Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung welche kontaktlos Energie benötigende Bauteile eines Bioreaktors mit Energie versorgt. Eine derartige Vorrichtung wird insbesondere bei Einweg-, Misch- und Bioreaktoren in der pharmazeutischen, chemischen, biotechnologischen oder Lebensmittelindustrie eingesetzt.The invention relates to a device which contactlessly supplies energy-requiring components of a bioreactor with energy. Such a device is used in particular in disposable, mixing and bioreactors in the pharmaceutical, chemical, biotechnology or food industry.
Die Wahrung von Sterilität ist für die von der pharmazeutischen, chemischen, biotechnologischen oder Lebensmittelindustrie verwendeten Einweg-, Misch- und Bioreaktoren ein wichtiges Merkmal, um eine sichere Produktion oder Forschungsarbeit zu betreiben.Maintaining sterility is an important feature for safe production or research for the disposable, mixing and bioreactors used by the pharmaceutical, chemical, biotechnology or food industries.
Aus der
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher Energie benötigende Bioreaktorbauteile unter Wahrung von Sterilität sicher und zuverlässig mit elektrischer Energie versorgt werden.The invention is therefore based on the object to provide a device with which energy-requiring bioreactor components are supplied with the maintenance of sterility safe and reliable with electrical energy.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung überträgt kontaktlos elektrische Energie für ein oder mehrere Bioreaktorbauteile. Durch eine Überträgerkomponente wird an eine Empfängerkomponente induktiv Energie zugeführt. Die Überträgerkomponente ist außerhalb des Bioreaktors platziert. Eine stationäre Platzierung ist möglich. Durch die induktive Energieübertragung auf die Empfängerkomponente, ist es ohne Verkabelungen möglich Bioreaktorbauteile mit Energie zu versorgen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn hohe Luftfeuchtigkeit oder eine saure Umgebungsluft vorherrschen. Bei der kontaktlosen Übertragung stehen sich die Überträger- und Empfängerkomponente bevorzugt axial gegenüber und sind in einem definiertem Abstand zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt beträgt dieser Abstand zwischen 0 mm und 5 mm. Die Übertragung ist dabei unabhängig von der axialen Winkelstellung der Komponenten untereinander. Idealerweise verhalten sich übertragene Signale so, als ob eine direkte elektrische Verbindung von der Quelle bis zur Last bestehen würde.The object is achieved by a device according to claim 1. The device according to the invention transfers contactless electrical energy for one or more bioreactor components. Through a transmitter component, energy is inductively supplied to a receiver component. The transmitter component is placed outside the bioreactor. A stationary placement is possible. Due to the inductive energy transfer to the receiver component, it is possible without cabling to supply bioreactor components with energy. This is particularly advantageous when high humidity or sour ambient air prevail. In the contactless transmission, the transmitter and receiver components are preferably axially opposite and are arranged at a defined distance from each other. This distance is particularly preferably between 0 mm and 5 mm. The transmission is independent of the axial angular position of the components with each other. Ideally, transmitted signals behave as if there were a direct electrical connection from the source to the load.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das mindestens eine Bauteil innerhalb des Bioreaktors angeordnet ist. Somit befindet sich die Empfängerkomponente, welche das mindestens eine Bauteil mit elektrischer Energie versorgt vorzugsweise auch innerhalb des Bioreaktors.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one component is arranged within the bioreactor. Thus, the receiver component which supplies the at least one component with electrical energy is preferably also inside the bioreactor.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bioreaktor aus flexiblem Kunststoff. ausgebildet ist. Derartige Einweg-Bioreaktoren müssen kostengünstig realisierbar sein. Die Überträgerkomponente kann stationär und wieder verwendbar sein. Somit muss lediglich die Empfängerkomponente nach einer Benutzung verworfen werden. Zusätzlich ist eine Realisierung von drahtloser induktiver Stromversorgung durch eine flexible Kunststoffwand hindurch einfach zu realisieren. Der Wirkungsgrad kann somit hoch gehalten werden und es kommt zu geringen Verlusten.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the bioreactor is made of flexible plastic. is trained. such Disposable bioreactors must be cost-effective to implement. The transmitter component may be stationary and reusable. Thus, only the receiver component needs to be discarded after use. In addition, implementation of wireless inductive power supply through a flexible plastic wall is easy to implement. The efficiency can thus be kept high and it comes to low losses.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Bauteil eine Sensorvorrichtung, ein Antrieb für einen Mischerschaft, ein Ventilsystem, ein Port-System, eine Begasungseinrichtung oder ein anderes Bauteil, welches Energie benötigt. Das Bauteil weist die Empfängerkomponente auf, welche beispielsweise direkt in das Bauteil integrierbar ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one component is a sensor device, a drive for a mixer shaft, a valve system, a port system, a gassing device or another component which requires energy. The component has the receiver component, which, for example, can be integrated directly into the component.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Mischerschaft in Rotation versetzbar. Es ist aber beispielsweise auch eine lineare Auf- und Abbewegung vorstellbar.In an advantageous embodiment of the invention, the mixer shaft is set in rotation. But it is also conceivable, for example, a linear up and down movement.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Empfängerkomponente durch Strahlung unter Erhalt ihrer Funktionsfähigkeit sterilisierbar. Somit ist beispielsweise die für Einweg-Bioreaktoren übliche Gammastrahlung anwendbar. Ebenso ist eine Sterilisation mittels ionisierender Strahlung, UV-C-, Beta- oder Elektronenstrahlung realisierbar.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, the receptor component can be sterilized by radiation while retaining its functionality. Thus, for example, the usual for disposable bioreactors gamma radiation is applicable. Likewise, sterilization by means of ionizing radiation, UV-C, beta or electron radiation can be realized.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Übertragungskomponente eine Induktionsspule und die Empfängerkomponente eine induzierte Spule. Die Induktionsspule wird hierbei mit Strom gespeist und erzeugt ein Magnetfeld.According to a further preferred embodiment, the transmission component is an induction coil and the receiver component is an induced coil. The induction coil is in this case fed with electricity and generates a magnetic field.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, weist die Empfängerkomponente mindestens einen Akkumulator auf, welcher die durch die Übertragungskomponente zugeführte elektrische Energie speichert und an einen Motor zum An- oder Betrieb des oder der Bioreaktorbauteil(e) abgibt. Somit können beispielsweise bestimmte Bioreaktorbauteile innerhalb des Bioreaktors bereits mit Energie versorgt sein, und es ist nicht nötig, dass der Empfänger des Bioreaktors eine Übertragungskomponente erwirbt.According to a further particularly advantageous embodiment of the invention, the receiver component has at least one accumulator which stores the electrical energy supplied by the transmission component and delivers it to a motor for starting or operating the bioreactor component (e). Thus, for example, certain bioreactor components within the bioreactor may already be powered, and it is not necessary for the receiver of the bioreactor to acquire a transmission component.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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