BR102012013411B1 - combinação de um dispositivo de osmose reversa de placa única com um dispositivo de hemodiálise - Google Patents

Abstract

COMBINAÇÃO DE UM DISPOSITIVO RO DE ÚNICA ESTAÇÃO COM UM DISPOSITIVO DE HEMODIÁLISE. A combinação de um dispositivo de osmose reversa de única estação (RO) compreendendo um dispositivo de hemodiálise (dispositivo HD) é caracterizada pelo fato de que pelo menos uma câmara de limpeza para a água bruta e/ou para o permeado está disposta, e que, mediante solicitação pelo dispositivo HD, o permeado flui quer através da válvula de entrada de água ao dispositivo HD ou através uma válvula de lavagem do dispositivo HD a uma saída.

Description

[001] É o objetivo deste desenvolvimento o de alimentar os consumidores, especialmente os dispositivos de hemodiálise, com permeado de elevada pureza de uma elevada qualidade química e higienicamente com baixos custos enquanto mantém os esforços de instalação tão pequenos quanto possíveis.

[002] As aplicações adicionais deste desenvolvimento para outros campos, p.ex., para laboratório ou biologia ou também tecnologia de farmácia, como um dispositivo para o preparo de líquido de lavagem de elevada pureza, ou também para a produção de líquido para fabricar medicamentos, culturas de célula ou semelhantes são concebíveis e viáveis.

[003] Especialmente no campo de hemodiálise, os sistemas de osmose reversa de suprimento central são normalmente usados com linhas de suprimento de permeado que devem ser instaladas de uma forma complicada correspondentemente. Sérias desvantagens dos sistemas centrais de osmose reversa são, de um lado, o alto risco de não tratamento no caso de falha do dispositivo e, do outro lado, os altos custos de instalação e a difícil segurança higiênica da instalação.

[004] Os sistemas de osmose reversa de placa única são principalmente usados por motivos de espaço nos campos de cuidado intensivo. Para HD de hemodiálise crônica, o suprimento dos dispositivos de diálise com permeado por sistemas RO de placa única não é viável no momento por motivos de custos.

[005] Os problemas adicionaisdecorrentes na combinação do sistema RO e dispositivo HD são colocados pela evidência faltante de que o dispositivo de suprimento de permeado não tem espaços mortos por motivos de entrada bacteriana no dispositivo HD e pode ser desinfetado completamente.

[006] Para essa finalidade, uma desinfecção química ou térmica integrada do sistema de distribuição, incluindo os dispositivos HD, é conduzida de acordo com a técnica anterior.

[007] Outra falha grave é a eficiência reduzida e vida útil de serviço da membrana de osmose reversa devido aos depósitos irreversíveis, o motivo é que a biomassa e sais raramente solúveis são frequentemente contidos na água de suprimento para o sistema RO.

[008] Portanto, é a finalidade e objetivo da invenção garantir o suprimento de permeado de um dispositivo HD com esforços técnicos mínimos junto com um desempenho de membrana constantemente alto e a melhor qualidade microbiológica.

[009] Esse objeto é eficientemente atingido de modo que o sistema RO preferivelmente compreende uma membrana descartável, ou seja, único uso, e é equipado tendo que realizar somente os esforços mínimos de tal forma que a função total somente será notada ao acoplar-se com o dispositivo HD de tal forma que, de um lado, o suprimento de permeado ocorre de uma forma quimicamente impecável e sem qualquer espaço morto devido ao uso conjunto de elementos funcionais e que, por outro lado, é possível devido à comunicação entre o dispositivo HD e sistema RO para usar água e energia de uma forma que auxilia para economizar recursos.

[0010] Com maior vantagem, as válvulas do dispositivo HD são aqui usadas para a liberação ou lavagem da linha de conexão de elevada pureza.

[0011] A desinfecção preventiva da linha de conexão de elevada pureza ao dispositivo HD obtém uma posição proeminente. Para essa finalidade, a invenção fornece de forma vantajosa uma câmara de limpeza no tubo de coleta da permeado da membrana de osmose reversa.

[0012] De forma vantajosa, uma câmara de limpeza também é fornecida no lado primário do sistema de osmose reversa.

[0013] A função das câmaras de limpeza é, por um lado, a descontaminação dos microorganismos e, do outro lado, a estabilização dos endurecedores, de modo que os depósitos eficientemente redutores sobre a membrana de osmose reversa são impedidos.

[0014] Isso é realizado por meio da construção da câmara de limpeza que permite um efeito elétrico ou magnético ou eletromagnético ou eletrolítico ou ultrassonográfico ou uma combinação de diferentes efeitos físicos do líquido que fui através deste. Foi detectado em experimentos que a eletrólise ocorre por meio de frequência de irradiação de água na faixa VHF de preferivelmente 13,56 MHz. Essa forma da câmara de limpeza também pode ser usada como um dispositivo de descontaminação.

[0015] Os micro-organismos são aqui também oxidados ou são impedidos por pulsos elétricos de multiplicarem-se ou sua multiplicação é diminuída pelos referidos pulsos.

[0016] A função anti-calcário física consiste na estabilização do calcário dissolvido na água, de tal forma que os agrupamentos de molécula de água normalmente grandes com sua carga elétrica semelhante a dipolo são quebrados e organizam-se de modo que os agrupamentos de moléculas de água predominantemente muito pequenos são formados que não tendem a precipitar ou somente mostram uma tendência menor à precipitação.

[0017] O uso e local de instalação das câmaras de limpeza não são, entretanto, limitados à função descrita.

[0018] Já que a ação de desinfecção dos radicais de oxigênio produzidos de forma eletrolítica, bem como, a estabilização dos cristais de calcário no líquido somente são temporárias após a câmara de limpeza tiver sido desligada, o meio de resistência de fluxo do sistema RO é aberto de forma vantajosa periodicamente e/ou no final de um ciclo operacional por meio de uma válvula de desvio. Isso repentinamente aumenta o fluxo no espaço de circulação primário e as superfícies dos componentes de condução de líquido são inundadas e lavadas.

[0019] Para suportar a ação de desinfecção, o tubo de coleta de membrana ou a membrana e materiais espaçadores podem ser revestidos com agentes antimicrobiocidas.

[0020] Já que a ação da câmara de limpeza não pode ser diretamente detectada pelo usuário através de seu efeito físico ou seus efeitos sobre a formação de cristal ou contaminação, um sensor de limpeza pode ser, de forma vantajosa, fornecido para o espaço primário e secundário.

[0021] Os componentes ou linhas de condução de líquido podem ser aqui projetados com material transparente ou translúcido para verificar a contaminação visualmente ou de forma eletroeletrônica.

[0022] Em uma configuração vantajosa, a unidade de transmissor/receptor está disposta em um plano. O sinal de transmissor ótico é aqui projetado em uma superfície de reflexão oposta e é refletido de lá ao receptor ótico.

[0023] Uma configuração adicional do sensor de contaminação é que o sensor determina a deposição de camadas de sujeira biológica em que essa deposição reflete, por irradiação, p.ex., com luz UV, um sinal de resposta fluorescente e mensurável correspondente à espessura da camada.

[0024] Com maior vantagem, com a finalidade de melhorar o impacto no tempo e para melhorar os esforços de limpeza física, uma bomba adicional de circulação pode ser conectada a uma câmara de limpeza entre a saída de concentrado e a entrada de água misturada. Isso pode ser uma câmara de limpeza adicional com um diferente efeito físico com relação à câmara de limpeza.

[0025] Um fluxo através do espaço primário no sentido de um transbordamento ideal da membrana é aqui garantido, isto é, de forma substancial e independente da ação da bomba usada para o suprimento de água misturada, construção de pressão e desempenho de circulação.

[0026] Devido a essa invenção, tanto uma prevenção preventiva controlada do biofilme no espaço primário da membrana quanto uma desinfecção com economia de custo do suprimento de permeado sem espaços mortos são possíveis.

[0027] É concebível que a membrana de osmose reversa indicada nesta invenção será em breve substituída - devido ao rápido desenvolvimento das membranas seletivas de fibra oca - por uma combinação que é semelhante a esta invenção e composta pelo dispositivo HD e amaciador do tipo de fibra oca a montante/membrana de filtro estéril que pode ser produzido em custos inferiores. A presente invenção também cobrirá esse campo mediante a condição de que as mesmas tarefas tecnológicas de processo estão em questão.

[0028] Conforme é geralmente conhecido, o princípio funcional dos sistemas de osmose reversa consiste em que a água a ser tratada é guiada em um módulo de filtro sob pressão ao longo da superfície de uma membrana semipermeável, com parte da água, o denominado permeado, passando através da membrana e sendo coletado no outro lado da membrana e fornecido a pontos de consumo. A parte da água não tratada que não passa através da membrana e é enriquecida com as substâncias retidas, o denominado concentrado, flui na extremidade da seção de fluxo do espaço primário para fora do módulo de membrana.

[0029] No caso das membranas seletivas de fibra oca, um método de filtração está aqui em questão em que as substâncias específicas na água são retidas para filtrar um líquido que pode ser usado para o tratamento de hemodiálise. Neste caso, a aplicação dos desinfetantes oxidantes e o uso de células de limpeza no lado secundário devem ser levemente adaptados com relação à compatibilidade e design do material.

[0030] O texto a seguir descreve o uso da membrana RO.

[0031] O esquema na Fig. 1 representa a combinação de um sistema de osmose reversa (RO) 1 com um dispositivo de hemodiálise (dispositivo HD) 21 e a cooperação de elementos funcionais conjuntos.

[0032] A água não tratada a ser tratada flui para fora da linha de alimentação 39 via a válvula 18 através de uma câmara de limpeza 17 no tubo de pressão 3 que é equipado com uma membrana RO 4. O espaço primário da membrana RO e dos canais de suprimento de água 10 é separado pela membrana semipermeável 11 a partir do espaço secundário 9 e as bolsas de permeado, respectivamente.

[0033] O permeado flui para fora das bolsas de permeado 9 através das perfurações do tubo de coleta de permeado 13 via o tubo de coleta de permeado 5 e linha de conexão 19 à válvula de entrada de água HD 23 do dispositivo HD 21.

[0034] O permeado imperfeito produzido em excesso ou medido pela célula de condutividade 20 pode fluir na extremidade da linha 19 via uma válvula de descarga HD inserida 22 com função de manutenção de pressão à saída 33.

[0035] A pressão necessária para filtração no espaço primário do filtro RO 2 é produzida com um meio de resistência de fluxo 35 que é inserido na linha de concentrado 36 a jusante do filtro RO, p.ex., na forma de uma válvula de regulagem ou uma válvula de manutenção de pressão.

[0036] Quando o permeado é solicitado pelo dispositivo HD 21, a válvula de entrada de água 18 abre, e após a liberação pela célula LF 20, o dispositivo HD é alimentado via a válvula de entrada de água HD 23.

[0037] No caso de uma qualidade inadequada do permeado ou também no caso de programas necessários de lavagem, a válvula de entrada de água HD 23 é fechada e a válvula de descarga 22 do dispositivo HD é aberta, de modo que o permeado não usado ou o líquido de lavagem flui via a linha de lavagem 26 à saída 33.

[0038] No dispositivo HD 21, o permeado introduzido é preparado via um regulador de desgaseificação 27, a bomba 25 do dispositivo HD, o aquecedor 29 e a câmara de desgaseificação 30 para o tratamento HD. O dispositivo HD inclui uma linha de circulação 31 e um meio de suprimento de concentrado e bicarbonato 32.

[0039] O tubo de coleta de permeado 5 compreende um meio de acomodação 8 para uma célula de limpeza 16, cujos eletrodos 40 produzem oxidantes ao permeado, p.ex., oxidantes, tais como, oxigênio atômico e/ou elementar ou ozônio ou hidroxilas OH ou ondas de rádio para produzir oxidantes.

[0040] O oxidante produzido é passado junto com o permeado através da linha 19 e a válvula de descarga 22, que é primeiramente aberta, à saída 33.

[0041] Com a finalidade de reduzir o fluxo de lavagem, a válvula 22 pode ser aqui cronometrada. Também é possível incluir um meio adicional de resistência de fluxo (não mostrado).

[0042] Agora é mostrada uma célula de impureza para detectar depósitos orgânicos ou inorgânicos, tanto dentro da linha de concentrado 36 quanto na linha de permeado 19.

[0043] Para evitar depósitos no lado primário da membrana, por exemplo., na parte interna do tubo de pressão 3, os canais de líquido 10 e a linha de escoamento 36, a célula de limpeza 17 também pode ser ativada durante a lavagem e também o processo de alimentação para o dispositivo HD 21.

[0044] Preferivelmente, a válvula de descarga 34 é aberta em intervalos cíclicos de lavagem e todo o espaço primário 10 tem líquido fluindo através desta e é lavada.

[0045] Os acionadores e sensores ilustrados podem ser controlados pelo dispositivo HD e também pelo dispositivo HD e sistema RO em combinação. A disposição especial desses elementos funcionais como parte do dispositivo HD também é possível.

[0046] A Fig. 2 adicionalmente mostra uma câmara tamponada 37 que serve, de um lado, o suprimento mais rápido de permeado ao dispositivo HD 21 e, do outro lado, a geração de uma pressão negativa de transmembrana. Quando uma pressão negativa de transmembrana é produzida, a direção de filtração é revertida ao interromper o suprimento de água 49 e ao abrir a válvula de descarga 34. Neste processo, o permeado que está contido no recipiente tamponado 37 flui de volta via as bolsas de permeado 9 ao lado primário 10, assim perdendo os depósitos posicionados na superfície de membrana 11. Com a abertura do meio de suprimento de água 49, esses são lavados para a saída 33.

[0047] A bomba 39 aumenta a pressão no espaço primário e assim melhora a capacidade de filtração.

[0048] A bomba de circulação 38 também melhora desempenho, e especialmente contribui com a economia de água, de modo que o transbordamento no lado primário obtém uma proporção superior com relação ao desempenho do permeado.

[0049] A Fig. 3 esquematicamente ilustra uma célula de limpeza com 2 eletrodos 40 que podem ser introduzidos de forma vedante de modo de encaixe no tubo de coleta de permeado como membrana trocadora de anodo, catodo e cátion como célula de eletrólise.

[0050] A Fig. 4 mostra, por meio de exemplo, a configuração de uma célula de limpeza 17 com 3 eletrodos, o eletrodo médio 44 sendo isolado no espaço e eletricamente dos dois eletrodos externos 43.

[0051] É possível por meio de uma seleção de material e por meio do tipo de conexão elétrica para operar a câmara de limpeza 17 como uma célula de eletrólise ou como uma célula eletromagnética ou como uma célula com conexões de eletrodo para corrente e voltagem, também de forma capacitiva.

[0052] Um polo do dispositivo de suprimento elétrico é aqui preferivelmente aplicado aos eletrodos externos transpostos 43, e o outro polo é aplicado ao eletrodo médio 44.

[0053] Durante a operação da câmara de limpeza 17 como a célula de eletrólise, os dois eletrodos externos 43 são catodos e o eletrodo médio 44 é o anodo. Quando usado como uma célula de eletrólise, é vantajoso para atingir maior eficiência para separar a câmara de anodos e catodo por membranas trocadoras de cátion. Devido à baixa permeabilidade dessa membrana, a disposição do anodo, membrana, catodo deve ser modificada para atingir uma configuração (não mostrada) que é vantajosa a partir do ponto de vista da tecnologia de fluido.

[0054] Essa célula de eletrólise serve para produzir radicais de oxigênio para a inativação dos micro-organismos ou também serve para reduzir a partícula de calcário.

[0055] A Fig. 4 mostra a estrutura de uma câmara de limpeza combinada 17 com 3 eletrodos e um enrolamento em espiral 45.

[0056] A descalcificação é aqui conduzida via as linhas de força do campo magnético gerado por espiral no líquido.

[0057] O uso dos imãs de anel encapsulados por Teflon no líquido ou imãs de anel fora da peça de isolamento 48 ao invés do enrolamento em espiral 45 é possível.

[0058] Além das representações ilustradas, diversos componentes de pré-filtração e pós-filtração são possíveis, tais como, p.ex., filtros adicionais de entrada, como carbono, ultrafiltro, ou também como filtro de segurança - filtro estéril como pós-filtro. 1. Osmose reversa (RO) 2. Filtro RO 3. Tubo de pressão 4. Membrana RO 5. Tubo de coleta de permeado 6. Conexão: suprimento de água/tubo de pressão 7. Conexão: concentrado 8. Tubo de coleta de permeado: célula de limpeza de meio de acomodação 9. Lado secundário/ bolsas de permeado 10. Espaço primário/lado/canais de suprimento de água 11. Membrana 12. Invólucro externo da membrana 13. Tubo de coleta de permeado - perfurações 14. Colagem da bolsa de permeado 15. Terminação do tubo de pressão 16. Célula de limpeza: permeado 17. Célula de limpeza: suprimento de água 18. Válvula de entrada de água 19. Dispositivo HD de linha de conexão (linha de permeado) 20. Célula de condutividade (célula LF) 21. Dispositivo de hemodiálise(dispositivo HD) 22. Válvula de descarga HD 23. Válvula de entrada de água HD 24. Contêiner de entrada de água HD com sensores de flutuação ou nível 25. Bomba HD 26. Linha de descarga HD 27. Regulador de desgaseificação 28. Válvula de desvio de desgaseificação 29. Aquecedor HD 30. Câmara de desgaseificação 31. Linha de circulação HD 32. Suprimento deconcentrado/bicarbonato 33. Saída 34. Válvula de descarga 35. Resistência de fluxo 36. Linha de concentrado 37. Câmara tamponada 38. Bomba de circulação 39. Bomba de levantamento de pressão 40. Eletrodos 41. Membrana 42. Célula de limpeza de combinação 43. Eletrodos externos 44. Eletrodo interno 45. Enrolamento em espiral 46. Ultrassom 47. Anel de vedação de acomodação 48. Tubo de isolamento 49. Linha de alimentação.

Claims (10)

1. Combinação de um dispositivo de osmose reversa de placa única (dispositivo RO) (1) com um dispositivo de hemodiálise (dispositivo HD) (21), o dispositivo RO compreendendo um filtro com uma membrana (11) que separa um espaço primário (10) de um espaço secundário (9), uma linha de suprimento (49) de água não tratada descarregando no espaço primário (10) e o espaço secundário (9) sendo conectado, por meio de uma linha de conexão (19) tendo um dispositivo de medição de condutividade (20), a uma válvula de entrada de água (23) do dispositivo HD, a saída do concentrado do espaço primário (10) levando a uma saída (33) via uma linha de concentrado (36) tendo o elemento de resistência de fluxo (35), em que o permeado flui, mediante solicitação pelo dispositivo HD (21), através da válvula de entrada de água (23) para o dispositivo HD ou através de uma válvula de descarga (22) do dispositivo HD a uma saída (33), caracterizada pelo fato de que o espaço secundário (9) compreende um tubo de coleta de permeado (5) e em que o tubo de coleta de permeado (5) tem uma câmara de limpeza (16).

2. Combinação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a câmara de limpeza (16) é instalada na seção de extremidade do tubo de coleta de permeado (5) distante da linha de conexão (19).

3. Combinação, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que uma câmara de limpeza (17) é inserida na linha de suprimento de água não tratada (49).

4. Combinação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma câmara de limpeza (16, 17) produz agentes oxidantes para supressão de micro-organismos.

5. Combinação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma câmara de limpeza (16, 17) compreende elementos para estabilizar o calcário dissolvido na água.

6. Combinação, de acordo a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma câmara de limpeza (16, 17) atua como meio elétrico e/ou magnético e/ou eletromagnético e/ou eletrolítico e/ou ultrassonográfico no líquido fluindo através da mesma.

7. Combinação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que uma linha de recirculação fornecida com uma bomba (38) conecta a linha de concentrado (36) a montante do elemento de resistência de fluxo (35) à linha de alimentação de água não tratada a montante da câmara de limpeza (17).

8. Combinação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a linha de conexão (19) é fornecida com uma câmara tamponada de permeado (37).

9. Combinação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a válvula de descarga (34) é configurada de modo que pode abrir o elemento de resistência de fluxo (35).

10. Combinação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a membrana (4) é uma membrana descartável e substituível.

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