EP1119416B1 - Zentrifuge und verfahren zum betreiben der zentrifuge - Google Patents

Zentrifuge und verfahren zum betreiben der zentrifuge Download PDF

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EP1119416B1
EP1119416B1 EP99947433A EP99947433A EP1119416B1 EP 1119416 B1 EP1119416 B1 EP 1119416B1 EP 99947433 A EP99947433 A EP 99947433A EP 99947433 A EP99947433 A EP 99947433A EP 1119416 B1 EP1119416 B1 EP 1119416B1
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EP
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centrifuge
bag
wall
vessel
centrifuge according
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EP99947433A
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French (fr)
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EP1119416A1 (de
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Wilfried Mackel
Werner Kohlstette
Thomas Kleimann
Willi Niemerg
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GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
Westfalia Separator GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B04B11/05—Base discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/02—Casings; Lids

Definitions

  • the present invention relates to a centrifuge according to the preamble of claim 1 and a method for operating the centrifuge according to the preamble of claim 11.
  • the US 5,328,441 shows a centrifuge, the operation of which after centrifuging the Solids from the centrifuged material first drain the liquid from the centrifuge drum and then by means of a device specially designed for this purpose Solid is peeled out of the centrifuge drum. The solids are below the centrifuge drum in an undetectable way.
  • a generic centrifuge is known from DE-U-85 33 545.2, in this centrifuge solid particles are collected in a bag.
  • Another centrifuge of this type is known from DE 35 42 134 A1.
  • the invention aims to provide a To create a centrifuge and a method for operating the centrifuge, with which a Largely loss-free and particularly problem-free extraction of solids from a centrifugal material how blood can be achieved with an increased hygiene standard.
  • the invention achieves this goal in terms of the centrifuge through the subject of Claim 1 and in view of the method for operating the centrifuge through the object of claim 1.
  • a container for collecting a part of the the centrifuge delivered components, in particular the solid, provided, in the container uses a bag to hold the solids from the centrifuge drum
  • the bag needs one Filling or spinning process only removed together with its contents from the container to become. Loss of solids when emptying the container is avoided.
  • the interior of the bag is a pressure-equalizing hose and / or Pipeline connected to the space surrounding the bag, which is preferably in the Near the axis of rotation of the centrifuge drum, the interior of the bag opens into the room underneath the centrifuge drum the rotates due to the friction surfaces of the drum Air that surrounds the drum. This rotation creates due to the centrifugal forces a pressure increase from the inside (axis of rotation) to the outside. Since there is also space in the interior - So in the area of the axis of rotation - is connected to the ambient pressure overpressure on the outside of the inside of the bag, causing the bag to be "stretched” and pressed against the walls surrounding it, so that a particularly problem-free Filling the bag is possible.
  • the hose or pipeline is preferably from the interior of the bag into the intermediate space passed between the outer bag and the inner wall of the container. If the pressure in the container is now reduced when spinning, in order to start the spinning process Performing a vacuum is sufficient for the pressure drop created by the rotation of the drum to open the bag. The low pressure also makes sterile easier Handling the centrifuged material.
  • the hose or Provide the pipeline with a shut-off valve is closed to one Contact of the solids with the ambient air after increasing the pressure in the container to avoid a spin cycle.
  • Fig. 1 shows a centrifuge 1 with a housing 3, on which the drive unit 5 of a centrifuge drum 7 is arranged. Lines 9 allow the supply and discharge of one Centrifuged goods such as blood in the centrifuge drum 7, which in this into the components Liquid and solids should be separated.
  • the centrifuge drum 7 projects into a container arranged on the underside of the housing 3 11, which has a cylindrical container section closed at the bottom like a cup 13 which can be attached pressure-tight to an upper container end 15.
  • the Container closure 15 has a stepped ring 17 on the outer wall in the closed Condition of the container 11, the inner wall of the opening area of the cup-like Container section 13 abuts, between the stepped ring 17 and the lower Container section 13, a sealing ring 19 is arranged.
  • the container closure 15 will completed by a sealing ring 21 lying inside the ring 17 with an inflatable one Sealing chamber 23, which is in the inflated state on the inner wall of the stepped Ring 17 creates and by an insert ring lying on the inner wall of the sealing ring 21 25 for the separator drum 7, the one lower cylindrical portion 25a, one adjoining this upwards, tapering section 25b and one includes upper cylindrical portion 25c, which on top of the lower wall 3a of the Housing 3 abuts, which covers the container 11 upwards.
  • the space enclosed by the lower and upper container sections 13, 15 can be assisted a pump (not shown here) can be evacuated, so that the actual spinning process can take place under negative pressure.
  • the lower container section 13 is first used a suitable lifting device (not shown here) is lowered (see FIG. 2) wherein the plastic tube 33 is pulled down from the receiving space 35. Then the plastic hose 33 below the jacket 27 and above the container section 13 compressed and in two closely adjacent areas, for example welded like a line (arrows a and b), so that a lower end for one upper plastic bag a and an upper end for a lower bag 37b formed becomes. The two bags 37a and 37b are now separated from each other in the area of arrow c Cut. Further, after the lower bag 37b is taken out of the lower container section 13 the lower container section is raised and pressure-tight over the Ring 17 out.
  • a suitable lifting device not shown here
  • the centrifuge drum protruding into the upper bag opening during its Rotation creates a pressure drop inside the bag. Because the interior of the bag 37a, in which the centrifuge drum rotates, near the axis of rotation of the drum by means of a hose and pipe 39 with the space 41 between the outer wall of the bag and the inner wall of the container 11 is connected, the bag is enclosed Rotations of the drum against the surrounding walls. The solid therefore arrives during the spin into the bag without any problems. Damage to the bag are safely avoided.
  • the hose and pipeline 39 can be equipped with a shut-off valve 43 be provided to seal the solids in the bag 37 against the ambient air.
  • the hose and pipe run from the inner wall of the conical Section 25b of the insert ring 25 through the housing 3, then by a below the housing 3 ring 45 and by engaging in the ring 45 Ring 17 to space 41.

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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben der Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 11.
Die US 5,328,441 zeigt eine Zentrifuge, bei deren Betreiben nach dem Abschleudern der Feststoffe aus dem Schleudergut zunächst die Flüssigkeit aus der Zentrifugentrommel abgelassen und anschließend mittels einer speziell zu diesem Zweck ausgelegten Einrichtung der Feststoff aus der Zentrifugentrommel herausgeschält wird. Die Feststoffe werden unterhalb der Zentrifugentrommel in nicht erkennbarer Weise aufgefangen.
Wird eine Zentrifuge der vorstehend beschriebenen Art im pharmazeutischen Bereich, beispielsweise zur Gewinnung von Feststoffen aus Humanblut und/oder zur Insulinherstellung eingesetzt, ergibt sich das Problem einer möglichst hygienischen bzw. möglichst sterilen Handhabung der von der Zentrifugentrommel abgegebenen Feststoffe. Zwar ist es möglich, die Feststoffe "manuell" aus der Zentrifuge bzw. aus einem unterhalb der Zentrifuge angeordneten Behälter zu entnehmen. Eine derartige Handhabung erscheint allerdings in Hinsicht auf die in neuerer Zeit immer weiter verschärften Hygieneanforderungen als problematisch. Darüber hinaus besteht das Problem, daß bei einer manuellen Handhabung des Feststoffaustrages mit Verlusten zu rechnen ist, was die Ausbeute der Feststoffgewinnung herabsetzt. Gerade bei der Gewinnung von Feststoffen aus Blut ist das Interesse an einer möglichst verlustfreien Feststoffgewinnung aber besonders hoch.
Eine gattungsgemäße Zentrifuge ist aus der DE-U-85 33 545.2 bekannt, bei dieser Zentrifuge werden Feststoffpartikel in einem Beutel aufgefangen. Eine weitere Zentrifuge dieser Art ist aus der DE 35 42 134 A1 bekannt.
Die Erfindung zielt daher gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik darauf ab, eine Zentrifuge sowie ein Verfahren zum Betreiben der Zentrifuge zu schaffen, mit welchen eine weitgehend verlustfreie und besonders problemlose Feststoffgewinnung aus einem Schleudergut wie Blut bei einem erhöhten Hygienestandard realisierbar ist.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel in Hinblick auf die Zentrifuge durch den Gegenstand des Anspruches 1 und in Hinblick auf das Verfahren zum Betreiben der Zentrifuge durch den Gegenstand des Anspruches 1.
Bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist ein Behältnis zum Auffangen eines Teiles der von der Zentrifuge abgegebenen Bestandteile, insbesondere des Feststoffes, vorgesehen, wobei in das Behältnis ein Beutel zur Aufnahme der von der Zentrifugentrommel Feststoffe eingesetzt ist Durch das Auffangen der Feststoffe in dem in das Behältnis eingesetzten Beutel ist eine weitgehend sterile Handhabung der Feststoffe möglich, denn der Beutel braucht nach einem Füll- bzw. Schleudervorgang lediglich mitsamt seinem Inhalt aus dem Behältnis genommen zu werden. Feststoffverluste beim Entleeren des Behältnisses werden vermieden.
Ferner ist der Innenraum des Beutels über eine druckausgleichende Schlauch- und/oder Rohrleitung mit dem den Beutel umgebenden Raum verbunden, welche vorzugsweise in der Nähe der Rotationsachse der Zentrifugentrommel in das Beutelinnere mündet In dem Raum unterhalb der Zentrifugentrommel rotiert aufgrund der Reibflächen der Trommel auch die Luft mit, welche die Trommel umgibt. Diese Drehung erzeugt aufgrund der Zentrifugalkräfte einen Druckanstieg von innen (Drehachse) nach außen. Da zudem der Raum in inneren Bereich - also im Bereich der Rotationsachse - an den Umgebungsdruck angeschlossen ist, tritt im Außenbereich des Inneren des Beutels ein Überdruck auf Dadurch wird der Beutel "aufgespannt" und an die ihn umgebenden Wandungen gedrückt, so daß ein besonders problemloses Befüllen des Beutels möglich ist.
Vorzugsweise ist die Schlauch- oder Rohrleitung vom Innenraum des Beutels in den Zwischenraum zwischen dem Beuteläußeren und der Innenwandung des Behältnisses geführt. Wird jetzt im Behälter beim Schleudern der Druck abgesenkt, um den Schleudervorgang im Vakuum durchzuführen, reicht das durch die Rotation der Trommel erzeugte Druckgefälle dazu aus, den Beutel aufzuspannen. Der niedrige Druck erleichtert darüber hinaus die sterile Handhabung des Schleudergutes.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schlauch-oder Rohrleitung mit einem Absperrventil versehen. Das Ventil wird geschlossen, um einen Kontakt der Feststoffe mit der Umgebungsluft beim Erhöhen des Druckes im Behälter nach einem Schleudervorgang zu vermeiden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1
eine schematische, teilgeschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Zentrifuge; und
Fig. 2
eine teilgeschnittene Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Zentrifuge in gegenüber Fig. 1 veränderter Betriebsstellung beim Verschweißen eines mit Feststoff gefüllten Beutels.
Fig. 1 zeigt eine Zentrifuge 1 mit einem Gehäuse 3, auf dem die Antriebseinheit 5 einer Zentrifugentrommel 7 angeordnet ist. Leitungen 9 ermöglichen die Zu- und Abfuhr eines Schleudergutes wie Blut in die Zentrifugentrommel 7, welches in dieser in die Bestandteile Flüssigkeit und Feststoffe getrennt werden soll.
Die Zentrifugentrommel 7 ragt in einen an der Unterseite des Gehäuses 3 angeordneten Behälter 11, welcher einen zylindrischen, nach unten becherartig abgeschlossenenBehälterabschnitt 13 aufweist, der druckdicht an einem oberen Behälterabschluß 15 anbringbar ist. Der Behälterabschluß 15 weist einen gestuften Ring 17 auf, an dessen Aussenwandung im geschlossenen Zustand des Behälters 11 die Innenwandung des Öffnungsbereiches des becherartigen Behälterabschnittes 13 anliegt, wobei zwischen dem gestuften Ring 17 und dem unteren Behälterabschnitt 13 ein Dichtring 19 angeordnet ist. Der Behälterabschluß 15 wird komplettiert durch einen innen zum Ring 17 liegenden Dichtring 21 mit einer aufpumpbaren Dichtkammer 23, die sich im aufgepumpten Zustand an die Innenwandung des gestuften Ringes 17 anlegt und durch einen an der Innenwandung des Dichtring 21 liegenden Einsatzring 25 für die Separatortrommel 7, der einen unteren zylindrischen Abschnitt 25a, einen sich daran nach oben anschließenden, sich konisch verjüngenden Abschnitt 25b und einen oberen zylindrischen Abschnitt 25c umfaßt, welcher oben an der unteren Wandung 3a des Gehäuses 3 anliegt, die den Behälter 11 nach oben abdeckt. Durch eine durch die untere Wandung des Gehäuses 3a geführte Rohrleitung 26 wird der Separatortrommel das Schleudergut hergestellt.
Der von den unteren und oberen Behälterabschnitten 13, 15 umschlossene Raum kann Mithilfe einer (hier nicht abgebildeten) Pumpe evakuiert werden, so daß der eigentliche Schleudervorgang unter Unterdruck erfolgen kann.
An dem unteren Teil der Innenwandung des gestuften Ringes 15 liegt ein sich bis nahe zum Boden des Behälterabschnittes 13 erstreckender zylindrischer Mantel 27 an, der imwesentlichen parallel zur Außenwandung des Behälterabschnittes 13 verläuft und mit einer Doppelwandung 27a, 27b ausgebildet ist, wobei zwischen den Wänden 27a und 27b ein von Spülflüssigkeit durchströmbarer Raum 29 ausgebildet wird, welche über eine Zuleitung 31 zugeführt und eine (hier nicht dargestellte) Ableitung abgeleitet werden kann.
Zwischen der Dichtkammer 23 und der Innenwandung des gestuften Ringes 17 sowie der sich daran nach unten hin anschließenden Innenwandung des Mantels 27 liegt ringsum ein folienartiger Kunststoffschlauch 33, der oberhalb des Dichtringes 21 in einem ringartigen Aufnahmeraum 35 liegt und von dort nach unten in den Behälterabschnitt 13 gezogen werden kann.
Vor dem Start eines Schleudervorganges wird zunächst der untere Behälterabschnitt 13 mittels einer dazu geeigneten (hier nicht dargestellten) Hebevorrichtung abgesenkt (siehe Fig. 2) wobei der Kunststoffschlauch 33 aus dem Aufnahmeraum 35 nach unten gezogen wird. Dann wird der Kunststoffschlauch 33 unterhalb des Mantels 27 und oberhalb des Behälterabschnittes 13 zusammengedrückt und in zwei eng nebeneinander liegenden Bereichen beispielsweise linienartig verschweißt (Pfeile a und b), so daß ein unterer Abschluß für einen oberen Kunststoffbeutel a und ein oberer Abschluß für einen unteren Beutel 37b gebildet wird. Die beiden Beutel 37a und 37b werden nun im Bereich des Pfeiles c voneinander getrennt. Nachdem ferner der untere Beutel 37b aus dem unteren Behälterabschnitt 13 herausgenommen wurde, wird der untere Behälterabschnitt angehoben und druckdicht über den Ring 17 geführt.
Nach dem Absenken des Druckes im Behälter 11 wird der eigentliche Schleudervorgang gestartet, wobei die in die obere Beutelöffnung ragende Zentrifugentrommel während ihrer Rotation für ein Druckgefälle im inneren des Beutels sorgt. Da der Innenraum des Beutels 37a, in dem die Zentrifugentrommel rotiert, nahe der Rotationsachse der Trommel zudem mittels einer Schlauch- und Rohrleitung 39 mit dem Zwischenraum 41 zwischen der Beutelaußenwand und der Innenwandung des Behältnisses 11 verbunden ist, legt sich der Beutel bei Drehungen der Trommel an die ihn umgebenden Wandungen. Der Feststoff gelangt daher während des Schleuderns völlig problemlos in das Beutelinnere. Beschädigungen des Beutels werden sicher vermieden. Nach dem Ablassen der Flüssigkeit und nach dem Entleeren der Trommel bzw. dann, wenn der Beutel genügend mit Feststoffen gefüllt ist, wird der Druck im Behälter erhöht und der untere Behälterabschnitt abgesenkt, woraufhin die Beutelwandungen verschweißt und durchtrennt werden, wonach ein neuer Schleuderzyklus gestartet werden kann. Mit Hilfe der Beutel 37 erfolgt die Feststoffgewinnung steril und mit sehr hoher Ausbeute.
Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Schlauch- und Rohrleitung 39 mit einem Absperrventil 43 versehen werden, um die Feststoffe im Beutel 37 gegen die Umgebungsluft abzuschließen. Nach Fig. 2 verläuft die Schlauch- und Rohrleitung von der Innenwandung des konischen Abschnittes 25b des Einsatzringes 25 durch das Gehäuse 3, daran anschließend durch einen unterhalb des Gehäuses 3 liegenden Ring 45 sowie durch den in den Ring 45 eingreifenden Ring 17 zum Zwischenraum 41.
Bezugszeichen
Zentrifuge
1
Gehäuse
3
Antriebseinheit
5
Zentrifugentrommel
7
Leitungen
9
Behälter
11
unterer Behälterabschnitt
13
oberer Behälterabschluß
15
gestufter Ring
17
Dichtring
19
Dichtring
21
aufpumpbare Dichtkammer
23
Einsatzring
25
Rohrleitung
26
zylindrischer Mantel
27
Doppelwandung
27a,27b
Raum
29
Zuleitung
31
Kunststoffschlauch
33
Aufnahmeraum
35
Beutel
37a,b
Schlauch- und Rohrleitung
39
Zwischenraum
41
Absperrventil
43
Ring
45

Claims (11)

  1. Zentrifuge mit einer Zentrifugentrommel (7) zur Trennung eines zugeführten Schleudergutes, insbesondere Blut, in unterschiedliche Bestandteile, insbesondere in Flüssigkeit und Feststoff, mit einem Behältnis (11), in das ein Beutel (37) zum Auffangen wenigstens eines Teiles der von der Zentrifugentrommel (7) abgegebenen Bestandteile, insbesondere des Feststoffes, eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Beutels (37) an der oder nahe zur Rotationsachse der Zentrifugentrommel (7) über eine Schlauch- und/oder Rohrleitung (39) mit dem den Beutel (37) umgebenden Raum (41) verbunden ist.
  2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauch- und/oder Rohrleitung (39) vom Inneren des Beutels in den Zwischenraum (41) zwischen der Außenwandung des Beutels (37) und der Innenwandung des Behältnisses (11) geführt ist.
  3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauch-oder Rohrleitung (39) mit einem Absperrventil (43) versehen ist.
  4. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (11) einen unteren Behälterabschnitt (13) aufweist, der druckdicht an einem oberen Behälterabschluß (15) anbringbar ist, wobei die Zentrifugentrommel (7) vom oberen Behälterabschluß (15) in das Innere des Behältnisses (11) sowie in eine obere Öffnung des Beutels (37) ragt.
  5. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (11) mit einem sich im wesentlichen parallel zu seiner Außenwandung verlaufenden ringartigen Mantel (27) versehen ist.
  6. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (27) eine Doppelwandung aufweist, welche von Kühlflüssigkeit durchströmbar ist.
  7. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Kunststoffschlauches (33), aus dem durch Abtrennen von Schlauchabschnitten und Verschließen der offenen Enden der Schlauchabschnitte die Kunststoffbeutel (37) bildbar sind.
  8. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verschlußeinrichtung, die zum Verschließen der Schlauchabschnittes in zwei nebeneinander liegenden Bereichen ausgelegt ist.
  9. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Pumpe zur Erzeugung eines Unterdruckes im Behältnis (11).
  10. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Dichtring (21) mit aufpumpbarer Dichtkammer (23), mit welcher der Kunststoffschlauch (33) an die Innenwandung des Mantels (27) anpreßbar ist
  11. Verfahren zum Betreiben einer Zentrifuge, insbesondere zum Betreiben einer Zentrifuge mit den Merkmalen von wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem bei der Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit die Feststoffe in einem geschlossenen Beutel aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Trennung durch Rotation der Zentrifugentrommel im Beutelinnenraum ein Druckgefälle von außen nach innen erzeugt wird, welches den Beutel aufspannt.
EP99947433A 1998-10-09 1999-09-29 Zentrifuge und verfahren zum betreiben der zentrifuge Expired - Lifetime EP1119416B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19846535 1998-10-09
DE19846535A DE19846535C2 (de) 1998-10-09 1998-10-09 Zentrifuge
PCT/EP1999/007211 WO2000021679A1 (de) 1998-10-09 1999-09-29 Zentrifuge und verfahren zum betreiben der zentrifuge

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EP1119416A1 EP1119416A1 (de) 2001-08-01
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EP (1) EP1119416B1 (de)
JP (1) JP3842972B2 (de)
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DE (2) DE19846535C2 (de)
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