichen dem

Ausführungsbeispiel der Figur 3, jedoch ist das Abzweigventil 17 zwischen der

Sensorik 10 und dem Sterilfilter 11 angeordnet.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 bilden der statische Mischer 9, die Sensorik 10 und der Sterilfilter 11 , der den RFID-Tag 15 aufweist, zusammen mit den Sterilkonnektoren 6 als Anschlüsse zur Verbindung mit den Behältern 2, 3 oder mit den den Behältern 2, 3 zugeordneten Pumpen 4, 5 das vorkonfektionierte Mischsystem 7.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.

Bezugszeichenliste

1 , V, 1 ", 1 '" , 1 "" Vorrichtung

2, 2", 2"' erster Behälter

3, 3" zweiter Behälter

4 erste Pumpe

5 zweite Pumpe

6 Prozesssteuerung

7, 7' Mischsystem

8 Steuerleitungen

9 statischer Mischer von 7

10 Sensorik von 7

11 Sterilfilter von 7

12 Zuleitung von 9

13 Ableitung

14 Signalleitung von 10

15 RFI D-Tag von 11

16 Sterilkonnektor

17 Abzweigventil

18 Steuerleitung

19, 19" dritter Behälter

20 dritte Pumpe

21 RFI D-Tag von 2", 3", 20

22 Rückleitung

23 Abzweigleitung von 17

24 zweites Abzweigventil