BR112019026821A2 - aparelho de purificação de água e método para controlar pelo menos uma propriedade de fluido em um aparelho de purificação de água - Google Patents

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Abstract

A presente invenção se refere a um aparelho de purificação de água que compreende um dispositivo de osmose reversa, dispositivo de RO, que produz um fluxo de água purificado e a um método correspondente. O método proposto compreende detectar pelo menos uma propriedade de fluido de água purificada no trajeto de água purificada para regular uma vazão de água no trajeto de recirculação para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água purificada no trajeto de água purificada, com base na pelo menos uma propriedade de fluido detectada. A presente invenção também se refere a um programa de computador e um produto de programa de computador implementando o método.

Description

APARELHO DE PURIFICAÇÃO DE ÁGUA E MÉTODO PARA CONTROLAR PELO MENOS UMA PROPRIEDADE DE FLUIDO EM UM APARELHO DE
PURIFICAÇÃO DE ÁGUA Campo Técnico
[001] A presente invenção se refere a um aparelho de purificação de água e aos métodos correspondentes para controlar pelo menos uma propriedade de fluido em um aparelho de purificação de água. A presente invenção também se refere a um programa de computador e um produto programa de computador implementando o método. Fundamentos
[002] No tratamento de pacientes que sofrem insuficiência renal aguda ou crônica, a terapia por diálise é empregada. Três categorias gerais de terapia por diálise são hemodiálise, HD, diálise peritoneal, PD, e terapia de substituição renal contínua, CRRT.
[003] Na hemodiálise, o sangue do paciente é limpo por passagem através de um rim artificial em um sistema de membrana extracorpórea, incorporado em uma máquina de diálise. O tratamento do sangue envolve circulação extracorpórea através de um trocador tendo uma membrana semipermeável (dialisador) em que o sangue do paciente é circulado em um lado da membrana e um fluido de diálise, compreendendo os principais eletrólitos do sangue em concentrações próximas daquelas no sangue de um indivíduo saudável, é circulado no outro lado. Além disso, uma diferença de pressão é criada entre os dois compartimentos do dialisador que são delimitados pela membrana semipermeável de modo que uma fração do fluido de plasma passa por ultrafiltração através da membrana para dentro do compartimento contendo o fluido de diálise.
[004] CRRT é usada como uma terapia alternativa para pacientes que estão demasiadamente doentes ou instáveis hemodiálise padrão. Ela é similar à hemodiálise e faz uso de uma membrana semipermeável para difusão em até certo ponto convecção. Ela é, Todavia, uma forma mais lenta de tratamento do sangue do que a hemodiálise, e pode estar continuamente em curso de desde algumas horas até vários dias.
[005] Na diálise peritoneal, fluido de diálise é infundido na cavidade peritoneal do paciente. Esta cavidade é forrada pela membrana peritoneal que é altamente vascularizada. Os metabólitos são removidos do sangue do paciente por difusão através da membrana peritoneal para o fluido de diálise. Fluido em excesso, isto é, água é também removida por osmose induzida por um fluido de diálise hipertônico. Através destes dois processos, difusão e ultrafiltração osmótica, quantidades apropriadas de metabólitos no soluto e fluido precisam ser removidas para manter os volumes e composição de fluido no organismo do dentro de limites apropriados.
[006] Há vários tipos de terapias de diálise peritoneal, incluindo diálise peritoneal ambulatória contínua (“CAPD”), diálise peritoneal automatizada (“APD”), incluindo APD de fluxo em maré APD, e diálise peritoneal de fluxo contínuo (“CFPD”).
[007] CAPD é um tratamento por diálise manual. O paciente conecta manualmente um cateter implantado com um dreno, é permitindo que fluido dialisado usado seja drenado a partir da cavidade peritoneal. O paciente então conecta o cateter a uma bolsa de fluido de diálise fresco, infundindo fluido de diálise fresco através do cateter e para o paciente. O paciente desconecta o cateter da bolsa de fluido de diálise fresco e permite que fluido de diálise permaneça dentro da cavidade peritoneal, em que a transferência de resíduos, toxinas e água em excesso tem lugar.
[008] A diálise peritoneal automatizada (“APD”) é similar à CAPD em que o tratamento de diálise inclui os ciclos de drenagem, preenchimento e permanência. Todavia, as máquinas APD realizam os ciclos automaticamente, tipicamente enquanto o paciente dorme. As máquinas APD liberam pacientes de ter de realizar manualmente os ciclos de tratamento e de ter de transportar suprimentos durante o dia. Máquinas APD se conectam fluidamente a um cateter implantado, a uma fonte ou bolsa de fluido de diálise fresco e a um dreno de fluido. As máquinas APD bombeiam fluido de diálise fresco a partir da fonte de fluido de diálise, através do cateter, para dentro da cavidade peritoneal do paciente e permitem que o fluido de diálise permaneça dentro da cavidade e a transferência de resíduos, toxinas e água em excesso tenha lugar. As máquinas APD bombeiam dialisado usado proveniente da cavidade peritoneal, através do cateter, até o dreno. Como com o processo manual, diversos ciclos de dreno, enchimento e permanência ocorrem durante APD. Um "último enchimento" ocorre frequentemente no fim de CAPD e APD, que permanece na cavidade peritoneal do paciente até o próximo tratamento.
[009] Tanto CAPD quanto APD são sistemas tipo batelada que enviam fluido de diálise usado a um dreno. Os sistemas de fluxo em maré são sistemas em batelada modificados. Com o fluxo em maré, em vez de remover odo fluido do paciente por um período de tempo mais longo, uma porção do fluido é removido e substituído depois de menores incrementos de tempo.
[0010] Os sistemas em fluxo contínuo ou CFPD limpam ou regeneram o dialisado usado em vez de descartá-lo. Os sistemas CFPD são tipicamente mais complicados do que sistemas em batelada.
[0011] Os sistemas CAPD, APD (incluindo fluxo em maré) e CFPD podem empregar um cartucho (cassette) de bombeamento. O cartucho de bombeamento tipicamente inclui uma membrana flexível que é movida mecanicamente para empurrar e puxar fluido de diálise para fora e para dentro, respectivamente do cartucho.
[0012] Em uma forma de diálise peritoneal, um ciclador automatizado é usado para infundir e drenar fluido de diálise. Esta forma de tratamento pode ser feita automaticamente à noite enquanto o paciente dorme. O ciclador mede a quantidade de fluido infundido e a quantidade removida para computar a remoção de fluido resultante. A sequência de tratamento usualmente começa com um ciclo de dreno inicial para esvaziar a cavidade peritoneal de dialisado usado. O ciclador então realiza uma série de ciclos de enchimento, permanência e drenagem, tipicamente acabando com um ciclo de enchimento.
[0013] A diálise peritoneal geralmente requer grandes volumes de fluido de diálise. Geralmente, em cada aplicação, ou troca, um dado paciente vai infundir 2 a 3 litros de fluido de diálise para dentro da cavidade peritoneal. Permite-se que o fluido de diálise permaneça por aproximadamente 1 a 3 horas, em cujo tempo ele é drenado para fora e trocado por fluido de diálise fresco. Geralmente, quatro destas trocas são realizadas diariamente. Portanto, aproximadamente 8 a 20 litros de fluido de diálise são requeridos por dia, 7 dias uma semana, 365 dias um ano para cada paciente.
[0014] Fluidos de diálise, para uso nos tratamentos acima mencionados tem sido tradicionalmente fornecidos em bolsa recipiente vedada, pronta para uso. Por exemplo, diálise peritoneal é tipicamente realizada usando bolsas com três concentrações diferentes de dextrose. As bolsas estão sendo entregues na residência de um paciente como bolsas de 1 litro a 6 litros com diferentes concentrações de dextrose. Um consumo diário normal é em torno de 8 a 20 litros de fluido de diálise PD. O fluido é fornecido em bolsas esterilizadas de tamanhos de até seis litros, que são embaladas em caixas e fornecidas, por exemplo, mensalmente, para uso na residência do paciente. As caixas de fluido podem ser incômodas e pesadas para pacientes de PD manipularem e consomem um espaço substancial em um aposento de suas casas. As bolsas e caixas também produzem uma quantidade relativamente grande de resíduo descartado numa base semanal ou mensal.
[0015] À luz do acima exposto, diversos problemas se tornam evidente. O transporte e o armazenamento do grande volume de fluidos requerido são consumidores de espaço. Adicionalmente, o uso de múltiplas bolsas pré-carregadas produz materiais residuais na forma de embalagens e recipientes vazios.
[0016] Subsistemas para uma diálise peritoneal global, sistema que cria solução de diálise no ponto da por exemplo, na, de máquina de PD são, portanto, necessários.
[0017] O fluido de diálise PD é fornecido diretamente à cavidade peritoneal do paciente. O fluido PD, portanto, precisa ter um nível de esterilização apropriado para ser introduzido no peritônio do paciente. O fluido de diálise PD é consequentemente pré-misturado e esterilizado tipicamente antes da entrega ao local de uso, usualmente a residência do paciente.
[0018] Também, em hemodiálise e CRRT, sistemas que criam solução de diálise no ponto de uso, por exemplo, na máquina de hemodiálise ou máquina CRRT são, portanto, necessários.
[0019] Um sistema global para hemodiálise, PD ou CRRT, em algumas modalidades, incluem três componentes primários, a saber uma máquina de diálise, um purificador de água e um conjunto descartável operando com tanto a máquina de diálise quanto o purificador de água. A máquina de diálise é, por exemplo, um ciclador PD, uma máquina de hemodiálise ou uma máquina CRRT. A máquina de diálise prepara fluido de diálise a partir de água purificada a partir do purificador de água e concentrados.
[0020] O purificador de água produz água purificada a partir de por exemplo água de torneira, no ponto de uso da água purificada.
SUMÁRIO
[0021] Sob certas circunstâncias, é desejável entregar uma vazão de água produto de um certo tamanho. Por exemplo,
para ser capaz de entregar uma certa quantidade de água purificada pontualmente, ou superar uma queda de pressão causada por filtros posicionados a jusante do aparelho de purificação de água. Porém, os componentes físicos do aparelho de purificação de água e filtros podem deteriorar com o tempo. Por exemplo, filtros de qualidade esterilizante podem ser bloqueados por bactérias e endotoxinas, e possivelmente outras matérias. Isto pode afetar a vazão de água produto do aparelho de purificação de água. Consequentemente, a produtividade para uma pressão constante, vai se tornar menor com o tempo. Assim, a quantidade de água purificada produzida pelo aparelho de purificação de água pode ser incerta. Assim, um objeto da invenção é controlar propriedades do fluxo de água produto para, por exemplo, manter uma vazão ou pressão constante (ou razoavelmente constante). Um outro objeto é conservar o ponto de funcionamento (por exemplo pressão, temperatura ou vazão) de componentes no aparelho de purificação de água dentro de certos intervalos.
[0022] Estes objetos e outros são pelo menos parcialmente atingidos pelos aparelhos e métodos de acordo com as reivindicações independentes, e pelas modalidades das reivindicações dependentes.
[0023] De acordo com um primeiro aspecto, a invenção se refere a um aparelho de purificação de água para produzir água purificada. O aparelho de purificação de água compreende um dispositivo de Osmose Reversa, RO, uma bomba de RO, um trajeto de recirculação, um trajeto de água purificada, um dispositivo de controle, pelo menos um detector e uma unidade de controle. O dispositivo de Osmose
Reversa, RO, é disposto para produzir um fluxo de água purificada, o dispositivo de RO compreendendo uma entrada de alimentação disposta para receber água de alimentação e uma saída de água purificada e a bomba de RO é disposta para bombear água de alimentação para a entrada de alimentação.
Além disso, o trajeto de recirculação é disposto para recircular uma proporção do fluxo de água purificada a partir de um primeiro ponto a jusante do dispositivo de RO para um segundo ponto a montante do dispositivo de RO e o trajeto de água purificada é disposto para transportar água purificada da saída de água purificada para uma abertura de água produto.
O trajeto de água purificada compreende um trajeto de água produto disposto a jusante do trajeto de recirculação para transportar água produto para a abertura de água produto.
A unidade de controle é configurada para controlar o dispositivo de controle para regular uma vazão da água purificada no trajeto de recirculação, com base na propriedade de fluido detectada pelo ao menos um detector.
Pelo menos um detector é disposto para detectar uma propriedade de produto de fluido de água produto no trajeto da água produto.
A unidade de controle é também configurada para controlar o dispositivo de controle para controlar uma propriedade de fluido produto da água produto no trajeto da água produto para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água produto, com base na propriedade de fluido produto detectada pelo ao menos um detector.
O pelo menos um detector compreende um sensor de fluxo, e a propriedade de fluido produto detectada pelo sensor de fluxo é uma vazão de água produto no trajeto da água produto. Também, o um ou mais critérios predeterminados da água produto compreendem que a vazão de água produto no trajeto da água produto corresponde e uma vazão predeterminada.
[0024] Assim, uma ou diversas propriedades de fluido no trajeto de água purificada do aparelho de purificação de água podem ser controladas. Mais especificamente, uma ou mais propriedades do fluido produto da água produto na máquina de diálise podem ser controladas, de tal maneira que propriedades do fluido produto desejáveis são mantidas através de toda a produção e também por exemplo durante partida e parada. Aqui, uma vazão da água produto desejada pode ser mantida pelo tempo.
[0025] De acordo com algumas modalidades, em que o pelo menos um detector compreende um sensor de pressão, em que a propriedade de fluido produto detectada pelo sensor de pressão é uma pressão de fluido no trajeto da água produto, e em que o um ou mais critérios predeterminados da água produto compreendem que a pressão da água produto no trajeto da água produto fica abaixo de um predeterminado nível superior de pressão e/ou que a pressão da água produto no trajeto da água produto corresponde a um pressão predeterminada. Assim, a pressão da água produto no trajeto da água produto pode ser controlada para ficar dentro de uma faixa que é desejável para operação ótima. Assim, pode ser evitado que componentes se quebrem ou se tornem deteriorados devido a uma pressão alta demais no trajeto da água produto.
[0026] De acordo com algumas modalidades, o pelo menos um filtro é disposto para filtrar água produto escoando através do trajeto da água produto e em que o predeterminado nível superior de pressão corresponde a um nível de tolerância de pressão do pelo menos um filtro ou de qualquer outro componente disposto no trajeto da água produto.
[0027] A água é bombeada através dos filtros, bactérias e endotoxinas, e possivelmente outras matérias podem reduzir a permeabilidade de filtros dispostos em associação com o trajeto da água produto. Isto significa que a produtividade, para uma dada pressão, vai ficar menor com o tempo. Usando a técnica proposta, a pressão da água produto no trajeto da água produto pode ser aumentada, até o nível máximo permitido, para compensar tal comportamento.
[0028] De acordo com algumas modalidades, a unidade de controle é configurada para ativar uma função de alarme em resposta a uma variação da pelo menos uma propriedade de fluido produto detectada pelo ao menos um detector. Assim, o operador ou paciente pode ser avisado se um erro suspeito é detectado.
[0029] De acordo com algumas modalidades, a unidade de controle é configurada para controlar o dispositivo de controle para obter uma vazão predeterminada através da abertura de água produto durante um período de tempo predeterminado, a fim de produzir uma quantidade predeterminada de água. Assim, uma quantidade de produto requisitada pela máquina de diálise pode ser produzida. A quantidade requisitada fica tipicamente entre 0,5 e 400 litros, por exemplo 1, 2, 5, 10, 20, 50, 70, 90, 150, 200 ou 300 litros.
[0030] De acordo com algumas modalidades, o aparelho de purificação de água compreende um aquecedor, disposto para aquecer a água produto escoando no trajeto da água produto. Assim, água produto tendo uma temperatura requisitada pela máquina de diálise pode ser produzida. O aquecedor pode também ser usado para controlar a temperatura de uma membrana de RO do dispositivo de RO.
[0031] De acordo com algumas modalidades, o aparelho de purificação de água compreende um sensor de temperatura disposto para medir uma temperatura de água no trajeto de água purificada a jusante do aquecedor. De acordo com estas modalidades, a unidade de controle é configurada para controlar o dispositivo de controle para controlar a temperatura de água escoando através de uma membrana de RO do dispositivo de RO, com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura. Assim, a temperatura da membrana de RO pode ser conservada razoavelmente constante, o que pode ser desejável para operação.
[0032] De acordo com algumas modalidades, o aparelho de purificação de água compreende um tanque disposto para receber água de uma fonte de água externa e para fornecer água à entrada de alimentação.
[0033] De acordo com algumas modalidades, o aparelho de purificação de água compreende um dispositivo polidor disposto a jusante do circuito de recirculação no trajeto de água purificada. O dispositivo polidor por exemplo compreende um dispositivo de eletrodeionização, EDI.
[0034] De acordo com algumas modalidades, o aparelho de purificação de água compreende um trajeto de água permeado disposto para transportar água purificada da saída de água purificada do dispositivo de RO para uma entrada do dispositivo polidor.
[0035] De acordo com algumas modalidades, o trajeto da água produto é disposto para transportar água purificada de uma saída do dispositivo polidor para a abertura de água produto.
[0036] De acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a um método correspondente para controlar pelo menos uma propriedade de fluido em um aparelho de purificação de água produzindo água purificada. O aparelho de purificação de água compreende um dispositivo de osmose reversa, dispositivo de RO, produzindo um fluxo de água purificada, e um trajeto de recirculação disposto para recircular uma proporção do fluxo de água purificada de um ponto a jusante do dispositivo de RO para um ponto a montante do dispositivo de RO. O método compreende detectar pelo menos uma propriedade de fluido de água purificada em um trajeto de água purificada, incluindo detectar pelo menos uma propriedade de fluido produto de água produto em um trajeto da água produto do trajeto de água purificada, em que o trajeto da água produto é disposto a jusante o trajeto de recirculação, e regular uma vazão de água no trajeto de recirculação para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água purificada no trajeto de água purificada, com base no pelo menos uma propriedade de fluido detectada, incluindo regular uma vazão de água no trajeto de recirculação para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água produto da água produto no trajeto da água produto, com base na pelo menos uma propriedade de fluido produto detectada. A pelo menos uma propriedade de fluido produto compreende uma vazão de água produto no trajeto da água produto e em que o um ou mais critérios predeterminados da água produto compreendem que a vazão de água no trajeto da água produto corresponde a uma vazão predeterminada.
[0037] Assim, como descrito acima, a propriedades do fluido produto podem ser controladas para satisfazer certos critérios que são, por exemplo, definidos pelo fabricante ou usuário. Assim, a produção de água pode ser mais eficaz e tratamento de diálise pode ser mais seguro. O método também possibilita fazer variações menores e mais rápidas na vazão de água produto do que quando apenas ajustando a frequência de bombeamento usada para alimentar água ao dispositivo de RO.
[0038] De acordo com algumas modalidades, o método compreende estimar uma quantidade de água produto produzida durante um período de tempo de produção com base na duração do período de tempo de produção e uma vazão da água purificada correspondente detectada durante o período de tempo de produção. A possibilidade de controlar a pressão torna possível evitar alta pressão no trajeto da água produto, o que no pior caso pode causar colapso.
[0039] De acordo com algumas modalidades, o método compreende disparar uma ação predeterminada quando a quantidade atinge um volume de produção predefinido. Por exemplo, um sinal ou ação de alerta (por exemplo, uma mensagem sendo enviada à máquina de diálise) pode ser disparado quando um volume requisitado tiver sido produzido.
[0040] De acordo com algumas modalidades, a pelo menos uma propriedade de fluido produto compreende pressão no trajeto da água produto, e em que o um ou mais critérios predeterminados de água produto compreendem que a pressão da água produto no trajeto da água produto fica abaixo de um nível superior de pressão predeterminado.
[0041] De acordo com algumas modalidades, o método compreende medir uma temperatura de água no trajeto de água purificada a jusante de um aquecedor disposto no trajeto de água purificada. De acordo com estas modalidades regular então compreende regular uma vazão da água no trajeto de recirculação de tal maneira que a temperatura de água escoando através de uma membrana de RO do dispositivo de RO satisfaz um critério de temperatura predeterminado, com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura.
[0042] Deste modo, a faixa de temperatura da água indo para a membrana de RO vai ser menos dependente da temperatura da água que entra e a temperatura ambiente uma vez que um fluxo de retorno de água purificada aquecida pode ser usado para aumentar a temperatura de água no tanque. Consequentemente, o comportamento em filtração da membrana vai ser mais estável.
[0043] De acordo com algumas modalidades, o método compreende realizar continuamente a detecção e a regulagem enquanto o aparelho de purificação de água está produzindo água purificada.
[0044] De acordo com algumas modalidades, o método compreende ativar uma função de alarme em resposta a uma variação da pelo menos uma propriedade de fluido produto detectada. Assim, o método proposto de acordo com estas modalidades também possibilita que o purificador de água detecte variações súbitas da pressão, tais como rompimento de um filtro, o que significa uma menor queda de pressão, e, deste modo, uma pressão menor e um fluxo maior no trajeto da água produto. Alternativamente, um vazamento entre o purificador de água e os filtros vai também resultar em uma queda de pressão, o que deve fazer o alarme disparar.
[0045] De acordo com algumas modalidades, o nível superior de predeterminado corresponde a um nível de tolerância de pressão de pelo menos um filtro disposto para filtrar água produto a jusante do trajeto da água produto ou de qualquer outro componente disposto no, ou dentro de uma distância predeterminada do trajeto da água produto.
[0046] De acordo com algumas modalidades, controlar compreende controlar a propriedade de fluido da água produto para obter uma vazão predeterminada durante um período de tempo predeterminado, a fim de produzir uma quantidade de água predeterminada. Além disso, o purificador de água pode continuar a entregar o volume requisitado à máquina de diálise mesmo se a comunicação com a máquina de diálise é perdida. A quantidade predeterminada fica tipicamente entre 0,5 e 400 litros.
[0047] De acordo com algumas modalidades, o método compreende controlar a temperatura da água produto escoando no trajeto da água produto.
[0048] De acordo com algumas modalidades, um dispositivo polidor é disposto a jusante do circuito de recirculação no fluxo de água purificada e então o trajeto da água produto é disposto para transportar água produto de uma saída do dispositivo polidor para a abertura de água produto.
[0049] De acordo com um terceiro aspecto, a invenção se refere a um programa de computador compreendendo instruções que, quando o programa é executado por um computador, fazem o computador realizar o método descrito acima e abaixo.
[0050] De acordo com um quarto aspecto, a invenção se refere a um meio legível em computador compreendendo instruções, que, quando executadas por um computador, fazem o computador realizar o método descrito acima e abaixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0051] Modalidades da invenção são descritas em mais detalhe com referência aos desenhos anexos ilustrando exemplos de modalidades da invenção em que:
[0052] A Figura 1 é uma vista em elevação frontal de uma modalidade de um sistema de diálise PD tendo produção de fluido de diálise em pontos de atendimento usando água purificada proveniente de um aparelho de purificação de água.
[0053] A Figura 2 é uma vista em elevação de uma modalidade de um conjunto descartável usado com o sistema ilustrado na Figura 1.
[0054] A Figura 3 é um esquema de algumas partes funcionais do aparelho de purificação de água.
[0055] Figura 4a ilustra uma primeira modalidade exemplificativa de um aparelho de purificação de água 300 compreendendo um dispositivo de RO 301.
[0056] Figura 4b ilustra a funcionalidade de uma unidade de controle do aparelho de purificação de água 300.
[0057] Figura 5 ilustra um fluxograma de um método para uso em uma máquina de diálise.
[0058] Figura 6 ilustra um exemplo de aparelho de purificação de água em maior detalhe.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0059] Quando se usa um aparelho de purificação de água, por exemplo para pontos de atendimento, pode ser desejável ser capaz de controlar a vazão da água purificada, isto é, água produto. Se a vazão da água produto é constante, ou pelo menos conhecida, é possível prever a quantidade de água que é produzida durante um certo tempo de produção.
[0060] Geralmente, é desejável produzir uma quantidade desejada de água produto tão rapidamente quanto possível. Porém, se a vazão de água produto é demasiadamente alta, a pressão de água no aparelho de purificação de água pode ser demasiadamente alta, o que pode causar danos ao sistema de fluido e outros componentes físicos no ou associados com o aparelho de purificação de água. Além disso, se a vazão de água produto ou pressão é demasiadamente alta, filtros em um conjunto de linhas dedicado disposto para fornecer água produto por exemplo a uma máquina de diálise podem se quebrar, o que pode causar risco de para bactérias e endotoxinas atingirem o paciente.
[0061] A técnica proposta, portanto, propõe um método de controlar a vazão de água produto de um aparelho de purificação de água com base em uma ou mais propriedades ou parâmetros do fluido produto, tais como uma vazão, pressão ou temperatura de água produto no trajeto da água produto. O controle é, por exemplo, implementado usando uma válvula proporcional eletricamente controlada em um trajeto de recirculação do aparelho de purificação de água. A válvula eletricamente controlável pode também ser usada para controlar outras propriedades de fluido da água purificada, tais como pressão ou temperatura.
[0062] Para entender melhor a técnica proposta um aparelho de purificação de água, onde a técnica proposta pode ser implementada, é explicada a seguir como uma parte incluída em um sistema de diálise peritoneal. Porém, a técnica proposta pode também ser implementada em um aparelho de purificação de água que é usado para produzir água purificada para outros tipos de sistemas de diálise, por exemplo, sistemas de hemodiálise ou CRRT, para uso na produção de fluidos de diálise a serem usados nos tratamentos para hemodiálise ou CRRT realizados pelos sistemas em um ponto de atendimento ou ponto de uso.
[0063] Com referência agora aos desenhos e em particular à Figura 1, um sistema de diálise peritoneal tendo produção de fluido de diálise no ponto de uso é ilustrado pelo sistema 10a. O sistema 10a inclui um ciclador 20 e um aparelho de purificação de água 300. Cicladores apropriados para o ciclador 20 incluem, por exemplo, o ciclador Amia® ou HomeChoice® comercializado por Baxter International Inc., com o entendimento de que esses cicladores precisam de programação atualizada para realizar e usar o fluido de diálise de ponto de uso produzido de acordo com o sistema 10a. Para este fim, o ciclador 20 inclui uma unidade de controle 22 tendo pelo menos um processador e pelo menos uma memória. A unidade de controle 22 inclui ainda um transceptor cabeado ou sem fio para enviar informação a e receber informação de um aparelho de purificação de água 300. O aparelho de purificação de água 300 também inclui uma unidade de controle 112 tendo pelo menos um processador e pelo menos uma memória. A unidade de controle 112 inclui ainda um transceptor cabeado ou sem fio para enviar informação a e receber informação da unidade de controle 22 do ciclador 20. Comunicação cabeada pode ser por meio de conexão por Ethernet, por exemplo. Comunicação sem fio pode ser estabelecida por meio de qualquer um dos protocolos Bluetooth™, WiFi™, Zigbee®, Z-Wave®, sem fio Barramento Serial Universal ("USB"), ou infravermelho, ou por meio de qualquer outra tecnologia de comunicação sem fio apropriada. A unidade de controle 22 compreende um programa de computador compreendendo instruções que, quando o programa é executado pela unidade de controle 22, fazem a unidade de controle 22 e o aparelho de purificação de água realizar qualquer um ou diversos dos métodos e programas de acordo com qualquer uma das modalidades aqui descritas. As instruções podem ser salvas em um meio legível em computador tal como um dispositivo de memória portátil, por exemplo uma memória USB, um computador portátil ou similar, e carregadas na unidade de controle 22.
[0064] O ciclador 20 inclui um alojamento 24, que aloja equipamento programado por meio da unidade de controle 22 para preparar solução de diálise fresca no ponto de uso, bombear o fluido de diálise recém preparado para o paciente P, permitir que o fluido de diálise permaneça dentro do paciente P, então bombear fluido de diálise usado para um dreno. Na Figura 1, o aparelho de purificação de água 300 inclui um primeiro trajeto de dreno 384, levando a um dreno 339, que pode ser um dreno de alojamento ou recipiente de drenagem. O equipamento programado por meio de unidade de controle 22 para preparar solução de diálise fresca no ponto de uso pode incluir equipamento para um sistema de bombeamento pneumático, incluindo, mas não limitado a (i) um ou mais reservatórios de pressão positiva, (ii) um ou mais reservatórios de pressão negativa, (iii) um compressor e uma bomba de vácuo cada um sob controle de unidade de controle 22, ou uma única bomba criando pressão tanto positiva quanto negativa sob controle da unidade de controle 22, para fornecer pressão positiva e negativa a ser armazenada no um ou mais reservatórios de pressão positiva e negativa, (iv) várias câmaras de válvula pneumática para fornecer pressão positiva e negativa a várias câmaras de válvula para fluido, (v) várias câmaras de bomba pneumática para fornecer pressão positiva e negativa a várias câmaras de bomba de fluido, (vi) várias válvulas solenoides pneumáticas liga/desliga eletricamente atuadas sob controle da unidade de controle 22 localizadas entre as várias câmaras de válvula pneumática e as várias câmaras de válvula de fluido, (vii) várias válvulas pneumáticas de orifício variável eletricamente atuadas sob controle da unidade de controle 22 localizadas entre as várias câmaras de bomba pneumática e as várias câmaras de bomba de fluido, (viii) um aquecedor sob controle da unidade de controle 22 para aquecer o fluido de diálise à medida que ele está sendo misturado em uma modalidade, e (viii) um oclusor 26 sob controle da unidade de controle 22 para fechar as linhas do paciente e de dreno em situações de alarme e outras.
[0065] Em uma modalidade, as várias câmaras de válvula pneumática e as várias câmaras de bomba pneumática são localizadas sobre uma face ou superfície frontal do alojamento 24 do ciclador 20. O aquecedor é localizado no interior do alojamento 24 e em algumas modalidades, inclui serpentinas de aquecimento que contatam uma cuba de aquecimento, que é localizada no topo do alojamento 24, abaixo de uma tampa de aquecimento (não vista na Figura 1).
[0066] O ciclador 20 na Figura 1 também inclui uma interface de usuário 30. A unidade de controle 22 em uma modalidade inclui um controlador de vídeo, que pode ter seus próprios processamento e memória para interagir com processamento de controle e memória primários da unidade de controle 22. A interface de usuário 30 inclui um monitor de vídeo 32, que pode operar com uma sobreposição de tela sensível ao toque colocada sobre o monitor de vídeo 32 para submissão de comandos por meio de a interface de usuário 30 para a unidade de controle 22. A interface de usuário 30 pode também incluir um ou mais dispositivos eletromecânicos de entrada, tais como um comutador de membrana ou outro botão.
[0067] O aparelho de purificação de água 300 na Figura 1 também inclui uma interface de usuário 120. A unidade de controle 112 de aparelho de purificação de água 300 pode então incluir um controlador de vídeo, que pode ter seus próprios processamento e memória para interagir com processamento de controle e memória primários da unidade de controle 112. A interface de usuário 120 inclui um monitor de vídeo 122, que pode igualmente operar com uma sobreposição de tela sensível ao toque colocada sobre o vídeo monitor 122 para submissão de comandos na unidade de controle 112. A interface de usuário 120 pode também incluir um ou mais dispositivos eletromecânicos de entrada,
tais como um comutador de membrana ou outro botão. A unidade de controle 112 pode incluir ainda um controlador de áudio para reproduzir arquivos sonoros, tais como sons de alarme ou alerta, em um ou mais alto-falantes 124 do aparelho de purificação de água 300.
[0068] Com referência adicionalmente à Figura 2, um conjunto descartável 40 é ilustrado. O conjunto descartável 40 é também ilustrado na Figura 1, conjugado com o ciclador 20 para mover fluido dentro do conjunto descartável 40, por exemplo, para misturar fluido de diálise como discutido aqui. O conjunto descartável 40 no exemplo ilustrado inclui um cartucho descartável 42, que pode incluir uma peça de plástico rígido plana recoberta sobre um ou ambos lados por uma membrana flexível. A membrana pressionada contra o alojamento 24 do ciclador 20 forma uma membrana de bombeamento e valvular. A Figura 2 ilustra que o cartucho descartável 42 inclui câmaras de bomba de fluido 44 que operam com as câmaras de bomba pneumática localizadas no alojamento 24 do ciclador 20 e câmaras de válvula de fluido 46 que operam com as câmaras de válvula pneumática localizadas no alojamento 24 do ciclador 20.
[0069] As Figuras 1 e 2 ilustram que o conjunto descartável 40 inclui uma linha do paciente 50 que se estende a partir de uma abertura da linha do paciente do cartucho 42 e termina em um conector da linha de paciente
52. A Figura 1 ilustra que o conector da linha de paciente 52 se conecta a um conjunto de transferência do paciente 54, que por sua vez se conecta a um cateter de permanência localizado na cavidade peritoneal de paciente P. O conjunto descartável 40 inclui uma linha de dreno 56 que se estende a partir de uma abertura de linha de dreno do cartucho 42 e termina em um conector de linha de dreno 58. A Figura 1 ilustra que o conector de linha de dreno 58 se conecta removivelmente a uma abertura de dreno 118 de aparelho de purificação de água 300 para receber fluido de diálise usado do ciclador 20.
[0070] As Figuras 1 e 2 ilustram ainda que o conjunto descartável 40 inclui uma linha aquecedora/misturadora 60 que se estende a partir da linha aquecedora/misturadora do cartucho 42 e termina em uma bolsa aquecedora/misturadora 62 discutida em mais detalhe abaixo. O conjunto descartável 40 inclui um segmento de linha de água a montante 64a que se estende para um acumulador de água na entrada de água
66. Um segmento de linha de água a jusante 64b se estende a partir de uma saída de água 66b do acumulador de água 66 até o cartucho 42. Nos exemplos ilustrados, o segmento de linha de água a montante 64a começa em um conector de linha de água 68 e é localizado a montante do acumulador de água
66. A Figura 1 ilustra que o conector de linha de água 68 é removivelmente conectado a uma abertura de água produto 128 do purificador de água 110.
[0071] O aparelho de purificação de água 300 produz água purificada e água apropriada para, por exemplo, diálise peritoneal ("WFPD"). WFPD é água apropriada para preparar fluido de diálise para entrega à cavidade peritoneal do paciente P. WFPD é, por exemplo, água para diálise ou água para injeção.
[0072] Em uma modalidade, um filtro estéril de qualidade esterilizante 70a é colocado a montante de um filtro estéril de qualidade esterilizante a jusante 70b. Os filtros 70a e 70b podem ser colocados no segmento linha de água 64a a montante do acumulador de água 66. Os filtros estéreis de qualidade esterilizante 70a e 70b podem ser filtros de passar através que não têm uma linha de rejeito. Os tamanhos de poro para o filtro esterilizante podem, por exemplo, ser menores do que um mícron, tais como 0,1 ou 0,2 mícron. Filtros estéreis de qualidade esterilizante apropriados 70a e 70b podem, por exemplo, ser filtros Pall IV-5 ou GVS Speedflow, ou ser filtros fornecidos pelo cessionário da presente invenção. Em modalidades alternativas, apenas um ou mais do que dois filtros estéreis de qualidade esterilizante são colocados no segmento linha de água 64a a montante do acumulador de água
66. O um ou diversos filtros estéreis de qualidade esterilizante podem ser dispostos próximos do acumulador de água 66, de tal maneira que o conjunto descartável 40 se torna mais fácil de dobrar. Em outras modalidades alternativa, não há filtros estéreis de qualidade esterilizante no segmento linha de água 64a. Os filtros estéreis de qualidade esterilizante podem, por exemplo, ser substituídos por um ou diversos ultrafiltros localizados no trajeto da água produto do aparelho de purificação de água
300.
[0073] A Figura 2 ilustra que uma linha de última bolsa ou amostra 72 pode ser prevista a qual se estende a partir de uma abertura de última bolsa ou amostra de cartucho 42. A linha de última bolsa ou amostra 72 termina em um conector 74, que pode ser conectado a um conector conjugado de uma bolsa pré-misturada de último enchimento de fluido de diálise ou a uma bolsa de amostra ou outro recipiente de coleta de amostra. A linha de última bolsa ou amostra 72 e o conector 74 podem ser usados alternativamente para um terceiro tipo de concentrado se desejado.
[0074] As Figuras 1 e 2 ilustram que o conjunto descartável 40 inclui uma primeira linha de concentrado 76 estendendo-se a partir de uma primeira abertura de concentrado do cartucho 42 e termina em um primeiro conector de concentrado de cartucho 80a. Uma segunda linha de concentrado 78 se estende a partir de uma segunda abertura de concentrado do cartucho 42 e termina em um segundo conector de cartucho 82a.
[0075] A Figura 1 ilustra que um primeiro recipiente de concentrado 84a contém um primeiro concentrado, por exemplo, glicose, que é bombeado a partir do recipiente 84a através de uma linha de recipiente 86 para um primeiro conector de concentrado do recipiente 80b, que se conjuga com o primeiro conector de conector de cartucho 80a. Um segundo recipiente de concentrado 84b contém um segundo concentrado, por exemplo, tampão, que é bombeado a partir do recipiente 84b através de uma linha de recipiente 88 até um segundo conector de concentrado de recipiente 82b, que se conjuga com o segundo cartucho conector de concentrado 82a.
[0076] Para começar o tratamento, o paciente P tipicamente carrega o cartucho 42 no ciclador e em uma ordem aleatória ou designada (i) coloca a bolsa aquecedora/misturadora 62 sobre o ciclador 20, (ii) conecta o segmento linha de água a montante 64a à abertura de água produto 128 do aparelho de purificação de água 300, (iii) conecta a linha de dreno 56 à abertura de dreno 118 doe aparelho de purificação de água 300, (iv) conecta o primeiro conector de concentrado do cartucho 80a ao primeiro conector de concentrado do recipiente 80b, e (v) conecta o segundo conector de concentrado do cartucho 82a ao segundo conector de concentrado do recipiente 82b. Neste ponto, o conector de paciente 52 ainda está capeado. Uma vez que fluido de diálise fresco é preparado e verificado, a linha do paciente 50 é escorvada com fluido de diálise fresco, depois do qual o paciente P pode conectar o conector da linha de paciente 52 para transferir o conjunto 54 para tratamento. Cada uma das etapas acima pode ser ilustrada graficamente no monitor de vídeo 32 e/ou ser prevista por meio de guia de voz a partir de alto-falantes
34.
[0077] O aparelho de purificação de água 300 vai agora ser descrito em mais detalhe.
[0078] A Figura 3 é um esquema das partes funcionais do aparelho de purificação de água 300, incluindo um módulo de pré-tratamento 160, um módulo de osmose reversa (RO) 170 e um módulo de pós-tratamento 180. O aparelho de purificação de água 300 compreende uma abertura de entrada 399 para alimentar água a partir de uma fonte de água 398, por exemplo, uma torneira de água, para dentro do aparelho de purificação de água 300, para purificação da água. A água que chega da fonte de água é alimentada através da abertura de entrada 399 para dentro do módulo de pré-tratamento 160. Módulo de pré-tratamento
[0079] O módulo de pré-tratamento 160 trata a água que chega com um filtro de partículas e um leito de carbono ativado.
[0080] O filtro de partículas é disposto para remover partículas tais como argila, lodo e silício da água que chega. O filtro de partículas é disposto para proibir partículas no tamanho de micrômetros, opcionalmente também moléculas maiores de endotoxinas, provenientes da água que chega.
[0081] O leito de carbono ativado é disposto para remover cloro e composições com cloro da água que chega e para absorver substâncias toxicas e pesticidas. Em uma modalidade exemplificativa, o leito de carbono ativado é disposto para remover um ou vários dentre hipoclorito, cloramina e cloro. Em uma outra modalidade exemplificativa, o leito de carbono ativado é também disposto para reduzir compostos orgânicos (TOC carbono orgânico total) incluindo pesticidas da água que chega.
[0082] Em algumas modalidades, o filtro de partículas e o leito de carbono ativado são integrados como uma única parte consumível. A parte consumível é por exemplo trocada sobre um intervalo predefinido dependente da qualidade da água que chega. A qualidade da água que chega é por exemplo examinada e determinada por pessoal qualificado antes do primeiro uso do aparelho de purificação de água 300 em um ponto de atendimento.
[0083] Opcionalmente o módulo de pré-tratamento 160 compreende um dispositivo de troca iônica para proteção de dispositivos localizados a jusante taus como um de Osmose Reversa, RO, membrana e um polidor.
[0084] O módulo de pré-tratamento 160 assim filtra a água que chega e entrega água pré-tratada a um módulo de RO localizado a jusante 170.
Módulo de RO
[0085] O módulo de RO 170 remove impurezas da água filtrada, tais como microorganismos, pirogênios e material iônico provenientes da água pré-tratada pelo efeito de osmose reversa. A água pré-tratada é pressurizada por uma bomba e forçada através de membrana de RO para superar a pressão osmótica. A membrana de RO é por exemplo uma membrana semipermeável. Deste modo a corrente de água pré- tratada, chamada água de alimentação, é dividida em uma corrente de água de rejeito e uma corrente de água permeada. Em uma modalidade exemplificativa, a água de rejeito pode ser passada por meio de um ou ambos dentre um primeiro trajeto de rejeito e um segundo trajeto de rejeito. O primeiro trajeto de rejeito recircula água de rejeito de volta para o trajeto da água de alimentação da bomba de RO a fim de ser alimentada de volta ao dispositivo de RO mais uma vez. A água de rejeito recirculada aumenta o fluxo de alimentação para o dispositivo de RO, para conseguir um fluxo suficiente além do lado de rejeito da membrana de RO para minimizar formação de crosta e fuligem da membrana de RO. O segundo trajeto de rejeito dirige água de rejeito para o dreno. Isto faz o nível de concentração sobre o lado de rejeito ser suficientemente baixo para conseguir uma concentração de fluido permeado requerida apropriada. Se a água de alimentação tem baixo teor de solutos, parte do fluxo de dreno pode também ser dirigido de volta para o lado de entrada da membrana de RO e deste modo aumentar a eficiência da água do aparelho de purificação de água 300.
[0086] O módulo de RO 170, assim, trata a água pré-
tratada e entrega água permeada a um módulo de pós- tratamento localizado a jusante 180. Módulo de pós-tratamento
[0087] O módulo de pós-tratamento 180 vai polir a água permeada a fim de remover adicionalmente íons da água permeada. A água permeada é polida usando um dispositivo polidor tal como um dispositivo de eletrodeionização, EDI, ou um dispositivo de filtro em leito misto.
[0088] O dispositivo EDI faz uso de eletrodeionização para remover íons da água permeada, tais como alumínio, chumbo, cádmio, crômio, sódio e/ou potássio etc., que tenham penetrado na membrana de RO. O dispositivo EDI utiliza eletricidade, membranas de troca iônica e resina para deionizar a água permeada e separar íons dissolvidos, isto é, impurezas, da água permeada. O dispositivo EDI produz água polida, polida pelo dispositivo EDI a um nível de pureza mais alto do que o nível de pureza da água permeada. O dispositivo EDI tem um efeito antibacteriano da água produto e pode reduzir a quantidade de bactérias e endotoxinas na água devido, entre outros, ao campo elétrico no dispositivo EDI. Em uma modalidade, o dispositivo EDI tem uma capacidade de produzir água produto de 70-210 ml/min. A capacidade do dispositivo EDI assim define o limite para a vazão da água produzida.
[0089] O dispositivo de filtro de leito misto compreende uma coluna, ou recipiente, com um material de troca iônica de leito misto.
[0090] A água polida, aqui também referida como água produto, está depois disso pronta para ser entregue a partir de uma abertura de água produto 128 do aparelho de purificação de água 300 para um ponto de uso da água produto. A água produto é apropriada para diálise, isto é, água para diálise. Em uma modalidade, a água produto é água para injeção. Em uma modalidade exemplificativa, um conjunto descartável 40, incluindo uma linha de água 56, é disposto no aparelho de purificação de água 300 para transportar a água produto para um ponto de uso. Opcionalmente, o aparelho de purificação de água 300 compreende uma abertura de dreno 118. A abertura de dreno 118 é em uma modalidade exemplificativa usada para receber fluido usada, por exemplo, de um paciente PD, por meio de uma linha de dreno 64, para transporte adicional por meio de um primeiro trajeto de dreno 384 no interior do aparelho de purificação de água 300 para um dreno 339 do aparelho de purificação de água 300. Como uma outra opção, a abertura de dreno 118 recebe uma amostra de solução misturada pronta para transporte adicional para um sensor de condutividade disposto no aparelho de purificação de água 300, por exemplo, no primeiro trajeto de dreno 384. O conjunto descartável 40 é aqui disposto com filtros estéreis esterilizados 70a, 70b, para filtrar a água produto proveniente do aparelho de purificação de água 300 para assegurar uma qualidade da água produto como a de água para injeção.
[0091] Assim, a água produto coletada na bolsa acumuladora 66 passou através de um ou vários filtros estéreis de qualidade esterilizante do conjunto descartável 40 para remoção de bactérias e endotoxinas, isto é, para produzir água produto estéril. De acordo com uma modalidade, os filtros estéreis de qualidade esterilizante são redundantes.
[0092] Por coleta da água produto estéril na bolsa acumuladora 66, o aparelho de purificação de água 300 e o ciclador 20 são desacoplados em termos de pressão, de modo que a alta pressão necessária para empurrar a água através dos filtros estéreis de qualidade esterilizante não afeta o ciclador 20.
[0093] A unidade de controle 112 do aparelho de purificação de água 300 é disposta para ajustar o aparelho de purificação de água 300 em diferentes estados de operação, por exemplo, ESPERA, CONEXÃO, VAZIO, EM MARCHA e MANUTENÇÃO. O aparelho de purificação de água 300 é disposto para agir por comandos a partir do ciclador 20.
[0094] O aparelho de purificação de água 300 é, quando não em uso, mas energizado, ajustado em um estado de espera.
[0095] Em ESPERA o aparelho de purificação de água 300 aguarda pelo comando CONEXÃO ou MANUTENÇÃO.
[0096] As principais etapas dos diferentes estados são explicadas. Etapas realizadas para mitigar riscos, tais como, por exemplo, comparar sensores de fluxo, testar quais dos trajetos de fluxo não vazam, e assim por diante são omitidas. Estado CONEXÃO
[0097] Durante o estado CONEXÃO, o sistema testa sensores e checa o dispositivo EDI para ver que o sistema está pronto quando o comando para ir para o estado VAZIO é recebido. O estado CONEXÃO pode também incluir a descarga de certos componentes, por exemplo, no módulo de pré- tratamento 160.
[0098] O paciente é também tipicamente solicitado a tomar uma amostra da água que chega, em uma abertura de amostragem localizada depois do módulo de pré-tratamento
160. O que é checado nesta amostra é se o nível de cloro, incluindo hipoclorito, cloramina e cloro, estão abaixo dos níveis permitidos.
[0099] Quando todas as etapas do estado CONEXÃO tiverem sido realizadas o sistema está pronto para seguir. Estado VAZIO
[00100] Neste estado, o aparelho de purificação de água 300 está aguardando, ou para uma medição de condutividade do fluido de retorno (quando um fluido de diálise recém preparado deve ser testado), ou um novo pedido de suprimento de água produto a partir do ciclador 20.
[00101] Neste estado, o aparelho de purificação de água 300 pode se preparar para entregar água produto. O aparelho de purificação de água 300 então começa a produção de água produto, mas em vez de entregar a água produto fora da abertura de produto 128, a água produto produzida é recirculada para o tanque 350 até que a água produto obtenha um nível de condutividade estável e o dispositivo de RO esteja funcionando em um ponto de funcionamento desejado para o dispositivo de RO 301.
[00102] O aparelho de purificação de água 300 recircula o trajeto da água ocasionalmente para minimizar o tempo de partida para a fase de produção de água.
[00103] O estado VAZIO pode também incluir descarga de certos componentes por exemplo no módulo de pré-tratamento
160. Estado EM MARCHA
[00104] No estado EM MARCHA o aparelho de purificação de água 300 supre água produto (por exemplo, um volume requisitado pelo ciclador 20) à bolsa acumuladora do conjunto descartável 66.
[00105] A técnica proposta vai agora ser descrita em mais detalhe com referência às Figura 4a, Figura 4b e Figura 5.
[00106] A Figura 4a ilustra um aparelho de purificação de água 30 compreendendo um dispositivo de RO 301. Note-se que a Figura 4a é apenas um desenho conceitual e que ela apenas ilustra partes do aparelho de purificação de água 300 que são relacionadas com a técnica proposta. Uma ilustração mais detalhada um aparelho de purificação de água 300 exemplificativo e sua operação é fornecida em relação à Figura 6.
[00107] O aparelho de purificação de água 300 da Figura 4a compreende um dispositivo de RO 301, um tanque 350, uma bomba de RO 450, um trajeto de alimentação de água 390, um trajeto de recirculação 375, um trajeto de água purificada 371, um dispositivo de controle 305a, um sensor de temperatura 303, um sensor de pressão 308, um sensor de fluxo 309, um aquecedor 302, um sensor de fluxo 380, uma abertura de água produto 128 e uma unidade de controle 112.
[00108] O dispositivo de RO 301 é disposto para produzir um fluxo de água purificada e um fluxo de rejeito. Em maior detalhe, o dispositivo de RO 301 compreende uma membrana de RO 324, uma entrada de alimentação 301a, saída de água purificada 301b e uma saída de rejeito 301c. A membrana de RO 324 separa a entrada de alimentação 301a e a saída de rejeito 301c, da saída de água purificada 301b. O fluxo de rejeito é dirigido para um primeiro trajeto de rejeito 385b e/ou para um dreno 339 do aparelho de purificação de água 300. O primeiro trajeto de rejeito 385b é fluidamente conectado à saída de rejeito 301c e ao trajeto de água de alimentação 390.
[00109] O trajeto de água de alimentação 390 é disposto para transportar água de alimentação para a entrada de alimentação 301a. O trajeto água de alimentação 390 é fluidamente conectado à entrada de alimentação 301a.
[00110] O tanque 350 é disposto no trajeto de água de alimentação 390 para coletar água. Mais especificamente, o tanque 350 é disposto para receber água a partir de uma fonte de água externa e para fornecer água para a entrada de alimentação 301a. De acordo com algumas modalidades o tanque 350 é opcional, o que é indicado pelas linhas tracejadas na Figura 4a.
[00111] A bomba de RO 450 é disposta no trajeto de água de alimentação 390, para bombear água de alimentação para a entrada de alimentação 301a. A bomba de RO 450 é disposta a jusante do tanque 350 (quando presente). A bomba de RO 450 é configurada para ser controlada para uma certa velocidade da bomba correspondendo a uma certa vazão do fluxo de água permeada. Como a permeabilidade da membrana de RO 324 aumenta à medida que a temperatura da água de alimentação aumenta, a relação entre a velocidade da bomba e a vazão é dependente da temperatura da água alimentada para a entrada de alimentação 301a, e, assim, da temperatura da membrana de RO 324.
[00112] A abertura de água produto 128 é disposta para fornecer água produto por exemplo para uma máquina de diálise, por exemplo, por meio de um conjunto de linhas dedicado. Filtros de qualidade esterilizante (não mostrados) são tipicamente localizados no conjunto de linhas fora do aparelho de purificação de água 300, a jusante da abertura de água produto 128.
[00113] O trajeto de recirculação 375, é disposto para recircular uma proporção do fluxo de água purificada a partir de um primeiro ponto a jusante do dispositivo de RO 301 para um segundo ponto a montante do dispositivo de RO
301. Mais especificamente, o trajeto de recirculação 375 é disposto para circular água purificada aquecida a partir de um ponto a jusante do dispositivo de RO 301, para o trajeto de água de alimentação 390, no interior do aparelho de purificação de água 300. A água purificada é no exemplo da Figura 4a recirculada para o tanque 350 e mais uma vez alimentada para a entrada de alimentação 301a do dispositivo de RO 301. Porém, a água purificada pode alternativamente ser recirculada diretamente para a linha de água a montante da bomba de RO 450.
[00114] O trajeto de água purificada 371 é fluidamente conectado à saída de água purificada 301b e à abertura de água produto 128. O trajeto de água purificada 371 é configurado para transportar água purificada a partir da saída de água purificada 301b para a abertura de água produto 128. O trajeto de água purificada 371 compreende o trajeto de água permeado 371a e um trajeto da água produto 371c. O trajeto da água produto aqui se refere à parte do trajeto de água purificada 371 o mais próximo da abertura de água produto 128, em que as propriedades de fluido, tais como pressão e vazão, são as mesmas (ou similares) às na abertura de água produto 128.
[00115] O aquecedor 302 é disposto para aquecer a água produto escoando no trajeto da água produto 371c. O aquecedor 302 é, por exemplo, um aquecedor disposto para aquecer a água purificada produzida pelo dispositivo de RO
301. Além disso, no exemplo da Figura 4a, água purificada que deixa o dispositivo de RO 301 também passa pelo sensor de fluxo 410 e pelo sensor de temperatura 303 que são incluídos no trajeto de água permeado 371a.
[00116] O trajeto de água purificada 371 compreende um dispositivo polidor 306, por exemplo, um dispositivo de eletrodeionização, EDI. Alternativamente, o dispositivo polidor 306 é um dispositivo de filtro de leito misto. O dispositivo polidor 306 é disposto a jusante do circuito de recirculação 374 no trajeto de água purificada 371. Assim, o dispositivo polidor 306 é disposto no trajeto de água purificada 371 a jusante do ponto onde o trajeto de recirculação 375 é conectado ao trajeto de água purificada. O dispositivo polidor 306 é fluidamente conectado ao trajeto de água permeado 371a e ao trajeto da água produto 371c. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades, o trajeto de água permeado 371a é disposto para transportar água purificada a partir da saída de água purificada 301b do dispositivo de RO 301 para uma entrada do dispositivo polidor 306 e o trajeto da água produto 371c é disposto para transportar água purificada a partir de uma saída do dispositivo polidor 306 para a abertura de água produto 128.
[00117] Esta invenção é baseada na visão de que uma propriedade de fluido tal como uma pressão ou vazão de água produto no trajeto da água produto 371c, pode ser controlada pelo controle da porção do fluxo de permeado produzido pelo dispositivo de RO que é recirculado para a entrada de alimentação 301a. O dispositivo de controle 305a, tal como uma válvula eletricamente controlável, é disposto para possibilitar tal controle. Em outras palavras, o dispositivo de controle 305a é disposto para regular uma vazão da água purificada no trajeto de recirculação 375. De acordo com algumas modalidades o dispositivo de controle 305a é configurado para receber dados de controle e para regular a proporção do fluxo de permeado que é recirculado com base nos dados de controle. Os dados de controle podem ser um sinal elétrico (analógico ou digital). O dispositivo de controle 305a é tipicamente um dispositivo de controle de fluxo tal como uma válvula proporcional. A válvula proporcional é tipicamente eletricamente controlada. Porém, uma válvula proporcional mecânica pode também ser usada. Em uma modalidade, o dispositivo de controle 305a é uma bomba, por exemplo, uma bomba de deslocamento positivo tal como uma bomba volumétrica ou uma bomba de pistão.
[00118] Como descrito acima, a técnica proposta possibilita controle da pelo menos uma propriedade de fluido, tal como vazão ou pressão no trajeto da água produto 371c, quando o aparelho de purificação de água é operado. De acordo com algumas modalidades, a técnica proposta possibilita controle de outras propriedades, por exemplo, propriedades do fluido permeado, tais como uma temperatura da membrana de RO 324 ou o ponto de funcionamento do dispositivo de RO. Para possibilitar tal controle, a propriedade (ou propriedades) de fluido relevante precisa ser medida ou pelo menos detectada ou estimada de alguma forma. Assim, o pelo menos um detector é disposto para detectar uma propriedade de fluido da água purificada no trajeto de água purificada 371.
[00119] De acordo com algumas modalidades, o pelo menos um detector é disposto para detectar uma propriedade de fluido produto da água produto no trajeto da água produto 371c. O pelo menos um detector pode ser implementado em uma pluralidade de formas. De acordo com algumas modalidades o pelo menos um detector é configurado para fornecer dados da propriedade de fluido produto, definindo pelo menos uma propriedade de fluido produto. De acordo com algumas modalidades o controle é com base em outras propriedades, tais como propriedades do fluido permeado, por exemplo, uma temperatura de água purificada escoando no trajeto de água permeado 371a.
[00120] Na Figura 4a o pelo menos um detector é o sensor de fluxo 309 e um sensor de pressão 308. Então a propriedade de fluido produto medida pelo sensor de fluxo 309 é uma vazão de água produto no trajeto da água produto 371c. A propriedade de fluido produto detectada pelo sensor de pressão 308 é uma pressão no trajeto da água produto 371c. Além disso, o sensor de temperatura 303 é disposto para medir uma temperatura da água purificada no trajeto de água permeado 371a, a jusante do aquecedor 302.
[00121] A unidade de controle 112 tipicamente compreende um ou mais microprocessadores 1122 e/ou um ou mais circuitos, tais como um circuito integrado para aplicação especifica (ASIC), grupos de portas programáveis no campo (FPGAs), e similares.
[00122] A unidade de controle 112 pode também compreender pelo menos uma memória 1123, tal como uma unidade de memória não transitória (por exemplo, uma unidade rígida, memória flash, disco óptico, etc.) e/ou aparelhos de armazenamento volátil (por exemplo, memória de acesso aleatório dinâmica (DRAM)).
[00123] A unidade de controle 112 compreende ainda uma interface 1121 configurada para possibilitar comunicação com os (por exemplo, transmitir dados de controle para e receber dados de sensor dos) outros componentes do aparelho de purificação de água 300, e, em particular, com o dispositivo de controle 305a e o pelo menos um detector, por exemplo sensor de pressão 308 e/ou sensor de fluxo 309.
[00124] A unidade de controle 112 é configurada para funções do aparelho de purificação de água 300. Em particular, a unidade de controle 112 é configurada para implementar todas modalidades da técnica proposta descrita aqui, incluindo o método descrito em relação à Figura 6. A fim de obter isto, a unidade de controle 112 é configurada para receber dados da propriedade de fluido a partir do pelo menos um detector e para enviar dados de controle para o dispositivo de controle 305a. Mais especificamente, a unidade de controle 112 é configurada para controlar o dispositivo de controle 305a para regular uma vazão da água purificada no trajeto de recirculação 375, com base na propriedade de fluido detectada pelo ao menos um detector, por exemplo, para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água purificada no trajeto de água purificada 371. A propriedade de fluido é por exemplo medida por qualquer sensor no trajeto de água purificada
371.
[00125] De acordo com algumas modalidades, a unidade de controle 112 é configurada para controlar o dispositivo de controle 305a para controlar a propriedade de fluido produto da água produto no trajeto da água produto 371c para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água produto, com base na propriedade de fluido detectada pelo menos um detector, por exemplo sensor de pressão 308 e/ou sensor de fluxo 309. Em outras palavras, a unidade de controle 112 é configurada para controlar a vazão de água no trajeto de recirculação 375 a fim de satisfazer um ou mais critérios, tais como obter certas propriedades de fluido, por exemplo uma certa pressão ou vazão, no fluxo de água produto.
[00126] Como explicado acima, diferentes propriedades do fluido produto podem ser controladas. Assim, os critérios da água produto podem compreender uma ou mais condições de regulagem. Alguns exemplos vão agora ser dados. Deve ficar entendido que esses podem ser usados individualmente ou em combinação. Na forma mais simples, o pelo menos um critério de água produto compreende apenas uma única condição.
[00127] Em um primeiro exemplo, a meta do controle é conseguir uma vazão constante de água produto. Os critérios de controle seriam então para tentar manter uma vazão constante de água produto através da abertura de água produto 128. A vazão através da abertura de água produto 128 é tipicamente a mesma (ou pelo menos quase a mesma) do que em todo o trajeto da água produto 371c. Assim, de acordo com algumas modalidades os critérios predeterminados compreendem que a vazão de água produto no trajeto da água produto 371c corresponde a uma vazão predeterminada, por exemplo 150 ml/min ou 250 ml/min. Se uma vazão constante de água produto pode ser obtida é fácil estimar quanto tempo vai levar para produzir uma certa quantidade de água produto.
[00128] Por exemplo, o aparelho de purificação de água 300 pode ser controlado para produzir água produto com um certo fluxo constante de água produto durante um predeterminado período de tempo. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades o circuito de controle é configurado para controlar o dispositivo de controle 305a para obter uma vazão predeterminada através da abertura de água produto 128 durante um predeterminado período de tempo, a fim de produzir uma quantidade de água predeterminada. A quantidade predeterminada fica por exemplo entre 0,5 e 400 litros. A quantidade predeterminada pode corresponder à quantidade necessária para um ou diversos tratamentos de diálise. Por exemplo, o aparelho de purificação de água 300 pode ser controlado para produzir 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 70, 90, 150, 200, 250, 300 ou 400 litros de água purificada.
[00129] Em um segundo exemplo, a meta do controle é conseguir uma pressão limitada ou controlada da água produto. A pressão da água produto no trajeto da água produto 371c deve tipicamente não exceder um nível máximo permitido. O nível máximo permitido seria, por exemplo, para assegurar que ferragens, tais como filtros no interior de ou em associação com o aparelho de purificação de água ou o dispositivo polidor 306, não sejam danificados. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades, o nível superior predeterminado de pressão corresponde a um nível de tolerância de pressão do pelo menos um filtro (por exemplo os filtros de qualidade esterilizante) ou de qualquer outro componente disposto no trajeto da água produto 371c. Assim, de acordo com algumas modalidades os critérios predeterminados compreendem que a pressão da água produto no trajeto da água produto 371c fique abaixo de um nível superior de pressão predeterminado.
[00130] Uma implementação típica dos critérios predeterminados poderia, por exemplo, compreender controlar o dispositivo de controle 305a para tentar obter uma vazão predeterminada de água produto no trajeto da água produto 371c desde que a pressão da água produto no trajeto da água produto 371c permaneça abaixo de um nível superior de pressão predeterminado. Se a pressão atinge o nível superior predeterminado de pressão então o dispositivo de controle 305a vai, em vez disso, controlar o dispositivo de controle para manter a pressão nesse nível, mesmo se a vazão de água produto no trajeto da água produto caia abaixo da vazão predeterminada.
[00131] Como discutido acima a produtividade, para uma dada pressão de água produto, vai se tornar menor com o tempo. Controlando quanto do permeado é recirculado no trajeto de recirculação 375, a pressão da água produto pode ser sucessivamente aumentada, para compensar tal comportamento. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades os critérios predeterminados da água produto compreendem que a pressão da água produto no trajeto da água produto 371c corresponde a um nível de pressão. O nível de pressão no trajeto da água produto 371c pode, por exemplo, corresponder a uma produtividade esperada através da abertura de água produto 128 e pode, assim, variar (tipicamente aumentar) com o tempo.
[00132] Em um terceiro exemplo a meta do controle é manter um certo ponto de funcionamento de um ou mais dos componentes físicos do aparelho de purificação de água 300, tal como um componente físico no trajeto de água permeado 371a ou no trajeto de água polidora 371b (Figura 6), por exemplo, o dispositivo de RO 301 (que é considerado ser pelo menos parcialmente incluído no trajeto de água permeado 371a) ou o dispositivo polidor 306. O ponto de funcionamento é, por exemplo, uma certa pressão, uma certa vazão ou uma certa temperatura. Um critério do ponto de funcionamento é então tipicamente formulado para conservar o ponto de funcionamento dentro de um certo intervalo.
[00133] Por exemplo, a vazão ou pressão de água no trajeto de água permeado 371a diretamente a jusante do dispositivo de RO 306 é medida (ou estimada) usando o sensor de fluxo 410. Em princípio, qualquer detector no trajeto de água permeado 371a ou no trajeto de água polidora 371b pode ser usado.
[00134] Então uma propriedade de fluido do permeado, tal como uma pressão no dispositivo de RO (em particular uma pressão trans-membrana da membrana de RO) ou uma vazão através do dispositivo polidor 306, pode ser controlada usando o dispositivo de controle 305a.
[00135] Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades a unidade de controle 112 é configurada para controlar o dispositivo de controle 305a para controlar uma propriedade de fluido do permeado (por exemplo para satisfazer um critério do ponto de funcionamento da membrana de RO 324 ou dispositivo polidor 306) da água permeada no trajeto de água permeado 371a para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água permeada, com base na propriedade de fluido do permeado detectada pelo ao menos um detector por exemplo sensor de temperatura 302 ou sensor de fluxo 410.
[00136] Em um quarto exemplo a meta é conservar a temperatura de funcionamento da membrana de RO 324 do aparelho de purificação de água 300 a uma temperatura constante, independentemente da, por exemplo, temperatura de entrada de água alimentada através da abertura de entrada 399 (Figura 3) ou a temperatura dos entornos. Uma temperatura constante é geralmente desejável, pois as propriedades de funcionamento, tais como propriedades de produtividade e purificação, da membrana de RO 324 são tipicamente dependentes da temperatura da membrana de RO
324. Uma temperatura de funcionamento constante da membrana de RO pode ser obtida conservando a temperatura da água passando através da membrana de RO 324 constantes. A temperatura T_RO da água passando através da membrana de RO 324 é (pelo menos basicamente) a mesma que a temperatura da água purificada no trajeto de água permeado 371a diretamente a jusante do dispositivo de RO 301, isto é, a montante do aquecedor 302. Esta temperatura depende de diversos fatores tais como a temperatura de entrada da água alimentada para a abertura de entrada 399 (Figura 3), a proporção de água aquecida sendo recirculada no trajeto de recirculação 375 e a temperatura da água recirculada, isto é, a temperatura T2 da água purificada depois do aquecedor.
[00137] A relação da temperatura T_RO de água purificada antes do aquecedor 302 e a temperatura T2 de água purificada depois do aquecedor 302 pode ser calculada usando termodinâmica e a fórmula: P = Q x cp x ΔΤ → T_RO = T2 - P / (Q x cp) (Equação 1)
[00138] Na fórmula P é a potência (Watt) do aquecedor 302, Q é a vazão através do aquecedor 302 [l/s] (que é a mesma que a vazão através da membrana de RO 324), T2 é a temperatura da água purificada a jusante doe aquecedor 302 e T_RO é a temperatura a montante do aquecedor 302 (isto é, a temperatura da água escoando através da membrana de RO 324). Assim, ΔΤ é a diferença de temperatura entre a água a montante do aquecedor 302 e a água a jusante do aquecedor 302, isto é, ΔΤ = T2 - T_RO. Além disso cp é a capacidade calorífica da água. A capacidade calorífica ou capacidade térmica é uma quantidade física mensurável igual à razão do calor adicionado a (ou removido de) um objeto pela variação de temperatura resultante. A capacidade calorífica da água é 4,19 kJ/K. Por exemplo, se a vazão Q através da membrana de RO 324 é 210 ml/min (isto é 0,0035 l/s) e a temperatura da água purificada no trajeto de água permeado T2 é 85°C e a potência de aquecimento P é 200W, então a temperatura resultante da membrana de RO seria estimada a ser: TRO = 85 - 200 / (0,0035 x 4190) = 85 – 13,6°C = 71,4°C (Equação 2)
[00139] A temperatura T2 da água purificada no trajeto de água permeado 371a pode ser medida usando sensor de temperatura 303. Assim, a temperatura da membrana de RO
324, ou então a temperatura da água escoando através da membrana de RO 324, pode ser estimada a partir da temperatura medida T2 da água purificada no trajeto de água permeado, já que a potência do aquecedor 302 e a vazão Q através da membrana de RO 324 são conhecidas.
[00140] Por exemplo, se uma variação da temperatura T2 da água purificada no trajeto de água permeado 371a é detectada, enquanto a potência do aquecedor 302 e a vazão Q através do aquecedor são mantidas constantes, isto é uma indicação que a temperatura T_RO da água de alimentação passando através da membrana de RO 324 variou para, por exemplo, uma variação na temperatura da água de entrada ou dos entornos.
[00141] Uma maneira de atingir a meta de conservar T_RO constante, é então ajustar a potência P suprida pelo aquecedor (isto é, para controlar a temperatura da água recirculada) ou variar a vazão Q através do aquecedor 302 em resposta a uma variação medida da temperatura T2 da água purificada no trajeto de água permeado 371a. A vazão Q de água escoando através do aquecedor 302 (e a membrana de RO 324) pode ser controlada variando a frequência de bombeamento da bomba de RO 450. Porém, é em algumas modalidades desejável usar uma única frequência de bombeamento para cada batelada de água.
[00142] Uma outra maneira de atingir a meta de conservar T_RO constante, é variar a quantidade de água aquecida que é recirculada no trajeto de recirculação 375. Por exemplo, se mais água aquecida é recirculada, então a temperatura da água no tanque 350 vai aumentar. Isto iria, por sua vez, aumentar a temperatura da água de alimentação alimentada através da entrada de alimentação 301a e consequentemente também a temperatura T_RO de água passando através da membrana de RO 324.
[00143] Do acima segue que a temperatura T_RO da água passando através da membrana de RO 324 pode ser estimada a partir da temperatura medida T2 da água purificada no trajeto de água permeado 371a, usando a Equação 1. A temperatura T_RO da água passando através da membrana de RO 324 pode então ser conservada constante, controlando o dispositivo de controle 305a para regular a proporção do fluxo de permeado recirculado no trajeto de recirculação, com base na estimativa. Por exemplo, a proporção do fluxo de permeado recirculado no trajeto de recirculação pode ser continuamente ajustada de tal maneira que a temperatura estimada T_RO de água passando através da membrana de RO 324 é conservada constante.
[00144] Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades, a unidade de controle 112 é configurada para controlar o dispositivo de controle 305a para controlar a temperatura T_RO de água escoando através da membrana de RO 324, com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura 303. Tipicamente, a unidade de controle 112 é configurada para controlar o dispositivo de controle 305a para controlar a temperatura T_RO de tal maneira que um critério de temperatura predefinido é satisfeito. O critério, por exemplo, compreende que a temperatura T_RO de água escoando através da membrana de RO 324 seja conservada dentro de um intervalo predefinido.
[00145] Assim, o dispositivo de controle 305a pode ser controlado para conservar a temperatura da água depois da membrana de RO 324 a uma temperatura predeterminada ou dentro de um intervalo de temperatura predeterminado.
[00146] O terceiro e o quarto exemplos podem ser usados em combinação com as modalidades acima, e critérios de água produto correspondentes, que são destinados a controlar uma propriedade de fluido produto de água produto no trajeto da água produto 371c. Então os diferentes critérios relativos a pressão, fluxo e temperatura então precisam ser combinados (por exemplo priorizados e ponderados) para controle ótimo.
[00147] Em uma modalidade alternativa, estas (terceira e quarta) modalidades são independentes das modalidades descritas acima. Então a unidade de controle 112 pode então não ser configurada para (pelo menos não ao mesmo tempo) controlar o dispositivo de controle 305a para controlar a propriedade de fluido produto da água produto no trajeto da água produto 371c para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água produto, mas em vez de apenas, por exemplo, controlar o dispositivo de controle 305a para controlar a temperatura de água escoando através da membrana de RO 324, com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura 303.
[00148] De acordo com algumas modalidades, a unidade de controle é configurada para ativar uma função de alarme em resposta a uma variação da pelo menos uma propriedade de fluido produto detectada pelo ao menos um detector, por exemplo sensor de pressão 308 e/ou sensor de fluxo 309. Por exemplo, a fim de minimizar o risco de que o predeterminado nível superior de pressão seja excedido a unidade de controle 112 pode ser configurada para disparar um alarme se a pressão medida pelo sensor de pressão exceder o nível superior de pressão predeterminado.
[00149] O alarme pode alternativamente ser disparado em resposta a uma diminuição significante, ou súbita de pressão, ou similar, que iria servir como uma indicação de uma falha. Por exemplo, um colapso de um filtro, tal como os filtros de qualidade esterilizante, pode resultar em uma queda de pressão, e deste modo em uma pressão diminuída e vazão aumentada de água produto no trajeto da água produto 371c. Como esses eventos não se casam a unidade de controle 112 pode emitir um alarme em uma tal situação.
[00150] Em um outro exemplo, um vazamento do sistema entre o aparelho de purificação de água 300 e os filtros de qualidade esterilizante 70a, 70b vai também resultar em uma queda da pressão da água produto no trajeto da água produto 371c. Um vazamento iria também ser um erro severo que deveria disparar um alarme.
[00151] Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades a unidade de controle 112 é configurada para ativar uma função de alarme em resposta a uma variação de pressão medida pelo sensor de pressão 308 e/ou uma variação de vazão medida pelo sensor de fluxo 309.
[00152] Figura 4b ilustra a funcionalidade da unidade de controle 112 do aparelho de purificação de água 300 de acordo com um exemplo de implementação. Neste exemplo, a unidade de controle compreende uma disposição de controle em cascata, compreendendo controlador de vazão 112a e um controlador de pressão 112b. Em uma disposição de controle em cascata, há dois (ou mais) controladores de que uma saída de controlador aciona o set point de um outro controlador.
[00153] Neste exemplo, a vazão controlador 112a está acionando o set point do controlador de pressão 112b para obter uma vazão predeterminada de água produto no trajeto da água produto 371c. Em outras palavras, a vazão controlador 112a, gera primeiros dados de controle para o controlador de pressão 112b d1 com base na vazão de água produto no trajeto da água produto 371c medida pelo sensor de fluxo 309 e uma vazão de referência fref, por exemplo 200 ml/min.
[00154] O controlador de pressão 112b, por sua vez, aciona o dispositivo de controle 305a para compatibilizar a vazão com o set point que o controlador vazão 112a está requisitando, desde que a pressão não exceda um nível de pressão preestabelecido, por exemplo 300 kPa. Em outras palavras, o controlador de pressão 112b, gera segundos dados de controle d2 com base na pressão da água produto no trajeto da água produto 301c medida pelo sensor de pressão 308 e os primeiros dados de controle d1. O controlador de pressão 112b então controla o dispositivo de controle 305a usando os segundos dados de controle d2.
[00155] O controlador acionando o set point (o controlador de vazão 112a no exemplo acima) é chamado o controlador primário, externo ou mestre. O controlador recebendo o set point (controlador de pressão 112b no exemplo) é chamado o controlador secundário, interno ou escravo. A frequência de loop de controle do loop interno pode tipicamente ser mais alta do que a do loop externo. Por exemplo, a frequência do loop de controle do controlador de pressão 112b é 10 Hz.
[00156] Um método correspondente para controlar pelo menos uma propriedade de fluido em um aparelho de purificação de água 300 produzindo água purificada vai agora ser descrito, com referência ao fluxograma da Figura 5, e às modalidades exemplificativas das outras figuras.
[00157] O método é tipicamente realizado na unidade de controle 112 do aparelho de purificação de água 300. O método pode ser implementado como código de programa e salvo na memória 1123 na unidade de controle 112. Assim, as etapas do método podem ser definidas em um programa de computador, compreendendo instruções que, quando o programa é executado por um computador por exemplo a unidade de controle 112, fazem o computador realizar o método. Assim, as etapas do método podem também ser definidas em um meio legível em computador, por exemplo uma memória removível tal como um bastão de memória USB. O meio legível em computador então compreende instruções, que, quando executadas por um computador, fazem o computador realizar o método.
[00158] Em um cenário típico, o método é realizado quando o aparelho de purificação de água está no estado EM MARCHA e o aparelho de purificação supre a água produto para, por exemplo, uma máquina de diálise. Porém, deve ser reconhecido que o método proposto pode também ser realizado no estado CONEXÃO ou VAZIO, quando nenhuma água produto é fornecida, mas, em vez disso, é recirculada no trajeto de recirculação adicional 381 como descrito na Figura 6.
[00159] O método compreende detectar S1 pelo menos uma propriedade de fluido de água purificada em um trajeto de água purificada 371.
[00160] De acordo com algumas modalidades detectar S1 compreende detectar pelo menos uma propriedade de fluido produto de uma água produto em um trajeto da água produto 371c do trajeto de água purificada 371. Como descrito acima (Figura 4a) o trajeto da água produto 371c é disposto a jusante do trajeto de recirculação 375. Esta etapa implica que as propriedades do fluido produto, tais como pressão e vazão de água produto no trajeto da água produto, são medidas. Tipicamente, os correspondentes sensores 308, 309 produzem dados de sensor que são fornecidos à unidade de controle 112 que realiza o método.
[00161] O método compreende ainda regular S2 uma vazão de água no trajeto de recirculação 375 para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água purificada no trajeto de água purificada 371, com base na pelo menos uma propriedade de fluido detectada.
[00162] De acordo com algumas modalidades regular S2 compreende regular uma vazão de água no trajeto de recirculação 375 para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água produto da água produto no trajeto da água produto 371c, com base na pelo menos uma propriedade de fluido produto detectada. Dito diferentemente, a vazão de água no trajeto de recirculação 375 é ajustada, a fim de controlar certas propriedades do fluido produto.
[00163] Alternativamente, regular S2 compreende regular uma vazão de água no trajeto de recirculação 375 para satisfazer um ou mais critérios predeterminados de água permeada da água permeada no trajeto de água permeado 371a, com base em pelo menos uma propriedade de fluido produto detectada. Um exemplo de um critério de água permeada é que a água permeada tem uma certa pressão ou temperatura.
[00164] Por exemplo, a vazão de água no trajeto de recirculação 375 é ajustada de tal maneira que a vazão de água produto no trajeto da água produto 371c é constante ou está dentro de um intervalo predeterminado. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades, a pelo menos uma propriedade de fluido produto compreende uma vazão de água produto no trajeto da água produto 371c e então o critério predeterminado de água produto compreende que a vazão de água produto no trajeto da água produto 371c corresponde a uma vazão predeterminada.
[00165] Em um outro exemplo, a vazão de água no trajeto de recirculação 375 é ajustada de tal maneira que a pressão da água produto no trajeto da água produto 371c não excede um limiar. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades, a pelo menos uma propriedade de fluido produto compreende a pressão da água produto no trajeto da água produto 371c. Então os critérios predeterminados da água produto compreendem que a pressão da água produto no trajeto da água produto 371c fica abaixo de um nível superior de pressão predeterminado.
[00166] Detectar S1 e regular S2 são tipicamente continuamente realizados no estado EM MARCHA. Assim, cada variação detectada pelo ao menos um detector, por exemplo, sensor de pressão 308 e sensor de fluxo 309, pode disparar a regulação S2. Dito diferentemente, o método compreende realizar continuamente a detecção S1 e a regulação S2 enquanto o aparelho de purificação de água 300 está produzindo água purificada. O nível superior de pressão predeterminado, por exemplo, corresponde a um nível de tolerância de pressão de pelo menos um filtro disposto para filtrar água produto escoando através do trajeto da água produto 371c ou de qualquer outro componente disposto no, ou dentro de, uma distância predeterminada a partir do trajeto da água produto 371c.
[00167] De acordo com algumas modalidades, o método compreende ativar S3 uma função de alarme em resposta a uma variação da pelo menos uma propriedade de fluido produto. Em outras palavras, se a detecção revela uma certa variação, por exemplo, um súbito aumento ou diminuição de pressão, isto pode ser considerado uma indicação de um erro potencial, como exemplificado acima em relação à Figura 4a.
[00168] Em tal situação, uma função de alarme que alerta o usuário a respeito do erro potencial pode ser disparada. O alarme pode ser um som, uma luz piscante ou uma mensagem de texto enviada ou exibida para o usuário.
[00169] Em algumas situações, pode ser desejável produzir água produto tendo uma certa temperatura. A temperatura é, por exemplo, requisitada pela máquina de diálise a que o aparelho de purificação de água 300 é requisitado a entregar água purificada. A temperatura da água produto pode então ser controlada consequentemente. Assim, de acordo com algumas modalidades, o método compreende controlar S4 a temperatura de água produto escoando no trajeto da água produto 371c. Isto pode ser feito por aquecimento, por meio do aquecedor 302. A temperatura pode ser ajustada para virtualmente qualquer coisa, mas a faixa pode ser limitada a 20 a 35°C.
[00170] Se a vazão da água produto é continuamente detectada, então é também possível calcular quanta água passou através do trajeto da água produto 371c, pois a quantidade iria correspondes à totalidade da vazão. De acordo com algumas modalidades, o controle compreende estimar S5 uma quantidade de água produto produzida durante um período de tempo de produção com base na duração do período de tempo de produção e uma vazão correspondente da água purificada detectada durante o período de tempo de produção. O período de tempo de produção iria tipicamente corresponder a um tempo a partir de quando a produção começou até que ela terminou, ou até um tempo presente, se produção está em marcha, isto é, produção não terminou.
[00171] No segundo cenário, isto é, quando a produção está em marcha, uma ação predeterminada, tal como um alarme ou uma nota, pode ser disparada quando uma quantidade de água produto desejada foi produzida. A quantidade desejada pode, por exemplo, ser especificada pelo usuário e lançada por meio da interface de usuário. Em outras palavras, de acordo com algumas modalidades, o método compreende disparar S6 uma ação predeterminada quando a quantidade atinge um certo volume de produção. A ação pode ser que a produção é interrompida, que uma máquina de diálise ligada é informada ou que um alarme é disparado.
[00172] De acordo com algumas modalidades, o controle compreende controlar a propriedade de fluido da água purificada através da abertura de água produto 128 para obter uma vazão predeterminada durante um predeterminado período de tempo, a fim de produzir uma quantidade predeterminada de água. A quantidade predeterminada fica por exemplo entre 0,5 e 400 litros. A quantidade predeterminada pode, por exemplo, corresponder ao volume requerido para um tratamento de diálise, ou para vários tratamentos.
[00173] Como descrito acima, pode também ser desejável conservar a temperatura de funcionamento da membrana de RO 324 razoavelmente constante. Assim, de acordo com algumas modalidades o método compreende medir uma temperatura de água no trajeto de água purificada 371 a jusante de um aquecedor 302 disposto no trajeto de água purificada. Então regular S2 compreende regular uma vazão de água no trajeto de recirculação de tal maneira que a temperatura T_RO de água escoando através da membrana de RO 324 satisfaz um predeterminado critério de temperatura, com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura 303. Como discutido acima regular pode em algumas modalidades ser realizado deste modo em combinação com as ou independentemente das outras modalidades descritas aqui.
[00174] A Figura 6 ilustra um exemplo de implementação do aparelho de purificação de água 300 de acordo com algumas modalidades em mais detalhe. Em outras modalidades, o aparelho de purificação de água 300 pode incluir menos ou mais componentes ou módulos.
[00175] O aparelho de purificação de água 300 da Figura 6 recebe água a partir de uma fonte de água 398 (Figura 3), tal como uma fonte contínua de água potável ou para beber a partir da residência de um paciente. Em várias modalidades, o aparelho de purificação de água 300 pode ser instalado em um aposento tendo acesso para a fonte de água 398 para fornecer WFPD para o ciclador 20 como discutido aqui. A água é opcionalmente filtrada usando um pré-filtro de partícula 334 para remover sujeira e sedimentos, antes dela ser entregue para o aparelho de purificação de água 300. A água entra no aparelho de purificação de água 300 por meio da abertura de entrada de água 333. Como anteriormente descrito, o aparelho de purificação de água 300 inclui um módulo de pré-tratamento 160, um módulo de RO 170 e um módulo de pós-tratamento 180. O módulo de pré-tratamento 160 inclui um filtro de partícula e um filtro de carbono ativado, isto é, um leito de carbono ativado, para remover adicionalmente contaminantes e impurezas. O filtro de partícula e o filtro de carbono ativado são incorporados em uma embalagem de filtro 331. A embalagem de filtro 331 é uma embalagem descartável. O módulo de pré-tratamento 160 inclui uma válvula de entrada 332 e um dispositivo de fluxo constante 330 a montante da embalagem de filtro 331. A válvula de entrada 332 controla o fluxo de entrada da água de alimentação sob controle da unidade de controle 112. O dispositivo de fluxo constante 330 fornece um fluxo constante para o tanque 350 desde que a pressão da água esteja acima de uma pressão mínima para a válvula de entrada 332.
[00176] Além disso, o módulo de pré-tratamento 160 compreende uma válvula de amostragem 329 com uma saída de abertura de amostragem 329a, uma válvula de tanque 328, um sensor de condutividade de pré-tratamento 327 e um sensor de temperatura de água de alimentação 326 a jusante da embalagem de filtro 331. A saída de abertura de amostragem 329a permite que uma amostra seja tomada a partir da água de alimentação, por exemplo para testa o nível de cloro. A válvula de tanque 328 controla o fluxo de água de alimentação filtrada para o tanque 350. O sensor de condutividade de pré-tratamento 327 monitora a condutividade da água de alimentação filtrada e o sensor de temperatura da água de alimentação 326 monitora a temperatura da água de alimentação filtrada. A temperatura da água de alimentação filtrada é, por exemplo, necessária para calibrar a medição de condutividade da água de alimentação filtrada. Os componentes descritos são incluídos no trajeto de água de alimentação 390. O trajeto de água de alimentação 390 é conectado à abertura de fluxo de entrada de água 333 e termina no tanque 350. A válvula de entrada 332 e a válvula de tanque 328 são configuradas para ser controladas pela unidade de controle 112 do aparelho de purificação de água 300. Amolecimento de água no módulo de pré-tratamento 160 pode alternativamente ou adicionalmente ser obtido usando resinas de troca iônica de amolecimento de cal ou um anti-formador de crosta tal como polifosfato, como conhecido na técnica. Deve ser reconhecido que a embalagem de filtro 331 em algumas modalidades não é requerida e pode não estar presente.
[00177] Como explicado acima, o módulo de RO 170 compreende um tanque 350, uma bomba de RO 450 e um dispositivo de RO 301. Um dispositivo de RO 301 já foi descrito em detalhe com referência à Figura 4a e referência é feita a essa descrição para explicação adicional. A água de alimentação filtrada (ou não filtrada) entra no tanque 350, por exemplo, a partir de uma parte superior do tanque
350. Água de alimentação é acumulada no tanque 350 e bombeada pela bomba de RO 450 para a entrada de alimentação 301a (ver Figuras 5-7) do dispositivo de RO 301.
[00178] Comutadores de nível vazio, baixo e alto 350a, 350b, 350c são previstos no tanque 350 e detectam seu nível de água, enquanto um programa de computador, que roda na unidade de controle 112 do aparelho de purificação de água 300, é configurado para controlar a abertura e o fechamento da válvula de entrada 332 e válvula de tanque 328, que estão abertas durante o enchimento do tanque 350, e fechadas quando o nível da água no tanque 350 ativa seu comutador de nível alto 350c conectado à unidade de controle 112. A válvula de entrada 332 abre mais uma vez quando o nível da água cai abaixo do comutador de nível baixo 350b do tanque 350, disparando assim o comutador de nível baixo conectado à unidade de controle 112. Se o nível da água no tanque 350 sobe muito para cima, água em excesso é drenada por meio de uma linha de exaustão de ar do tanque 325 e a exaustão de ar do tanque 335 (conexão de transbordo), por exemplo, para uma bandeja 420 ou dreno
339. A exaustão de ar do tanque 335 é acessível a partir do exterior do aparelho de purificação de água 300. A exaustão de ar do tanque 335 pode ser fechada, por exemplo, durante transporte do aparelho de purificação de água 300, de maneira que qualquer água no tanque 350 vai ser impedida de escoar para a bandeja 420 e fazer água escoar para fora do aparelho de purificação de água 300.
[00179] A unidade de controle 112 é configurada para fazer a bomba de RO 450 interromper o bombeamento, se o comutador de nível vazio 350a no tanque 350 detecta ar ou um nível de água criticamente baixo. A bomba de RO 450 é configurada para fornecer o fluxo e pressão de água requisitados para o processo de osmose reversa que tem lugar no dispositivo de RO 301. Como anteriormente descrito, por exemplo, com referência à Figura 4a, o dispositivo de RO 301 filtra água para fornecer água purificada na sua saída de água permeada 301b. A água de rejeito que deixa o dispositivo de RO 301 em uma saída de rejeito 301c pode ser alimentada de volta à bomba de RO 450 para conservar o consumo de água ou alternativamente ser bombeada para o dreno 339.
[00180] Água purificada deixando o dispositivo de RO 301 é transportada em um trajeto de água purificada 371 no interior do aparelho de purificação de água 300 antes de ser descarregada através de uma abertura de água produto
128. O trajeto de água purificada 371 compreende (como na Figura 4a) trajeto de água permeado 371a, trajeto de água polidora 37lb e trajeto da água produto 371c. O dispositivo polidor 306 pode ser desviado por meio do trajeto de desvio 371d. O trajeto de desvio 371d é conectado ao trajeto de água a montante do dispositivo polidor 306, aqui um dispositivo EDI, e ao trajeto de água a jusante do dispositivo EDI. Água purificada deixando o dispositivo de RO 301 passa por um sensor de fluxo 410, um aquecedor 302, e um sensor de temperatura de permeado 303, incluídos no trajeto de água permeado 371a. O sensor de fluxo 410 monitora o fluxo da água purificada deixando o dispositivo de RO 301. O aquecedor 302, aquece, sob controle da unidade de controle 112, a água purificada deixando o dispositivo de RO 301. O sensor de temperatura de permeado 303 monitora a temperatura da água purificada deixando o dispositivo de RO 301 diretamente a jusante do aquecedor 302. Um sensor de condutividade adicional 304 monitora a condutividade de água purificada deixando o dispositivo de RO 301.
[00181] A jusante do aquecedor 302, do sensor de temperatura de permeado 303 e do sensor de condutividade 304, a água purificada entra no módulo de pós-tratamento 180 por meio do trajeto de água polidora 371. O módulo de pós-tratamento 180 compreende o dispositivo polidor 306. A válvula de três vias 305c é disposta para ser controlada pela unidade de controle 112 para dirigir seletivamente o fluxo de água purificada para ou o dispositivo polidor 306, ou para o trajeto de desvio 371d a fim de se desviar do dispositivo polidor 306. O dispositivo polidor 306 é configurado para produzir água produto. Uma válvula de canal de produto 307 regula a vazão da água produto no trajeto da água produto 371c a partir do dispositivo polidor 306. O trajeto de água concentrada 377c é disposto para passar fluido a partir do dispositivo polidor 306 de volta para o tanque 350.
[00182] A água produto é passada para a abertura de água produto 128, e adicionalmente para uma linha de água 64 (64a, 64b) a ela conectada do conjunto descartável 40 para transporte para o ponto de atendimento. O conjunto descartável 40 compreende dois filtros estéreis de esterilização 70a, 70b. Os filtros estéreis de esterilização 70a, 70b filtram a água produto deixando a saída da abertura de água produto 128 para a água produto esterilizada, que é apropriada para injeção. De acordo com algumas modalidades alternativas esses filtros são abandonados ou o número de filtros é menor ou maior do que dois.
[00183] A abertura de dreno 118 define um primeiro trajeto de dreno 384 para o dreno 339. A linha de dreno 56 do conjunto descartável 40 é conectada à abertura de dreno 118, a fim de passar água, tal como fluido de PD usado, a partir da abertura de dreno 118 para o dreno 339. O primeiro trajeto de dreno 384 aqui incorpora a parte de um trajeto de dreno do ciclador que está presente no interior do aparelho de purificação de água 300. O primeiro trajeto de dreno 384 compreende um sensor de condutividade 336, um sensor de temperatura de trajeto de dreno 315 e uma válvula de linha de dreno 341. O sensor de condutividade 336 é configurado para medir a condutividade da água no trajeto de dreno. O sensor de temperatura 315 é disposto para medir temperatura da água no primeiro trajeto de dreno 384. A válvula da linha de dreno 341 é, sob controle da unidade de controle 112, disposta para regular o fluxo no primeiro trajeto de dreno 384 através do sensor de condutividade
336. O primeiro trajeto de dreno 384 compreende ainda um trajeto de desvio 384a disposto para se desviar do sensor de condutividade 336, do trajeto de dreno sensor de temperatura 315 e da válvula da linha de dreno 341. O trajeto de desvio 384a compreende uma válvula 340. A válvula 340 é disposta para regular o fluxo através do trajeto de desvio 384a.
[00184] Como na Figura 4a, um dispositivo de controle 305a é configurado para controlar a vazão de água purificada no trajeto de recirculação 375 disposto a partir de um ponto a jusante do aquecedor 302, do sensor de temperatura do permeado 303 e do sensor de condutividade adicional 304, e de volta para o tanque 350. Um sensor de pressão da água produto 308 é disposto para monitorar a pressão da água produto no trajeto da água produto 301c a jusante do dispositivo polidor 306. Como na Figura 4a, um sensor de fluxo 309 é disposto para monitorar a vazão da água produto a jusante do dispositivo polidor 306. A pressão e a vazão da água produto são alimentações para a unidade de controle 112. A unidade de controle 112 é configurada para controlar a operação do dispositivo de controle 305a. Mais particularmente, a unidade de controle é configurada para regular a vazão de água no trajeto de recirculação 375 com base na pressão e vazão da água produto, a fim de controlar a vazão da água produto para uma vazão desejada, e a pressão da água produto para uma pressão desejada. O dispositivo de controle 305a é, por exemplo, uma válvula de controle de fluxo motorizada que é configurada para regular finamente a vazão de água no trajeto de recirculação 375.
[00185] A válvula de água produto 305d é disposta para, sob controle da unidade de controle 112, controlar o fluxo de produto produzido para ir para, ou a abertura de água produto 128, ou de volta para o tanque 350 por meio de um trajeto de recirculação adicional 381. Uma válvula de esvaziamento 396 é disposta para controlar a vazão de água no trajeto de recirculação adicional 381. O trajeto de recirculação adicional 381 é fluidamente conectado ao trajeto da água produto 371c por meio de uma câmara de aprisionamento de ar 319. Um sensor de condutividade da água produto 312 é disposto para monitorar a condutividade da água produto a montante da câmara de aprisionamento de ar 319. Um sensor de temperatura da água produto 313 é configurado para monitorar a temperatura da água produto a montante da câmara de aprisionamento de ar 319.
[00186] Em operação, uma porção da água rejeitada deixando o dispositivo de RO 301 por meio de um trajeto de fluido 385a passa por um dispositivo de fluxo constante auxiliar 318, que estabelece um fluxo estável de água rejeitada para uma válvula de três vias 305b (por exemplo, uma válvula solenoide de três vias) sob controle da unidade de controle 112. Uma porção restante da água rejeitada retorna para a bomba de RO 450 por meio de uma válvula 320 (por exemplo, uma válvula de agulha manual) em um primeiro trajeto de rejeito 385b. A válvula de três vias 305b é configurada para derivar seletivamente a água rejeitada ou para o dreno 339 ou de volta para o tanque 350 por meio de um segundo trajeto de dreno 388 ou de volta para o tanque 350 por meio de um segundo trajeto de rejeito 389. Um trajeto de desvio 385f é disposto para , desviar do dispositivo de fluxo constante auxiliar 318. Um dispositivo de controle de fluxo 321 é disposto para controlar o fluxo no trajeto de desvio 385f por controle do dispositivo de controle 112.
[00187] Quando um tratamento é acabado, o aparelho de purificação de água 300 se ajusta prontamente para desconexão (por exemplo, em resposta a uma mensagem recebida pelo ciclador 20) do conjunto de linha descartável 40 e fecha uma tampa (não mostrada) que cobre a abertura de água produto 128 e a abertura de dreno 118 a partir do exterior e ao mesmo tempo conecta a abertura de água produto 128 e a abertura de dreno 118 por um trajeto 401a, de tal maneira que fluido aquecido pode escoar a partir da abertura de água produto 128 e para a abertura de dreno 118 e ainda para o dreno 339 por meio do primeiro trajeto de dreno 384.
[00188] Todos os medidores e sensores descritos em associação com o aparelho de purificação de água 300 na Figura 6 são em algumas modalidades configurados para enviar seus sinais correspondentes para a unidade de controle 112.
[00189] A fim de, tanto quanto possível, proteger os componentes do aparelho de purificação de água 300, para confiabilidade aumentada, e para impedir crescimento bacteriano, hardware e programas para limpeza são fornecidos pelo aparelho de purificação de água 300.
[00190] O aparelho de purificação de água 300 também compreende um recipiente 392 contendo um agente inibidor de crescimento microbiológico. O agente inibidor de crescimento microbiológico é usado para preparar uma solução de limpeza tal como ácido cítrico, que é em algumas modalidades introduzida no trajeto da água. Como ilustrado, o recipiente 392 está em comunicação fluida com uma entrada 392a do aparelho de purificação de água 300, Na Figura 6, a linha 382 conecta o recipiente 392 com o trajeto de água do aparelho de purificação de água 300. Alternativamente, o recipiente 392 pode ser conectado por meio de uma linha (não ilustrada) levando diretamente ao cartucho descartável 42 operando com o ciclador 20, ou ser conectado com a linha de água 64, ou ser conectado com a linha de dreno 56.
[00191] O agente inibidor de crescimento microbiológico no recipiente 392 pode ser um ácido apropriado fisiologicamente seguro, tal como ácido cítrico, citrato, ácido lático, ácido acético ou ácido clorídrico (ou uma combinação dos mesmos). Em uma modalidade, o recipiente 392 contém ácido cítrico, citrato ou um derivado dos mesmos.
É notado que o recipiente 392 pode também incluir aditivos fornecidos junto com o ácido (tal como com ácido cítrico). Uma entrada de substância química 392a, é localizada por exemplo na frente do aparelho de purificação de água 300. Um sensor de presença (não mostrado, por exemplo um sensor óptico) é disposto para detectar quando o recipiente 392 é conectado à entrada de substância química 392a.
Uma válvula de três vias 317, sob controle da unidade de controle 112, na entrada de substância química 392a é disposta para se abrir para uma segunda bomba, sendo uma bomba de admissão de substância química 316, e o tanque 350. A bomba de admissão de substância química 316 é disposta para alimentar solução desinfetante no tanque 350. O sensor óptico é disposto para detectar se a fonte de solução de limpeza ou desinfecção está conectada ou desconectada.
Se/Quando o recipiente 392 é removido ou não é detectado pelo sensor óptico, a bomba de admissão de substância química 316 está parada ou desativada e a válvula de três vias 317 é fechada para a entrada de substância química 392a.
A válvula de três vias 317, sob controle da unidade de controle 112 pode também ser usada para recircular água e desinfetante de, e para, o tanque 350 durante as fases de desinfecção, lavagem e/ou enxague com substância química.
A bomba de admissão de substância química 316 e uma válvula 310 são dispostas em um trajeto 379 conectando fluidamente a válvula de três vias 317 e o trajeto da água produto 371c.
A válvula 310 é disposta para controlar o fluxo no trajeto 379.
[00192] Em um exemplo mais detalhado da fase de desinfecção, quando desinfecção por substância química é iniciada, o nível no tanque 350 é ajustado para um nível logo acima do comutador de nível baixo 350b. A unidade de controle 112 faz a bomba de RO 450 iniciar e funcionar até que um comutador de nível vazio 350a indique uma presença de ar. A bomba de RO 450 é então desativada e a válvula de entrada 332 é aberta. A válvula de entrada 332 é mantida aberta até que o comutador de nível vazio 350a indica água. A bomba de admissão de substância química 316 é então ativada até uma quantidade predefinida de solução de substância química é inserida no tanque 350. Quando o nível no tanque 350 atinge um nível predeterminado, a válvula de três vias 317 é aberta para o dreno 339. A bomba de RO 450 circula a água no trajeto de fluxo durante a fase de admissão de substância química e pode ser operada em dois sentidos para criar fluxo turbulento e para aumentar o contato e tempo de desinfecção. No final da fase de admissão, a válvula de desvio de rejeito 321 é aberta e a válvula de três vias 305b é atuada para abrir o segundo trajeto de dreno 388 para o dreno 339 e para drenar o nível de água no tanque 350 para seu nível baixo no comutador de nível baixo 350b.
[00193] O módulo de pré-tratamento 160, o módulo de RO 170 e o módulo de pós-tratamento 180 descritos, estão encerrados no interior de um único gabinete de purificação de água 110a, exceto para a embalagem de filtro 331, que é removivelmente disposta, por exemplo, articulada, no exterior do único gabinete de purificação de água 110a. A embalagem de filtro 331 pode então ser trocada quando exaurida. Em uma modalidade alternativa, os módulos podem ser dispostos em unidades separadas. Como mencionado acima, água purificada é enviada a partir do aparelho de purificação de água 300 para o conjunto descartável 40 por meio da linha de água 64. Com referência à Figura 1, a linha de água 64 alimenta água purificada para uma abertura de água 282 do cartucho 42 do conjunto descartável 40. A linha de água 64 é em uma modalidade um tubo flexível tendo uma primeira extremidade conectada à abertura de água produto 128 do aparelho de purificação de água 300 e uma segunda extremidade conectada à abertura de água 282 do ciclador 20. A linha de água 64 pode ter pelo menos 2 metros de comprimento e em uma modalidade ser mais longa do que 4 metros. A linha de água 64 permite que o aparelho de purificação de água 300 instalado em um aposento tendo uma fonte de água disponível, enquanto o ciclador 20 reside em um aposento diferente em que o paciente reside, por exemplo, dorme. A linha de água 64 pode consequentemente ser tão longa quanto necessário para conectar o aparelho de purificação de água 300 com o ciclador 20.
[00194] A Figura 6 também ilustra que o conjunto descartável 40 inclui uma configuração de linha de dreno 56 disposta para conduzir água, tal como fluido de diálise usado, para o dreno 339 do aparelho de purificação de água
300. A linha de dreno 56 é, por exemplo, um tubo tendo uma primeira extremidade conectada ao cartucho 42 do ciclador 20 e uma segunda extremidade incluindo um conector de linha de dreno 58 (Figura 1) conectada a uma abertura de dreno 118 do aparelho de purificação de água 300. A linha de dreno 56 pode alternativamente ser um tubo flexível, que pode ter mais do que 2 metros de comprimento e em algumas modalidades ser mais longa do que 4 metros. A linha de dreno 56 pode ser tão longa quanto necessário para conectar entre aparelho de purificação de água 300 e o ciclador 20. A linha de água 64 e a linha de dreno 56 na modalidade ilustrada correm paralelas usando tubulação de lúmen duplo. É também possível que o aparelho de purificação de água 300 e o ciclador 20 sejam posicionados próximos entre si, de tal maneira que o mesmo trajeto de água de duas linhas incluindo linha de água 64 e linha de dreno 56 pode por exemplo ter menos do que 0,5 metro. Ademais, embora uma linha de água 64 de lúmen duplo e a linha de dreno 56 sejam ilustradas, é possível que a linha de água 64 e a linha de dreno 56 sejam separadas.
[00195] Uma bandeja de água 420 é posicionada abaixo do aparelho de purificação de água 300. Um sensor de líquido 370 é disposto no fundo da bandeja de água 420 para detectar qualquer vazamento a partir do aparelho de purificação de água 300.
[00196] A presente invenção não é limitada às modalidades preferidas acima descritas. Várias alternativas, modificações e equivalentes podem ser usadas. Portanto, as modalidades acima não devem ser tomadas como limitativas do escopo da invenção, que é definida pelas reivindicações anexas.

Claims (30)

REIVINDICAÇÕES
1. Aparelho de purificação de água (300) para produzir água purificada, o aparelho de purificação de água (300) caracterizado pelo fato de que compreende: - um dispositivo de Osmose Reversa, dispositivo de RO, (301) disposto para produzir um fluxo de água purificada, o dispositivo de RO (301) compreendendo uma entrada de alimentação (301a) disposta para receber água de alimentação e uma saída de água purificada (301b); - uma bomba de RO (450) disposta para bombear água de alimentação para a entrada de alimentação (301a); - um trajeto de recirculação (375) disposto para recircular uma proporção do fluxo de água purificada de um primeiro ponto a jusante do dispositivo de RO (301) para um segundo ponto a montante do dispositivo de RO (301), - um trajeto de água purificada (371), disposto para transportar água purificada da saída de água purificada (301b) para uma abertura de água produto (128), em que o trajeto de água purificada (371) compreende um trajeto de água produto (371c) disposto a jusante do trajeto de recirculação (375) para transportar água produto para a abertura de água produto (128), - um dispositivo de controle (305a) disposto para regular uma vazão da água purificada no trajeto de recirculação (375), - pelo menos um detector (302, 308, 309, 410) disposto para detectar uma propriedade de fluido da água purificada no trajeto de água purificada (371), de que pelo menos um detector (308, 309) é disposto para detectar ume propriedade de produto fluido de água produto no trajeto de água produto (371c), e - uma unidade de controle (112) configurada para controlar o dispositivo de controle (305a) para regular a vazão da água purificada no trajeto de recirculação (375), com base na propriedade de fluido detectada pelo ao menos um detector, e para controlar o dispositivo de controle (305a) para controlar uma propriedade de produto fluido da água produto no trajeto de água produto (371c) para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água produto, com base na propriedade de produto fluido detectada pelo ao menos um detector (308, 309), em que o pelo menos um detector (308, 309) compreende um sensor de fluxo (309), e a propriedade de produto fluido detectada pelo sensor de fluxo (309) é uma vazão de água produto no trajeto de água produto (371c) e em que o um ou mais critérios predeterminados de água produto compreendem que a vazão de água produto no trajeto de água produto (371c) corresponde a uma vazão predeterminada.
2. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um detector (308, 309) compreende um sensor de pressão (308), em que a propriedade de produto fluido detectada pelo sensor de pressão (308) é uma pressão de água produto no trajeto de água produto (371c), e em que o um ou mais critérios predeterminados da água produto compreendem que a pressão de água produto no trajeto de água produto (371c) fique abaixo de um predeterminado nível superior de pressão e/ou que a pressão de água produto no trajeto de água produto (371c) corresponda a uma pressão predeterminada.
3. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que menos um filtro é disposto para filtrar água produto escoando através do trajeto de água produto (371c) e em que o nível superior de pressão predeterminado corresponde a um nível de tolerância de pressão do pelo menos um filtro ou de qualquer outro componente disposto no trajeto de água produto (371c).
4. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é configurada para controlar o dispositivo de controle (305a) para obter uma vazão predeterminada através da abertura de água produto (128) durante um período de tempo predeterminado, a fim de produzir uma quantidade predeterminada de água.
5. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a quantidade predeterminada fica entre 0,5 e 400 litros, por exemplo 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 70, 90, 150, 200 ou 300 litros.
6. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle é configurada para ativar uma função de alarme em resposta a uma variação da menos uma propriedade de produto fluido detectada pelo ao menos um detector (308, 309).
7. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o regulador de fluxo compreende uma válvula eletricamente ou mecanicamente controlável.
8. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um detector (302, 308, 309, 410) compreende pelo menos um detector (302, 410) disposto para detectar uma propriedade de fluido de água permeada em um trajeto de água permeado (371a) do trajeto de água purificada (371), em que o trajeto de água permeado (371a) é disposto a montante o trajeto de água produto (371c) e em que a unidade de controle (112) é configurada para controlar o dispositivo de controle (305a) para controlar uma propriedade de fluido permeado da água permeada no trajeto de água permeado (371a) para satisfazer um ou mais critérios predeterminados de água permeada, com base na propriedade de fluido permeado detectada pelo ao menos um detector (302, 410).
9. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende: - um aquecedor (302), disposto para aquecer a água produto escoando no trajeto de água produto (371c).
10. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o aparelho de purificação de água (300) compreende um sensor de temperatura (302) disposto para medir uma temperatura da água no trajeto de água purificada a jusante do aquecedor (302) e em que a unidade de controle (112) é configurada para controlar o dispositivo de controle (305a) para controlar a temperatura da água escoando através de uma membrana de RO (324) do dispositivo de RO (301), com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura (303).
11. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende: - um tanque (350) disposto para receber água de uma fonte externa de água e pata fornecer água à entrada de alimentação (301a).
12. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o aparelho de purificação de água (300) compreende: - um dispositivo polidor (306) disposto a jusante do circuito de recirculação no trajeto de água purificada (371).
13. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo polidor (306) compreende uma unidade de eletrodeionização, EDI.
14. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que compreende: - um trajeto de água permeado (371a) disposto para transportar água purificada da saída de água purificada (301b) do dispositivo de RO (301) para uma entrada do dispositivo polidor (306).
15. Aparelho de purificação de água (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que o trajeto de água produto é disposto para transportar água purificada de uma saída do dispositivo polidor (306) para a abertura de água produto (128).
16. Método para controlar pelo menos uma propriedade de fluido em um aparelho de purificação de água (300) produzindo água purificada, o aparelho de purificação de água (300) compreendendo um dispositivo de Osmose Reversa, dispositivo de RO, (301) produzindo um fluxo de água purificada, e um trajeto de recirculação (375) disposto para recircular uma proporção do fluxo de água purificada a partir de um ponto a jusante do dispositivo de RO (301) para um ponto a montante do dispositivo de RO (301), o método caracterizado pelo fato de que compreende: - detectar (S1) pelo menos uma propriedade de fluido de água purificada em um trajeto de água purificada (371), incluindo detectar pelo menos uma propriedade de produto fluido de água produto em um trajeto de água produto (371c) do trajeto de água purificada (371), em que o trajeto de água produto (371c) é disposto a jusante do trajeto de recirculação (375), e - regular (S2) uma vazão de água no trajeto de recirculação (375) para satisfazer um ou mais critérios predeterminados da água purificada no trajeto de água purificada (371), com base na pelo menos uma propriedade de fluido detectada, incluindo regular uma vazão de água no trajeto de recirculação (375) para satisfazer um ou mais critérios predeterminados de água produto da água produto no trajeto de água produto (371c), com base na pelo menos uma propriedade de produto fluido detectada, em que a pelo menos uma propriedade de produto fluido compreende uma vazão de água produto no trajeto de água produto (371c) e em que o um ou mais critérios predeterminados de água produto compreendem que a vazão de água produto no trajeto de água produto (371c) corresponde a uma vazão predeterminada.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende: - estimar (S5) uma quantidade de água produto produzida durante período de tempo de produção com base na duração do período de tempo de produção e uma vazão correspondente da água purificada detectada durante o período de tempo de produção.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17 caracterizado pelo fato de que compreende: - disparar (S6) uma ação predeterminada quando a quantidade atinge um volume de produção predefinido.
19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma propriedade de produto fluido compreende pressão no trajeto de água produto (371c), e em que o um ou mais critérios predeterminados de água produto compreende que a pressão de água produto no trajeto de água produto (371c) fique abaixo de um predeterminado nível de pressão superior.
20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que detectar (S1) compreende detectar pelo menos uma propriedade de fluido permeado de água permeada em um trajeto de água permeado (371a) do trajeto de água purificada (371), em que o trajeto de água permeado (371a) é disposto a montante do trajeto de água produto (371c) e em que regular (S2) compreende regular uma vazão de água no trajeto de recirculação (375) para satisfazer um ou mais critérios predeterminados de água permeada da água permeada no trajeto de água permeado (371a), com base na pelo menos uma propriedade de fluido permeado detectada.
21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende: - medir uma temperatura de água no trajeto de água purificada (371) a jusante de um aquecedor (302) disposto no trajeto de água purificada (371) e em que regular (S2) compreende regular uma vazão de água no trajeto de recirculação de maneira tal que a temperatura de água escoando através de uma membrana de RO (324) do dispositivo de RO (301) satisfaz um critério predeterminado de temperatura, com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura (303).
22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, caracterizado pelo fato de que compreende realizar continuamente o detectar (S1) e o regular (S2) enquanto o aparelho de purificação de água (300) está produzindo purificada.
23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, caracterizado pelo fato de que compreende: - ativar (S3) uma função de alarme em resposta a uma variação da pelo menos uma propriedade de produto fluido detectada.
24. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o nível superior predeterminado de pressão corresponde a um nível de tolerância de pressão de pelo menos um filtro disposto para filtrar água produto a jusante do trajeto de água produto
(371c) ou de qualquer outro componente disposto no, ou dentro de uma distância predeterminada do trajeto de água produto (371c).
25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 24, caracterizado pelo fato de que regular (S2) compreende controlar a propriedade de fluido da água produto para obter uma vazão predeterminada durante um período de tempo predeterminado, a fim de produzir uma quantidade predeterminada de água.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a quantidade predeterminada fica entre 0,5 e 400 litros.
27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 26, caracterizado pelo fato de que compreende: - controlar (S4) a temperatura de água produto escoando no trajeto de água produto (371c).
28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 27, caracterizado pelo fato de que um dispositivo polidor (306) é disposto a jusante do circuito de recirculação no fluxo de água purificada e onde o trajeto de água produto (371c) é disposto para transportar água produto de uma saída do dispositivo polidor (306) para a abertura de água produto (128).
29. Programa de computador, caracterizado pelo fato de que compreende instruções que, quando o programa é executado por um computador, fazem o computador realizar o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 16 a 28.
30. Meio legível em computador, caracterizado pelo fato de que compreende instruções, que quando executadas por um computador, fazem o computador realizar o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 16 a 28.
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