CN116322818A - 用于制备透析浓缩物的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备透析浓缩物的设备和方法，其中所述设备具有：用于溶剂的入流口以及用于要借助于溶剂溶解或可与溶剂混合的浓缩物原料的容纳部；和用于混合溶剂和浓缩物原料的混合容器，其中所述设备此外具有控制器，所述控制器具有：参数单元，所述参数单元构成用于接收或确定至少一个输入参数值；优化单元，所述优化单元构成用于，基于至少一个输入参数值确定混合过程的优化；和开环控制或闭环控制单元，所述开环控制或闭环控制单元构成用于，借助于一个或多个输出参数值基于所确定的优化来开环控制或闭环控制所述设备的制备过程。

Description

用于制备透析浓缩物的设备

技术领域

本发明涉及一种用于制备透析浓缩物的设备，其中所述设备具有：用于溶剂的入流口以及用于要借助于溶剂溶解或要与溶剂混合的浓缩物原料的容纳部；和用于混合溶剂和浓缩物原料的混合容器。

背景技术

从现有技术中已知的是，根据尽可能严格预设的混合过程由一种或多种浓缩物原料和水或透析水制备透析浓缩物。在此，这种混合过程通常设计为，使得假定最坏的框架条件。所述最坏的框架条件例如是冷的透析水、冷的环境温度、当下的浓缩物需求等。这引起使用大量的资源，如热能和机械能以及时间。

对混合过程具有影响的主要参数是：

1.机械能，如所述机械能例如通过搅拌、泵的运行等引入，

2.热能，例如透析水温度、混合温度、加热设备的运行等。

3.呈混合时间形式的时间。

框架条件即透析水温度、环境温度、需求预约等就其而言又取决于多个其它框架条件。

在此存在规则的、可预测的波动：温度经常在日进程内波动，例如由其它设备的废热、透析水消耗等引起，在周进程内波动(中期加热效应)，和在季节中波动，例如由环境温度、自来水温度等引起。

此外还存在不规则的、但是也可能是可预测的波动，例如天气，例如在借助于太阳能掺入输入水和调节透析水温度或借助于换热器来产生热水时所述天气起作用。

下面根据附图描述从现有技术中已知的用于制备透析浓缩物的过程，其中从现有技术中仅已知附图的被框住的区域。

在混合系统6的混合容器2中，透析水借助于透析水入流口1计量。此外，浓缩物原料被手动或自动地以各个成分或预计量的单位来计量。在混合容器2中，通过一种或多种任意的混合方法，例如搅拌、循环或任意的其它混合方法将浓缩物原料与透析水混合，进而制备透析浓缩物。在混合过程期间，为了进行控制过程或为了在混合过程结束之前释放，处于制备中的透析浓缩物出于质量控制的目的借助于泵4输送给测量设备3。可行的是，在这些混合过程中的每个混合过程之前和/或之后，给测量设备输送参考液体，例如透析水，使得能够进行用于重新认证或校准测量设备3的自动过程。

发明内容

本发明所基于的目的是，如下改进用于制备透析浓缩物的设备和方法：透析浓缩物的制备以节省资源的方式进行。

该目的通过具有权利要求1的特征的设备和具有权利要求9的特征的方法以及此外通过具有权利要求14的特征的系统来实现。

根据本发明提出，所述设备包括控制器或控制器单元，所述控制器或控制器单元包括：

参数单元，所述参数单元构成用于接收或确定至少一个输入参数值；优化单元，所述优化单元构成用于，基于至少一个输入参数值确定浓缩物原料和溶剂的混合过程的优化；和

开环控制或闭环控制单元，所述开环控制或闭环控制单元构成用于，借助于一个或多个输出参数值基于所确定的优化来开环控制或闭环控制所述设备的制备过程。

因此，根据本发明，并非始终执行相同的预设的制备过程，即用于制备透析浓缩物的混合过程。而是提出，考虑一个或多个输入参数，例如一个或多个环境参数，例如温度等，并且基于所述参数对制备过程进行优化。借助于一个或多个输出参数，例如混合过程的时长，混合过程的开始等，开环控制或闭环控制制备过程。如果存在闭环控制，那么控制器构成用于执行混合过程，使得尽可能实现期望值，例如特定的期望时长、特定的期望成本或特定的容量。

参数单元能够构成用于，从传感器、数据库或其它数据源或者通过用户手动输入获得至少一个输入参数值。因此，参数单元要么能够获得一个或多个输入参数值，例如从一个或多个传感器，例如温度传感器，要么通过用户输入获得。在后一种情况下，参数单元因此具有用于用户的接口，例如键盘。也可行的是，参数单元构成用于确定一个或多个输入参数本身，例如基于历史值或一般通过预测，例如通过预测环境温度。

所述设备能够包含测量设备，例如用于确定至少一个输入参数值的传感器。在此，例如能够包含环境空气的温度、所输送的透析水的温度等，或处于混合容器中的溶液的温度。在后一种情况下，测量设备优选通过设有泵的管路系统与混合容器连接。

在本发明的另一设计方案中提出，用于溶剂的入流口是透析水入流口。透析水优选是已通过过滤过程净化过的水，其中所述水是过滤器的渗透物。

用于浓缩物原料的容纳部能够通过混合容器本身形成。在这种情况下，要溶解或要混合的浓缩物原料放置在混合容器中。也可考虑的是，容纳部通过设备的与混合容器不同的构件形成。

浓缩物原料能够是干浓缩物或液态浓缩物或是浆状浓缩物原料。

因此，将“浓缩物原料与溶剂的混合”理解为纯混合过程和/或溶解过程。

优选地，优化单元构成用于，通过计算机辅助的分析方法和/或优化方法执行混合过程的优化。示例性地列举神经网络、关联性、机器学习等。

控制器能够构成用于，在开环控制或闭环控制时影响或提供以下一个或多个输出参数：透析水计量的时间点、在计量和混合过程之间的时间段、开启混合过程的时间点、混合过程的时长、机械能的份额、电能的份额和/或热能的份额。然后将这些或其它输出参数应用于混合过程。

参数单元能够构成用于，接收要优化的优化参数的期望值，其中控制器此外构成用于开环控制或闭环控制混合过程，使得完全或在特定的偏差的范围内获得期望值。可考虑的优化参数是制备的成本、制备的持续时间或容量。在后一种情况下，如下执行优化：有多少透析水可用和/或何时达到透析浓缩物的需求时间点。

在本发明的另一实施方案中，参数单元构成用于接收或确定传感器值和/或用户方输入的值和/或通过预测确定的值作为输入参数值。

本发明此外涉及一种用于制备透析浓缩物的方法，其中所述方法包括将浓缩物原料与溶剂混合，在所述溶剂中浓缩物原料是可溶的，或者浓缩物原料可与所述溶剂混合，并且其中基于一个或多个输入参数值来优化混合过程。

在此，所述优化能够作为开环控制或闭环控制执行。

输入参数值能够是测量到的值、在用户方输入的值或所确定的值。所确定的值例如能够是通过预测确定的值或预测值。

优化优选提供一个或多个输出参数值，所述输出参数值然后在制备浓缩物的过程中使用。

在一个实施形式中，输出参数能够形成以下参数中的一个或多个参数：透析水计量的时间点、在计量和混合过程之间的时间段、开启混合过程的时间点、混合过程的时长、机械能的份额、电能的份额和/或热能的份额。

优选地，借助于根据本发明的设备执行根据本发明的方法。

本发明此外涉及一种系统，所述系统包括根据权利要求1至8中任一项所述的设备以及血液治疗设备，其中所述设备是所述血液治疗设备的组成部分或者与血液治疗设备流体连通。

优选地，血液治疗设备是透析设备。

在这一点上要指出的是，术语“一”和“一个”不一定表示刚好一个元件，尽管这是一个可能的实施方案，而是也能够表示多个元件。同样地，使用复数也包括单数的有关元件的存在，并且反之亦然，单数也包括多个有关的元件。

附图说明

根据在附图中示出的实施例详细描述本发明的其它优点和细节。

附图示出根据本发明的用于制备透析浓缩物的设备。。

具体实施方式

与在现有技术中已知的设备不同，上文已经示例性地详细描述的混合系统6与控制器5连接，或者控制器5是混合系统6的组成部分。控制器5构成用于检测和分析测量值，并且基于此对混合过程产生影响或者优化所述混合过程。

由控制器5优化的混合过程然后借助于一个或多个输出参数值由混合系统6实施。

控制器5通常代表任意的基于硬件和/或软件的硬件和/或软件单元。

控制器5能够构成用于，接收混合系统6的数据和/或其它数据，例如环境数据或周围环境数据，所述数据在附图中用附图标记7表示。在此，例如能够涉及透析水温度、环境温度、溶液的温度和/或其它系统的数据等。

控制器6收集并处理所述数据。基于所述数据，所述控制器确定用于制备透析浓缩物的最佳的混合过程。

控制器6借助于一个、多个或全部控制可能性来优化混合过程。所述控制可能性，即输出参数值，例如能够是以下点中的一个或多个：

-透析水计量的时间点(透析水温度升高的阶段、能量成本、容量)。

-在计量和开启混合过程之间的停顿(使用环境温度)。

-混合过程的时间点(能量成本)

-优化在混合过程中的机械能份额、电能份额、热能份额和/或混合时长。

控制器6能够构成用于关于一个或多个变量来优化混合过程。因此，可考虑以下一个或多个目标值作为期望值：

-成本

-时间

-容量(透析水的可用性和/或透析浓缩物的需求时间点)

控制器能够构成用于预测混合过程的框架条件，并且基于所述预测来控制混合过程。所述预测例如能够基于以下数据进行：

-历史数据，例如何时消耗多少透析水，

-预测数据，例如对进水温度有影响和/或对环境温度有影响的天气预报，-透析水温度和/或环境温度的日曲线，例如通过水消耗、加热控制、治疗中心的个体曲线引起，

-透析水温度和/或环境温度的周曲线(因加热控制的中期变化、治疗中心的个体曲线引起)，

-季节曲线

-关于不同的浓缩物原料的信息，例如粒度、浓缩物原料的各个成分的不同组成。

用于优化过程的输入参数或其值，例如其它周围环境数据能够经由界面传输给控制器。在此可行的是，控制器构成为，使得输入参数值经由用户界面输入或由传感器确定和/或提供。替选地或附加地，也可行的是，经由接口使用来自任意数据库或数据源的数据。例如可考虑的是，来自历史值和/或当前值和/或来自未来的预测系统的输入参数值，所述预测系统通过预测提供特定的未来值。

替选地或附加地，所述值能够是历史值、当前值或估计值或传感器信号，例如温度、压力、流量、能量的消耗、价格和可用性、介质特性、一种或多种原料的成分、颗粒大小、特性等。

一个或多个优化目标能够通过接口传输给控制器，例如完成浓缩物所需的时间点、用于浓缩物制备的能量消耗、制备过程的时间或时长、用于制备的总成本等。

基于此，控制器确定制备过程的参数及其值，借助于所述参数及其值能够实现目标预设并且相应地控制混合过程。

闭环控制也是可考虑的，更确切地说如下进行：在制备过程期间，一个或多个值被反馈给控制器，并且控制器在实际值和目标值之间进行比较。如果发现偏差，那么控制器能够构成用于对制备过程，即混合过程产生影响，使得差异被最小化或采用为零的值。

控制器5例如能够借助于计算机辅助的分析方法和/或优化方法，例如关联性、神经网络、机器学习等，对混合或配置系统的混合过程执行优化。在此例如能够涉及混合时长的延长或缩短，调整在混合过程期间的温度，控制和将能量例如机械能输送至混合过程。因此，控制器5能够评估和保证透析浓缩物的所需的质量。

下面阐述根据本发明的制备过程的示例性流程：

首先，连接用于制备透析浓缩物所需的所有原料，例如液体、溶剂、原料、混合料等。

控制器5通过输入或调用的方式获得一个或多个数据或输入参数，即参数值的实际值。在此能够涉及数据库的数据、手动输入的数据或传感器数据。示例性的数据是：

-历史数据，例如何时消耗了多少透析水和/或哪些份额在环形管路系统中循环，进而具有与新鲜产生的透析水不同的能量含量，

-预测数据，例如对进水温度有影响或对环境温度有影响的天气预报，

-透析水温度和/或环境温度的日曲线，例如通过水消耗、加热控制、治疗中心的个体曲线引起，

-透析水温度和/或环境温度的周曲线，基于加热控制的中期变化，治疗中心的个体曲线，

-季节曲线，

-关于不同的浓缩物原料的信息，例如要溶解的粉末或颗粒的粒度和/或其各个物质的成分。

-能量的价格和/或可用性。

控制器能够借助于计算机辅助的分析方法，例如关联性、神经网络、机器学习等关于一个或多个预设的目标，例如成本、时间或时长、容量(例如透析水的可用性和/或透析浓缩物的需求时间点)执行优化过程。

在此，例如能够将下文提及的一个或多个参数用于优化：

-透析水计量的时间点(透析水温度提高的阶段、能量成本、容量)，

-在计量和开启混合过程之间的停顿(使用环境温度)，

-混合过程的时间点(能量成本)，

-优化在混合过程中的机械能份额、电能份额、热能份额和/或混合时长。

然后，将对于混合过程优化的一个或多个参数或输出参数值传输给混合系统6，或者控制器5基于这些参数执行混合过程。优选地，混合过程通过借助于控制器5的开环控制或闭环控制来进行。利用优化的参数进行混合过程，其中混合过程优选如开始关于现有技术所描述的那样进行。

本发明的优点在于，用于透析浓缩物的制备过程的参数不必再针对最坏的情况而设计，例如低温、高的能量成本等。相反，根据本发明，用于透析浓缩物的制备过程的一个或多个参数的调整以适配于历史情况、当前情况或未来的情况的方式进行，使得能够节约资源。

此外，根据本发明，不仅混合过程能够适配于历史情况、当前情况或未来的情况。也可行的是，在最佳的框架条件，例如温度等的阶段中，将混合过程与专门适配于该情况的过程混合。

通过在不同的设备，如加热装置、透析设备或透析水消耗部，或反渗透设施之间的通信，并且通过控制器5对计量和混合过程的自适应调节，可以进一步优化整个过程，以实现透析治疗和与其相关的资源保护。这相应地适用于通过计算机辅助的分析和调节方法对混合过程进行优化。

Claims (15)

1.一种用于制备透析浓缩物的设备，其中所述设备具有：用于溶剂的入流口以及用于要借助于所述溶剂溶解或可与所述溶剂混合的浓缩物原料的容纳部；以及用于混合所述溶剂和所述浓缩物原料的混合容器，

其特征在于，所述设备此外具有控制器，所述控制器具有：参数单元，所述参数单元构成用于接收或确定至少一个输入参数值；优化单元，所述优化单元构成用于，基于所述至少一个输入参数值确定所述混合过程的优化；和开环控制或闭环控制单元，所述开环控制或闭环控制单元构成用于，借助于一个或多个输出参数值基于所确定的优化来开环控制或闭环控制所述设备的制备过程。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述参数单元构成用于，从传感器、数据源或者通过手动输入直接地或通过计算获得所述至少一个输入参数值。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备包含测量设备，所述测量设备用于确定处于所述混合容器中的溶液的至少一个输入参数值，其中所述测量设备优选通过设有泵的管路系统与所述混合容器连接。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，用于所述溶剂的入流口是透析水入流口，和/或用于所述浓缩物原料的容纳部通过所述混合容器本身形成或者通过所述设备的与所述混合容器不同的构件形成。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述优化单元构成用于，通过计算机辅助的分析方法和/或优化方法执行所述混合过程的优化。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制器构成用于，在开环控制或闭环控制时影响或提供下述一个或多个输出参数：透析水计量的时间点、在所述计量和所述混合过程之间的时间段、开启所述混合过程的时间点、所述混合过程的时长、机械能的份额、电能的份额和/或热能的份额。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述参数单元构成用于，接收要优化的优化参数的期望值，并且所述控制器此外构成用于，开环控制或闭环控制所述混合过程，使得完全地或在特定的偏差的范围内获得所述期望值。

8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述参数单元构成用于，接收或确定传感器值和/或用户方输入的值和/或通过预测来确定的值和/或历史数据作为输入参数值。

9.一种用于制备透析浓缩物的方法，其中所述方法包括将浓缩物原料与溶剂混合，在所述溶剂中浓缩物原料是可溶的，或者所述浓缩物原料能够与所述溶剂混合，其特征在于，基于一个或多个输入参数值对所述混合过程进行优化。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述优化作为开环控制或闭环控制执行，和/或所述输入参数值是测量到的值、在用户方输入的值或所确定的值。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述优化的结果形成一个或多个输出参数值。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述输出参数形成下述参数中的一个或多个：所述透析水计量的时间点、在所述计量和所述混合过程之间的时间段、开启所述混合过程的时间点、所述混合过程的时长、机械能的份额、电能的份额和/或热能的份额。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，上述所确定的值是预测值。

14.一种包括根据权利要求1至8中任一项所述的设备以及血液治疗设备的系统，其中所述设备是所述血液治疗设备的组成部分或者与所述血液治疗设备流体连通。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述血液治疗设备是透析设备。

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