CN112512605B - 用于再生用过的透析溶液的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造透析溶液的方法和设备，其中设备具有第一循环回路和第二循环回路，其中第一循环回路具有：用于容纳用过的透析溶液或新鲜水或其他液体的容器；在容器下游连接的过滤器的初级侧以及从过滤器的初级侧到容器中的回引管路，其中过滤器构成为，从用过的透析溶液中或从新鲜水中或从其他液体中制造洁净水，并且其中第二循环回路具有：过滤器的次级侧；透析仪的透析液侧；储存器；从储存器引向过滤器的次级侧的管路，借助于所述管路透析液或透析液浓缩物可以输送给过滤器的次级侧；以及滤液管路，所述滤液管路从过滤器的次级侧引离。

Description

用于再生用过的透析溶液的设备

技术领域

本发明涉及用于制造透析溶液的设备和方法。

背景技术

从现有技术中已知的是，用例如出自管路系统的即可使用的透析溶液供应透析设备，所述管路系统与用于制造透析溶液的中央装置连接，并且所述管路系统通常构成为，用透析溶液供应多个透析设备。对此替选地存在如下可行性，在透析设备本身处、即分散地制造透析溶液。对此，可以提出用于制造纯水的RO设施(RO＝Revers-Osmose，反渗透)，所述RO设施是透析设备的组成部分或者可以构成为单独的单元。纯水在透析设备中与一种或多种浓缩物混合，以便得到用于治疗患者的即可使用的透析溶液。

透析溶液的制造的所述类型所必需的大的水需求引起，已知的透析设备需要附加的RO设施，使得总系统是相对大和重的并且运输设备仅是困难可行的。所述缺点例如在居家血液透析时以及在便携式设备中尤其有意义，所述便携式设备应能够对患者实现在治疗期间的机动性。

图5示出可考虑的、但是不落入本发明的构成透析设备的可行性，其中水消耗通过如下方式降低，即利用用过的透析液体来获得新的、即即可使用的透析液体，这导致水消耗的减少。

借助附图标记I表示用于新鲜水到容器10中的入流部，其中入流管路可通过阀V1截止。借助O表示用于用过的溶液的离开容器10的出流部，其中出流管路可以通过阀V2截止。容器10在下文中也称作为水输入腔。原则上，可以使用具有静态的水接口的容器10或任意其他容器，例如袋、例如透析液袋。容器10可以具有刚性的或柔性的壁部。

附图标记100表示透析仪，所述透析仪优选地具有多个薄膜，优选薄膜束，所述薄膜在一侧D上由透析液穿流并且在另一侧B上由血液穿流。已经穿流透析仪100从而加载血液中的杂质的透析溶液称作为用过的透析溶液或用过的透析液。从透析仪100通过管路40向回引导到水输入腔10中的用过的透析液由泵50抽吸并且泵吸到在上游设置的循环回路中，其为第一循环回路。

所述循环回路基本上包括：泵50；容器10；过滤器20的初级侧，即在滤膜之前或在其他过滤介质之前的部段；和限压阀60连同连接所述部件的管路。附图标记30表示从限压阀60至容器10的回引管路。

泵50将用过的透析溶液从容器10运送至过滤器20的初级侧21并且将截留物经由阀60向回运送到容器10中。在此，在阀60上出现压力降从而也出现作用于过滤器20的压力。所述压力或压力降能够通过阀60调节从而与过滤器20的理想的工作点协调。

在过滤器20的初级侧21和次级侧22之间的压力梯度引起，发生穿过滤膜或穿过其他过滤介质的流动，其中在次级侧22上，即在过滤介质之后，滤液以超纯水的形式存在。所述超纯水到达混合装置200中，所述混合装置可以构成为混合循环回路、混合容器、管路部段等。

在混合容器200或混合循环回路中，进行超纯水与一种或多种浓缩物、例如与碱性浓缩物和酸性浓缩物的混合。在那里可以进行透析溶液的加热或再加热，借此通过透析溶液从透析仪100中的血液中获取尽可能小的热量。第二循环回路因此包括过滤器20的次级侧22、混合装置200、透析仪100的透析液侧D以及将所述部件连接的管路系统，其中一个管路从透析仪100的透析液侧D回引到水输入腔10中。

如从图5中可见的，第一和第二循环回路为两个闭合的、级联的水或液体循环回路。原则上，也能够存在多于两个的所述循环回路。

过滤器20可以可选地基于石墨烯过滤技术，由此超纯水同时例如可以在不具有溶解的氧气的条件下从过滤器分离。这节约透析器中的其他部件，例如单独的脱气循环回路。

通过过滤器20在其初级侧21上经由阀60的“冲刷”，能够实现高的性能，并且可以防止或延迟过滤器20的污染。由此，提高过滤器20的寿命。附加地，过滤器20可以自由冲洗，其方式为：阀90使限压阀60短路。在该情况下，液体绕过阀60到达旁路中，所述旁路包含阀90并且从那里返回到容器中。

如这此外从图5中得出的，在容器10中存在液位传感器110。如果所述液位传感器通知，容器10中的液位下降到极限值之下，那么可以推断出泄漏，因为第一和第二循环回路都是闭合的从而液位必须保持不变。阀V1和V2在正常运行中、即当不发生水交换时是闭合的。

从图5中此外得出在泵50之后、即在泵50的下游存在电导率测量单元70。因此污染的液体的由循环运行造成的浓缩是可测量的并且可以推导出，循环回路中的水何时应完全更换(新鲜水周期)。所述更换可以通过使用阀V1和V2进行并且借助于容器10中的水平传感器110在体积方面平衡。在正常的透析运行中，阀V1和V2是闭合的，由此水平传感器10如所描述的那样也可以用作为泄漏监控。如果两个闭合的循环回路中的一个循环回路可能泄出液体，那么这可根据容器10中的水位来探测。这用于患者安全。

借助在过滤器20之后、即下游的另一电导率测量单元80，能够健康过滤器20的功能。只要存在滤膜或其他过滤介质的严重损坏，那么导电的离子穿过过滤器20，所述离子又可以通过传感器80探测。可选地，借助于在过滤器20的下游设置的压力传感器102可以监控在过滤器20之上的穿膜压力，以便能够确定过滤器的性能的损失或降级。

因为两个循环回路是闭合的，对于加热透析液的能量需求显著降低。作为结果可以使用与在从现有技术中已知的设备中的情况相比更小的加热装置。换热器虽然仍可选地可以考虑用于新鲜水周期，但是出于成本原因也可以取消。如在上文中详述的那样，积聚在过滤器20的次级侧22上的超纯水到达机器的混合部分200中并且在那里例如富含碳酸氢盐和酸，使得即可使用的透析液体在透析仪100处可以提供用于与患者的血液交换。附图标记B/U表示平衡单元和/或超滤泵，其从用过的透析液体中获取对应于医生的处方的子体积。

通过二级的(级联的)过滤器附件，此外也能够从患者中取出比水更多的毒素。也理解成透析液体中的离子、如Na和Cl的这种物质随后在容器10中浓缩并且在新鲜水周期期间经由出流口O丢弃。超滤始终例如经由单元B/U中的UF泵发生，所述UF泵直接运送到出流口中。因为这涉及闭合的循环回路，所以现今例如借助于平衡腔实现的体积平衡的优点可以维持。

由于过滤器20的对于气体不可透过的特性，在该构造中取消对于附加的脱气措施/设备的需求。替选地，在需要时，根据使用的过滤器，但是也可以将脱气节流件/设备引入到在上游设置的循环回路、即第一循环回路中，如这通过图5中的附图标记E示出的那样。作为空气分离腔但是也能够使用单独的腔，所述腔例如可以设置在图5中的20和60之间。

在该处要注意的是，所有针对图5阐述的特征可以单独地或也以组合的方式为本发明娘的主题。此外要注意的是，图5中以及在图1至4中的相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件。

根据图5的布置是有缺点的，即随着时间推移，处于容器10中的溶液浓缩。因此，在过滤器20的初级侧21上也存在随着处理的时长越来越强地浓缩的溶液。通过所述溶液产生的渗透压力加难过滤器20中的过滤，因为其对抗滤液的形成。随着在初级侧21上的越来越大的浓缩，因此需要越来越大的通过泵50产生的压力，以便在过滤器20的次级侧22上方维持足够量的超纯水。

发明内容

本发明基于如下目的，提供一种设备，借助所述设备可以有效地获取超纯水。

所述目的通过具有本发明的特征的设备来实现。

由此提出，用于制造透析溶液的设备具有第一循环回路和第二循环回路，其中第一循环回路具有：用于容纳用过的透析溶液或新鲜水或其他液体的容器；在容器下游连接的过滤器的初级侧；以及从过滤器的初级侧到容器中的回引管路，其中过滤器构成为，从用过的透析溶液中或从新鲜水中或从其他液体中制造洁净水，并且其中第二循环回路具有：过滤器的次级侧；透析仪的透析液侧；储存器；从储存器引向过滤器的次级侧的管路，所述管路在下文中也称作为浓缩物管路，借助于所述浓缩物管路可以将透析液或透析液浓缩物输送给过滤器的次级侧；以及滤液管路，所述滤液管路引导远离过滤器的次级侧。

根据一个实施方式提出，储存器容纳浓缩物，如碳酸氢盐浓缩物或酸性浓缩物或即可使用的透析溶液或由碱性的浓缩物、尤其碳酸氢盐和酸性的浓缩物构成的混合物。

与从图5中可见的布置相反地，向过滤器的次级侧输送呈即可使用的透析溶液的形式或优选地呈液态浓缩物的形式的溶液。这具有如下优点，在滤膜上的渗透性压力梯度对应地减小从而可以更有效地制造滤液。

优选地，输送给过滤器的次级侧的浓缩物为如下浓缩物，所述浓缩物需要用于制造透析溶液并且尤其优选地为含碳酸氢盐的浓缩物。尤其优选的是，浓缩物除水和可能的食盐之外仅包含唯一的导电组分，例如碳酸氢盐。

过滤器具有如下任务，从处于容器中的溶液中制造洁净水，即杂质和其他内容物、如离子或分子的含量或浓度比在输送给过滤器的溶液中少的水。优选地，过滤器构成为，制造超纯水，将其在本发明的范围中理解成适合于用于制造即可使用的透析溶液的水。过滤器可以单级地或多级地构成，其中多个级依次由溶液穿流。也可以考虑使用多个串联连接的过滤器，以便获得水的期望的纯度。过滤器优选为高纤维模型或缠绕模型，如用于RO(反渗透)或FO(前渗透)过程那样。

优选地，所述过滤器为石墨烯过滤器。将其理解成如下过滤器，所述过滤器作为过滤材料包含石墨烯或石墨烯衍生物，例如氧化石墨烯，或其过滤材料由所述物质构成或包含所述物质。石墨烯或氧化石墨烯是气密的，但是同时是透水的，这在本发明的范围中带来如下优点，不进行从第一循环回路到第二循环回路中从而到即可使用的透析溶液中的气体输入。但是本发明不限于所述过滤器，而是也包括其他过滤器，所述其他过滤器优选是气体不可透过的，然而允许液体通过。如果使用的过滤器不应具有气体不可透过的特性，那么例如通过脱气节流阀可以将空气在初级侧分离，所述空气随后经由阀(优选限压阀)向回运送到容器中从而可以被去除。其他脱气过程也是可行的。

过滤器优选地具有四个接口，其中两个在初级侧并且两个在次级侧设置。

在本发明的一个优选的设计方案中，存在从透析仪的透析液侧到容器中的回引管路，通过所述回引管路将用过的透析溶液输送给容器。对此替选地可以提出，存在从透析仪的透析液侧到出流部中的回引管路，即将用过的透析溶液丢弃。

引导远离过滤器的次级侧的滤液管路可以将过滤器的次级侧与设备的平衡腔连接。在该情况下，通过过滤器获得的滤液、优选超纯水例如与浓缩物混合并且将所述浓缩物输送给透析设备的平衡腔。如果浓缩物为碳酸氢盐溶液，那么借此向平衡腔输送通过超纯水稀释的碳酸氢盐溶液。在下一步骤中，随后能够将酸性的浓缩物输送给所述混合物或者稀释的碳酸氢盐溶液等能够填充到容器中，例如填充到储存器中，在所述容器中已经存在限定量的其他浓缩物或其他对于即可使用的透析溶液必要的组分。

在另一实施方式中能够提出，向过滤器的滤液侧直接输送由酸性的和碱性的浓缩物构成的浓缩物。该实施方式的浓缩物溶液引起过滤器的尤其有利的过滤效率。透析液浓缩物根据该实施方式包括碱性的浓缩物、尤其碳酸氢盐浓缩物和酸性的浓缩物。

也可考虑的是，滤液管路与储存器流体连接，使得例如通过过滤器获得的滤液、优选地超纯水例如与浓缩物混合并且将所述混合物输送给透析设备的储存器。优选地，储存器或混合腔在平衡腔下游连接。

此外可考虑的是，在储存器中存在即可使用的透析溶液或浓缩物，尤其碳酸氢盐浓缩物，其用于制造即可使用的透析溶液。

优选地，储存器为透析液混合装置，在所述透析液混合装置中将即可使用的透析溶液混合并且从那里输送给透析仪的透析液侧。

优选地，在浓缩物管路中存在泵，所述泵构成为，向过滤器的次级侧输送限定体积或限定体积流。泵例如可以为体积泵或为离心膜泵。以所述方式可能的是，实现纯体积控制的混合工艺，所述混合工艺例如可以通过独立的电导率测量来监控。

此外可以提出，在第一循环回路中，优选在过滤器的初级侧的上游设置有泵，以便引起液体在第一循环回路中的流动。所述泵将处于容器中的液体输送至过滤器的初级侧。

替选地或附加地，优选地在过滤器的下游在第一循环回路中设有限压装置，借助于所述限压装置可以调节过滤器的初级侧上的压力。

为了监控或控制借助于设备执行的工艺，在第一循环回路中可以设置有一个或多个传感器，优选一个或多个电导率测量单元，所述电导率测量单元在过滤器的初级侧的上游和下游设置。替选地或附加地，在第二循环回路中可以在浓缩物管路中和/或在滤液管路中设置有一个或多个传感器，优选地一个或多个电导率测量单元。

此外可以提出，在过滤器的次级侧的下游和/或在过滤器的初级侧的上游设置有一个或多个压力测量装置。以所述方式可以实现关于在相应的循环回路中的压力关系以及关于在滤膜之上的穿膜压力的结论。

此外，设备可以具有用于输出透析溶液的超滤泵，优选地从透析仪至容器的回引管路中输出，和/或用于朝向透析仪和从透析仪平衡地输送和输出透析溶液的平衡腔。

第一和/或第二循环回路可以是闭合的或敞开的。“敞开”应理解成，不存在狭义上的循环回路，而是存在流体系统，所述流体系统在至少一个部位具有导出管路，借助于所述导出管路可以将液体从循环回路导出和丢弃。

容器可以构成为袋，尤其构成为柔性的袋，此外尤其构成为一次性物品。

要求保护的设备可以是透析设备或者形成透析设备的一部分或者用于混合透析溶液的设备。

本发明此外涉及一种用于借助根据本发明的设备制造透析溶液的方法，其中将溶液从容器输送给过滤器的初级侧，并且将截留物回引到容器中，其中向过滤器的次级侧输送透析溶液或透析液浓缩物，所述透析液浓缩物与过滤器的渗透物在其次级侧上混合。

优选地，将输送给过滤器的次级侧的透析溶液或透析液浓缩物从所述储存器中输出并且导入到过滤器的次级侧。

在浓缩物管路中可以设置有泵，所述泵向过滤器的次级侧输送限定体积的或限定体积流的透析溶液或透析液浓缩物。

此外可以提出，将积聚在过滤器的次级侧上的渗透物与输送的透析溶液或透析液浓缩物一起导引到储存器和/或平衡腔中。

在该处要注意的是，表达“一”和“一个”不强制性地表示刚好一个元件，尽管这为一个可能的实施方案，而是也可以表示多个元件。同样地，使用复数也包括相关的元件以单数存在并且反之单数也包括多个相关的元件。

附图说明

本发明的其他细节和优点根据在附图中示出的实施例详细阐述。

附图示出：

图1示出本发明的第一实施方式的根据本发明的设备的示意流程图，

图2示出本发明的第二实施方式的根据本发明的设备的示意流程图，

图3示出本发明的第三实施方式的根据本发明的设备的示意流程图，

图4示出本发明的第四实施方式的根据本发明的设备的示意流程图，

图5示出不是本发明的主题的另一设备的示意流程图。

具体实施方式

如在上文中详述的那样，图5示出一种不是本发明的主题的变型方案。根据图5的相同的后功能相同的元件具有与在图1至4中相同的附图标记，使得关于在图1至4中示出的设备的构造也参照图5。

如这从图1中得出的，在图1中示出的设备相对于根据图5的装置的区别基本上在于，管路K从储存器200伸展至过滤器的次级侧22，通过即可使用的透析溶液流过所述管路。在所述管路K中存在电导率传感器L2。

在下游，滤液管路F从过滤器20的次级侧22引向储存器200。所述管路引导经由管路K输送的透析液与借助于过滤器20例如通过RO获得的超纯水的混合物。在管路F中存在电导率传感器L4。

此外，设有管路52，所述管路通过阀V7可闭合，并且通过所述管路，储存器200与用于将液体从容器输送给过滤器20的初级侧21的管路流体连接。在后面提到的管路中存在泵50以及电导率传感器L1。与此相应地，在阀打开时，储存器200与过滤器20的初级侧21流体连接。

在根据图1的设备中，通过电导率传感器L2和L4测量经由过滤器的物质交换或体积转变。图2示出如下实施方式，其中通过管路K运送浓缩物或浓缩物混合物，尤其是碳酸氢盐浓缩物。对此使用处于管路K中的泵51。因此，将浓缩的溶液运送到过滤器20的次级侧22上，其中其电导率通过电导率传感器L2确定。借助于泵51运送特定的、即限定的体积的所述浓缩物或混合物。所述浓缩物或所述混合物在过滤器20中与超纯水混合，所述超纯水在次级侧稀释浓缩物或浓缩物混合物。

所述混合物输送给平衡腔BK，所述平衡腔构成具有四个阀并且具有两个通过可运动的分离壁分离的腔，其中每个腔都具有入流和出流阀。

因此，平衡腔BK包括通过超纯水稀释的浓缩物或浓缩物混合物。因此，得出纯体积控制的混合工艺，所述混合工艺可以通过独立的电导率测量(电导率传感器4)监控。仅浓缩物作为即可使用的透析溶液的组分贡献于电导率(与根据图1的实施方案相反地)。因此，可以算出用于电导率的预期值。对电导率的预期值的调控可以简单地执行。

也可考虑的是，设有调控装置或调控回路，其期望变量是输送给平衡腔的稀释的浓缩物/浓缩物混合物的体积，其中实际值通过电导率测量提供。对此决定性的是过滤器的具体的拦截能力。在了解管路K中电导率的情况下以及在了解管路F中的电导率的情况下可以确定，由泵运送的体积由于超纯水的溢流以多大量值增大，即多大体积输送给平衡腔或在其下游连接的储存器200。

如这此外从图2中得出的，过滤器20的初级侧21或从其引出的管路经由在其中存在阀V5的管路96与储存器200流体连接。

根据图3的实施方式与根据图2的变型形式的区别在于总计四个电导率传感器L1-L4，其中两个在过滤器的初级侧21的上游和下游设置，并且两个在浓缩物管路K中和在滤液管路F中设置。在了解输入和输出电导率的情况下，工艺可以附加地测试可信度、控制和监控。

此外，设有压力传感器S1和S2，所述压力传感器用于监控经由过滤器20的膜的穿膜压力。传感器S1在入流侧处于过滤器20的初级侧上并且传感器S2处于滤液管路F中。传感器的值可以用于，可以例如通过缩放识别过滤器F的降级，并且可以规划和执行过滤器的冲洗周期/再生周期。

借助于传感器S2此外可以识别，是否足够的超纯水经由过滤器20流动到其次级侧22上并且平衡腔是满的，使得实现期望的混合关系并且平衡腔可以转接或循环往复。那么可以通过泵51开始新的“混合周期”。

替选地，可以考虑将泵51的转矩或马达电流的评估用于实现期望的混合关系。

电导率传感器L1的值可以用于，控制新鲜水周期，即识别容器10中的截留物何时通过新鲜水替换。

原则上本发明不仅包括一个过滤器20的使用，而且也包括多个依次连接的、即级联的过滤器的使用。这对泵50卸荷，但是前提条件是存在多个泵。

腔10可以构成为刚性容器或构成为袋。

过滤器20可以通过打开例如阀V3和90冲洗从而清洁。

经由阀V5或V6可以替选地初始用新鲜水填充次级侧。然而有利的是经由过滤器20和平衡腔BK用新鲜水填充。

如这从图4中得出的，方法也能够在不将用过的透析液回引到容器10的情况下执行。在该情况下，用过的过滤液借助于管路40’丢弃。经由换热器WT，输送给容器10的水借助于用过的透析溶液预热。

Claims (14)

1.一种用于制造透析溶液的设备，其中所述设备具有第一循环回路和第二循环回路，其中所述第一循环回路具有：用于容纳用过的透析溶液或新鲜水或其他液体的容器(10)；在所述容器(10)下游连接的过滤器(20)的初级侧(21)以及从所述过滤器(20)的所述初级侧(21)到所述容器(10)中的回引管路(30)，其中所述过滤器(20)构成为，从用过的透析溶液中或从新鲜水中或从其他液体中制造洁净水，并且其中所述第二循环回路具有：所述过滤器(20)的次级侧(22)；透析仪(100)的透析液侧；储存器(200)；从所述储存器(200)引向所述过滤器的所述次级侧(22)的管路(K)，借助于所述管路，透析液或透析液浓缩物能够输送给所述过滤器(20)的所述次级侧(22)；以及滤液管路(F)，所述滤液管路从所述过滤器(20)的所述次级侧(22)引离。

2.根据权利要求1所述的设备，

其特征在于，

存在从所述透析仪(100)的所述透析液侧到所述容器(10)中的回引管路(40)，或者存在从所述透析仪(100)的所述透析液侧到出流部中的管路(41’)。

3.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述过滤器(20)为石墨烯过滤器。

4.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述滤液管路(F)从所述过滤器(20)的次级侧(22)引向所述设备的平衡腔(BK)和/或所述储存器(200)。

5.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

在所述储存器(200)中存在即可使用的透析溶液或浓缩物，所述浓缩物用于制造即可使用的透析溶液。

6.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述储存器(200)为透析液混合装置(200)。

7.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

在所述管路(K)中设置有泵(51)，所述泵构成为，向所述过滤器(20)的所述次级侧(22)输送限定的体积或限定的体积流。

8.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

在所述第一循环回路中设置有泵(50)，以便引起液体在所述第一循环回路中的流动，和/或在所述第一循环回路中设有限压装置(60)，借助于所述限压装置能够调节所述过滤器(20)的所述初级侧(21)上的压力。

9.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

在所述第一循环回路中设置有一个或多个传感器，所述传感器在所述过滤器(20)的所述初级侧(21)的上游和下游设置，和/或

其中在所述第二循环回路中在所述管路(K)中和/或在所述滤液管路(F)中设置有一个或多个传感器。

10.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

在所述过滤器(20)的所述次级侧(22)的下游和/或在所述过滤器(20)的所述初级侧(21)的上游设置有一个或多个压力测量装置(S1，S2)。

11.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述设备具有：超滤液泵，用于输出透析溶液；和/或平衡腔(B)，用于将透析溶液平衡地输送至所述透析仪(100)和将透析溶液从所述透析仪(100)平衡地输出。

12.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述过滤器(20)是气体不可透过的和/或所述第二循环回路不具有脱气装置。

13.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述第一和/或第二循环回路是闭合的或敞开的。

14.根据权利要求1或2所述的设备，

其特征在于，

所述容器(10)构成为刚性器皿或构成为袋，和/或

其中所述设备形成透析设备或透析设备的一部分。