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Dosiersystem und Verfahren zum Dosieren eines Mediums

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem mit einer Dosiersteuerung, mindestens einem ein zu dosierendes Medium enthaltenden austauschbaren Behälter und einem mit dem Behälter verbindbaren Dosierventil.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Dosieren eines in einem austauschbaren Behälter eines Dosiersystems angeordneten Mediums, das von einer Dosiersteuerung gesteuert über ein mit dem Behälter verbundenes Dosierventil einem Dosierbehälter zugeführt wird.

Dosiersysteme können austauschbare Systemkomponenten, wie Behälter (z.B. Bags) mit einem zu dosierenden Medium und mit den Behältern zu verbindenden Ventile aufweisen.

Derartige Dosiersysteme finden zum Mischen von Farben, Duftstoffen, Lebensmitteln, pharmazeutischen und biotechnologischen Erzeugnissen ihre Anwendung.

BESTÄTIGUNGSKOPFE

- l - Aus der US 2008/0173668 Al ist ein Dosiersystem mit einer Steuer- und Regeleinheit bzw. Dosiersteuerung und ein Verfahren bekannt, das mindestens einen ein zu dosierendes Medium enthaltenden austauschbaren Behälter und ein mit dem Behälter verbindbares Dosierventil umfasst. Sowohl der Behälter als auch das Dosierventil weisen eine von einer Kommunikationseinheit lesbare Codierung zur Identifikation auf. Dabei kann mindestens ein Eigenschaftsmerkmal oder Zustandsmerkmal in der Steuer- und Regeleinheit oder in einer separaten Recheneinheit mit wenigstens einem Schwellwert verglichen und ggf. der Dosiervorgang unterbrochen werden.

Nachteilig dabei ist, dass bei dem bekannten System die Dosiermenge und -zeit bzw. das zu dosierende Volumen relativ aufwendig über zu ermittelnde Fließparameter bestimmt und geregelt wird. Weiterhin nachteilig ist, dass bei einer Vielzahl von austauschbaren Systemkomponenten deren Codierungen über eine gemeinsame Leseverbindung zur Kommunikationseinheit ausgelesen werden, was zu Fehlern führen kann.

Aus der US 7 052 603 B2 ist ein Dosiersystem bekannt, bei dem mehrere ein zu dosierendes Medium enthaltende Behälter, die als austauschbare Einwegbeutel ausgebildet sind, über ein Schlauchsystem zusammengeschaltet und über eine Pumpe mit einem Zielbehälter verbunden sind. Dabei ist jeden der Einwegbeutel ein eigenes Dosierventil nachgeschaltet. Die Dosierventile und die Pumpe werden von einer Dosiersteuerung gesteuert . Nachteilig dabei ist, dass nicht sichergestellt werden kann, dass beim Austausch eines Einwegbeutels jeweils der richtige und vorgesehene Behälter angeschlossen wird.

Auch aus der DE 602 17 201 D2 ist ein Dosiersystem mit einer Dosiersteuerung bekannt, wobei mehrere austauschbare Behälter bzw. Einwegbeutel über ein Schlauchsystem mit einem Zielbehälter, beispielsweise einer Spritze, die gleichzeitig eine steuerbare Pumpe bildet, zu verbinden. Als Ventile werden dabei Schlauch- bzw. Klemmventile benutzt, die von einer Dosiersteuerung gesteuert werden.

Auch dieses Dosiersystem weist die oben beschriebenen Nachteile auf.

Aus der EP 1 950 538 A2 ist ein Dosiersystem zur Dosierung von Farbkomponenten bekannt. Die einzelnen Farbkomponenten werden jeweils aus einem Vorratsbehälter einem fest installierten und mit einer Waage verbunden (Zwischen-) Behälter zugeführt. Mit Hilfe von Druckluft werden die Farbkomponenten aus ihren Behältern jeweils über eine Ausgangsleitung und einem mit der Ausgangsleitung verbundenen Dosierventil einem gemeinsamen Zielbehälter zugeführt, dessen Gewicht ebenfalls über eine Waage kontrollierbar ist.

Nachteilig dabei ist, dass bei Austausch der Vorratsbehälter eine Verwechselung nicht ausgeschlossen werden kann. Weiterhin nachteilig ist, das zusätzliche fest installierte (Zwischen-) Behälter notwendig sind, die als Wägebehälter jeweils mit einer Waage verbunden sind. Weiterhin ist aus der WO 00/42969 Al eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung der Qualität und zur Identifikation von in einem Behälter, vorzugsweise einem Kunststoffbeutel, aufbewahrten flüssigen Medium, bekannt. Ein beuteiförmiger Behälter zur Aufbewahrung von Blut, Blutplasma, Injektionslösungen oder dergleichen weist eine mit dem Behälterinneren in Berührung stehende Tasche auf, in der Sensoren für Temperaturmessungen angeordnet sind. In dieser Tasche ist zudem eine integrierte Schaltung vorgesehen, auf der eine Prozessoreinheit angeordnet ist, die mit den Sensoren verbunden ist. Über eine Kommunikationsschnittstelle ist eine Verbindung zu einem Rechner vorgesehen.

Nachteilig dabei ist, dass zwar die korrekte Lagerung des in dem Behälter befindlichen Mediums kontrolliert werden kann, nicht aber die weitere Verwendung des Behälters innerhalb eines Dosiersystems.

Aus der US 7 259 675 B2 ist ein Prozessgeräte- Überwachungssystem bekannt, bei dem einzelne Prozessgeräte bzw. Systemkomponenten, zum Beispiel eine Pumpe, die über eine Leitung mit einem Behälter verbunden ist, und ein Ventil, das über eine zweite Leitung ebenfalls mit dem Behälter verbunden ist, jeweils einen Transponder bzw. einen RFID-tag mit einer auslesbaren Codierung aufweisen. Die Codierungen lassen sich dabei mit einem separaten, manuell zu bedienenden Lesegerät auslesen und in einer Datenbank speichern. Nachteilig dabei ist, dass sich dabei zwar überprüfen lasst, ob die zulassigen und vorgesehenen Systemkomponenten vorhanden sind, dass sich aber nicht überprüfen lasst, ob sie an der vorgesehenen Stelle angeordnet sind, da das Lesegerat von Hand an die Transponder herangeführt werden muss. Insbesondere lasst sich mit der bekannten Vorrichtung bei mehr als zwei Systemkomponenten mit Transponder die korrekte Zuordnung nicht mehr feststellen und manuelle Bedienfehler können nicht ausgeschlossen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Dosiersysteme und Verfahren zum Dosieren so zu verbessern, dass sichergestellt wird, dass nur zulassige und für den Dosiervorgang vorgesehene Systemkomponenten miteinander verbunden werden. Insbesondere soll die Sicherheit der Kommunikation mit den Systemkomponenten erhöht werden und die Sicherheit gegenüber der Umwelt.

Die das Dosiersystem betreffende Aufgabe wird gelost durch ein Dosiersystem mit einer Dosiersteuerung, mindestens einem ein zu dosierendes Medium enthaltenden austauschbaren Behalter und einem mit dem Behalter verbindbaren Dosierventil, wobei mindestens ein mit dem Medium in Berührung kommender Teil des Dosierventils als eine austauschbare Systemkomponente ausgebildet ist und eine maschinenlesbare Codierung zur Identifikation aufweist, wobei der mindestens eine Behalter als austauschbare Systemkomponente eine maschinenlesbare Codierung zur Identifikation aufweist, wobei die mit Medium in Berührung kommenden austauschbaren Teile als Einwegteile ausgebildet sind, und wobei die Dosiersteuerung mit einer Kommunikationseinheit zum Lesen der Codierungen verbunden ist, und wobei die Kommunikationseinheit zu jeder austauschbaren Systemkomponente oder deren Codierung eine eigene Leseverbindung aufweist.

Dadurch, dass der mit dem Medium in Berührung kommende Teil des Dosierventils als eine austauschbare Systemkomponente ausgebildet ist und eine maschinenlesbare Codierung zur Identifikation aufweist, kann der Behälter als weitere austauschbare Systemkomponente, die ebenfalls eine maschinenlesbare Codierung zur Identifikation aufweist von der Dosiersteuerung mit Hilfe einer Kommunikationseinheit ausgelesen und die Zulässigkeit der verwendeten austauschbaren Systemkomponenten überprüft werden.

Damit kann zuverlässig verhindert werden, dass ungeeignete nicht vorgesehene Systemkomponenten verwendet werden. Damit kann z.B. auch sichergestellt werden, dass Dosierventile zum Erhalt der Sortenreinheit immer nur für einen Flüssigkeitstyp bzw. ein Medium verwendet werden.

Durch die eigene Leseverbindung der Kommunikationseinheit zu jeder austauschbaren Systemkomponente bzw. deren Codierung wird die Sicherheit der Kommunikation erhöht. Die Leseverbindung kann dabei insbesondere durch eine der Codierung bzw. Systemkomponente zugeordnete benachbarte Leseeinrichtung oder Antenne hergestellt werden. Dadurch wird vor allem bei mehr als zwei austauschbaren Systemkomponenten mit Codierungen eine zuverlässige Zuordnung der Systemkomponenten und ihren Codierungen durch die Kommunikationseinheit erreicht. Durch die Ausbildung der austauschbaren Teile als Einwegteile ist es möglich, diese zu sterilisieren und in sterilen Verpackungen anzuliefern. Zudem erübrigt sich eine Reinigung der Einwegteile und außerdem kann eine Kontamination der Umwelt mit dem Medium besser vermieden werden.

Die das Dosiersystem betreffende Aufgabe wird weiterhin gelöst, durch ein Dosiersystem mit einer Dosiersteuerung, mindestens einem ein zu dosierendes Medium enthaltenden austauschbaren Behälter und einem mit dem Behälter verbindbaren Dosierventil, wobei eine Mehrzahl von Behältern als austauschbare Systemkomponenten vorgesehen sind, die mit dem ihnen zugeordneten mit dem Medium in Berührung kommenden Teil des Dosierventils fest verbunden sind, wobei die Behälter oder die mit dem Medium in Berührung kommenden Teile der Dosierventile jeweils eine maschinenlesbare Codierung zur Identifikation aufweisen, wobei die mit Medium in Berührung kommenden austauschbaren Teile als Einwegteile ausgebildet sind, und wobei die Dosiersteuerung mit einer Kommunikationseinheit zum Lesen der Codierungen verbunden ist, und wobei die Kommunikationseinheit zu jeder austauschbaren Systemkomponente oder deren Codierung eine eigene Leseverbindung aufweist.

Wenn die mit dem Medium in Berührung kommenden Teile mit ihren Behältern fest verbunden sind, reicht jeweils eine Codierung zur Identifizierung von Behälter und Ventil. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Pumpe vorgesehen, bei der mindestens das mit dem zu fördernden Medium in Kontakt kommende Teil als austauschbare Systemkomponente ausgebildet ist und eine maschinenlesbare Codierung aufweist.

Damit lässt sich eine Pumpe bzw. der mit dem zu fördernden Medium in Kontakt kommende Teil als weitere austauschbares Systemkomponente in das Dosiersystem integrieren und ebenfalls von der Dosiersteuerung auf die Zulässigkeit seiner Verwendung überprüft werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht die Dosiersteuerung mit einem

Systemkomponentenspeicher in Verbindung in dem mindestens die Codierungen der austauschbaren Systemkomponenten hinterlegbar sind. Durch die Hinterlegung der Codierungen in einem beispielsweise der Dosiersteuerung zugeordneten Systemkomponentenspeicher stehen die Codierungen bzw. Identifikationsdaten für Dokumentationszwecke auch nach dem Austausch von Systemkomponenten noch zur Verfügung.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in dem Systemkomponentenspeicher auch Dosierinformationen hinterlegbar, die der Dosiersteuerung zur Steuerung des Dosierprozesses dienen können.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Codierung als ein Strichcode eines Etikettes ausgebildet. Die Codierung kann aber auch als ein in einem Identifikationsspeicher abgelegter Identifikationscode ausgebildet sein. Die Verwendung eines

Identifikationsspeichers hat den Vorteil, dass der die Codierung aufweisende Identifikationsspeicher über die Kommunikationseinheit nicht nur auslesbar sondern auch beschreibbar ist. Dadurch lassen sich in den

Identifikationsspeicher auch Sperrvermerke einschreiben, die eine wiederholte unzulässige Verwendung verhindern können.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Identifikationsspeicher als ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) oder ein Transponder bzw. ein RFID (Radio Frequency Identification) -System ausgebildet .

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Dosierventil aus einem in ein Schlauchsystem integrierbaren separaten Ventilteil zum Einmalgebrauch und aus einem wiederverwendbaren von der Dosiersteuerung steuerbaren Stellantrieb. Das Dosierventil kann dabei als ein Klemmventil, Klappenventil, Schieberventil oder ein Membranventil ausgebildet sein.

Das Dosierventil kann aber auch als ein Magnetventil, das beispielsweise kontaktlos über eine das Magnetventil umschließende Magnetspule geschaltet wird, ausgebildet sein. Dabei kann die Magnetspule gleichzeitig als Antenne eines Transponderlesegerätes genutzt werden. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht auch die Pumpe aus einem in ein Schlauchsystem integrierbaren separaten Pumpenteil zum Einmalgebrauch und aus einem wiederverwendbaren von der Dosiersteuerung steuerbaren Antrieb.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Pumpe einen auswechselbaren Schlauch einer Schlauchpumpe oder einen auswechselbaren Pumpenkopf einer Kreisel- oder Druckkolbenpumpe oder einer Membranpumpe als separates Pumpenteil auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine das Gewicht des Behälters kontrollierende Waage als Dosiersensor vorgesehen. Es ist aber auch möglich zusätzlich oder stattdessen einen das zu dosierende Medium aufnehmenden Zielbehälter an oder auf einer Waage anzuordnen, die einen Dosiersensor bildet.

Dies hat den Vorteil, dass Restmengen in einem dem Behälter nachgeordneten Zuleitungs- bzw. Schlauchsystem nicht das Messergebnis verfälschen können.

Die Aufgabe bzgl. des Verfahrens wird gelöst durch ein Verfahren zum Dosieren eines in einem austauschbaren Behälter eines Dosiersystems angeordneten Mediums, das von einer Dosiersteuerung gesteuert über ein mit dem Behälter verbundenes Dosierventil einem Zielbehälter zugeführt wird, wobei vor Beginn des Dosiervorganges maschinenlesbare Codierungen, die an austauschbaren mit dem Medium in Berührung kommenden und als Einwegteile ausgebildeten Systemkomponenten angeordnet sind, von einer Kommunikationseinheit über jeweils eigene Leseverbindungen ausgelesen und von der mit der Kommunikationseinheit in Verbindung stehenden Dosiersteuerung die Zulässigkeit der Verwendung der die Codierungen aufweisenden Systemkomponenten überprüft wird.

Damit kann zuverlässig verhindert werden, dass ungeeignete nicht vorgesehene Systemkomponenten verwendet werden. Damit kann z.B. auch sichergestellt werden, dass Dosierventile zum Erhalt der Sortenreinheit immer nur für einen Flüssigkeitstyp bzw. ein Medium verwendet werden. Bei falschen bzw. unzulässigen Systemkomponenten kann der Dosiervorgang abgebrochen bzw. gesperrt und das Ereignis abgespeichert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zur Überprüfung der Zulässigkeit der Verwendung von Systemkomponenten (zum Beispiel Einmalgebrauch, richtige Zuordnung von Dosierventil und Komponenten, richtige Komponente) , deren Codierungen von der Dosiersteuerung mit in einem Systemkomponentenspeicher und/oder einem Identifikationsspeicher der Systemkomponenten und/oder in einer Datenbank abgelegten Daten verglichen.

Bei unzulässigen Systemkomponenten wird der Dosiervorgang abgebrochen bzw. gesperrt. Dabei kann mindestens in dem den unzulässigen Systemkomponenten zugeordneten Speicher ein Sperrvermerk eingeschrieben werden. Durch den Sperrvermerk wird sichergestellt, dass die unzulässigen Systemkomponenten nicht erneut verwendet werden.

- Ii - Die Identifikationsdaten des Behälters können in dem Systemkomponentenspeicher und/oder Identifikationsspeicher des mit dem Behälter verbundenen Dosierventils und/oder in einer Datenbank abgelegt werden

Dosierinformationen über den Dosiervorgang können insbesondere zur Dokumentation in dem

Systemkomponentenspeicher und/oder Identifikationsspeicher und/oder einer Datenbank abgelegt werden. Dadurch wird eine Rückverfolgbarkeit des Dosierprozesses bis zum Hersteller ermöglicht .

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines Dosiersystems,

Figur 2: eine schematische Darstellung eines weiteren Dosiersystems,

Figur 3: eine schematische Darstellung eines Dosiersystems mit mehreren Behältern und

Figur 4: eine schematische Darstellung eines Dosiersystems mit mehreren Behältern, die an einem Lastarm einer gemeinsamen Waage angeordnet sind, Figur 5: eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufes vor Beginn des Dosiervorganges .

Figur 6: eine schematische Darstellung eines alternativen Verfahrensablaufes vor Beginn des Dosiervorganges und

Figur 7: eine schematische Darstellung eines weiteren alternativen Verfahrensablaufes vor Beginn des Dosiervorganges .

Ein Dosiersystem 1 besteht im Wesentlichen aus einem Behälter 2, einem Dosierventil 3, einer Dosiersteuerung 4 und einer Kommunikationseinheit 5.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist der Behälter 2 und das Dosierventil 3 jeweils einen Identifikationsspeicher 6 mit einer individuellen maschinenlesbaren Codierung zur Identifikation auf. Der Identifikationsspeicher 6 ist bevorzugt Teil eines Transponders, der von der Kommunikationseinheit 5 auslesbar und auch beschreibbar ist.

Der Behälter 2 ist in den Ausführungsbeispielen als ein flexibler Einwegbeutel ausgebildet, der das zu dosierende Medium enthält und eine austauschbare Systemkomponente bildet. Das Dosierventil 3 besteht aus einem mit dem Medium in Berührung kommenden separaten Ventilteil 7, das zum Einmalgebrauch ausgebildet ist und eine austauschbare Systemkomponente bildet, und aus einem wiederverwendbaren von der Dosiersteuerung 4 steuerbaren Stellantrieb 8.

Der Behälter 2 kann mit einer Waage 9 verbunden sein, die sein Gewicht ermittelt und als Dosiersensor arbeitet, welcher seine ermittelten Werte an die Dosiersteuerung 4 weitergibt.

Das Dosierventil 3' des Ausführungsbeispiels von Figur 2 ist als ein Magnetventil 10 ausgebildet, das den Identifikationsspeicher 6 trägt und die mit dem Medium in Berührung kommende austauschbare Systemkomponente bildet. Das Magnetventil 10 wird von einer Magnetspule 11 umschlossen, die kontaktlos das Magnetventil 10 schaltet und mit der Dosiersteuerung 4 in Verbindung steht.

Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 2, 3 und 4 weist die Kommunikationseinheit 5 den

Identifikationsspeichern 6 vorgelagerte Antennen 12 auf, die über Leitungen 13 jeweils mit der Kommunikationseinheit 5 verbunden sind.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 3 zeigt ein Dosiersystem 1' ' mit einer Mehrzahl (beispielsweise drei) von Behältern 2, beispielsweise drei Behälter 2, auf, die über ein Schlauchsystem 14 mit einem Zielbehälter 15 verbunden sind. Die Behälter 2 können jeweils an einer mit der Dosiersteuerung 4 in Verbindung stehenden Waage 9 angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ ist der Zielbehälter 15 auf einer Waagschale 16 einer Waage 17 angeordnet, die ebenfalls als Dosiersensor ausgebildet ist und mit der Dosiersteuerung 4 in Verbindung steht. Dem Zielbehälter 15 ist eine Pumpe 18 vorgelagert, die einen separaten Pumpenteil 19 zum Einmalgebrauch aufweist und als austauschbare Systemkomponente ebenfalls einen Identifikationsspeicher 6 aufweist, und aus einem wiederverwendbaren, von der Dosiersteuerung 4 steuerbaren Antrieb 20.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 4 zeigt ein Dosiersystem 1' ' ' mit einer Mehrzahl (beispielsweise drei) von Behältern 2, die an einem gemeinsamen Lastaufnehmer der Waage 9' angeordnet sind. Eine Dosierung muss dabei zeitlich sequentiell erfolgen.

Vor dem Start des Dosiervorganges werden entsprechend den Figuren 5,6 und 7 die Codierungen der Systemkomponenten 2, 7, 10, 19 sowie die entsprechenden Daten aus einem mit der Dosiersteuerung 4 verbundenen Systemkomponentenspeicher 21 ausgelesen.

Durch Vergleich der ausgelesenen Daten erfolgt eine Prüfung auf zulässige Verwendung, d.h. stimmen die Daten überein ist die Verwendung zulässig, stimmen die Daten nicht überein, ist die Verwendung unzulässig.

Bei einer unzulässigen Verwendung von Systemkomponenten 2, 7, 10, 19 erfolgt eine Sperrung bzw. Abbruch des Dosiervorganges. Weiter können ein Sperren der unzulässigen Systemkomponenten sowie ein Einschreiben eines Sperrvermerkes in den jeweiligen Identifikationsspeicher 6 erfolgen. Zusätzlich kann ein Sperrvermerk im Systemkomponentenspeicher 21 erfolgen.

Bei zulässiger Verwendung der Systemkomponenten 2, 7, 10, 19 erfolgt ein Auslesen von weiteren Informationen der den Systemkomponenten 2, 7, 10, 19 zugeordneten Speicher, also insbesondere des Identifikationsspeichers 6. Hierbei erfolgt eine Prüfung auf evtl. Sperr- oder Benutzungsvermerke. Soweit Sperr- oder Benutzungsvermerke vorhanden sind, erfolgt eine Sperrung des Dosiervorganges und ein Einschreiben weiterer Sperrvermerke. Soweit kein Sperr- oder Benutzungsvermerk vorhanden ist, wird der Start des eigentlichen Dosiervorganges freigegeben.

Bezugs zeichenliste

1, 1" Dosiersystem

2 Behälter

3, 3' Dosierventil

4 DosierSteuerung

5 Kommunikationseinheit

6 Identifikationsspeieher

7 separates Ventilteil von 3

8 Stellantrieb von 3

9, 9' Waage

10 Magnetventil von 3 ¹

11 Magnetspule von 3'

12 Antenne von 5

13 Leitung

14 Schlauchsystem

15 Zielbehälter

16 Waagschale

17 Waage

18 Pumpe

19 Pumpenteil von 18

20 Antrieb von 18

21 Systemkomponentenspeicher

22 LeseVerbindung