ES2949558T3 - Un aparato de purificación de agua y un método para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua - Google Patents

Un aparato de purificación de agua y un método para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua Download PDF

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Abstract

La presente divulgación se refiere a un aparato de purificación de agua que comprende un dispositivo de ósmosis inversa, un dispositivo RO, que produce un flujo de agua purificada y a un método correspondiente. El método propuesto comprende detectar al menos una propiedad del fluido del agua purificada en la ruta de agua purificada y regular un caudal de agua en la ruta de recirculación para cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada, basándose en la al menos una propiedad del fluido detectada. La presente divulgación también se refiere a un programa informático y a un producto de programa informático que implementa el método. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un aparato de purificación de agua y un método para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un aparato de purificación de agua y a los métodos correspondientes para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua. La presente divulgación también se refiere a un programa informático.
Antecedentes
En el tratamiento de pacientes que sufren insuficiencia renal aguda o crónica, se emplea la terapia de diálisis. Las tres categorías generales de la terapia de diálisis son la hemodiálisis, HD, diálisis peritoneal, PD y terapia continua de reemplazo renal, CRRT.
En hemodiálisis, la sangre del paciente se limpia al pasar a través de un riñón artificial en un sistema de membrana extracorpórea, incorporado en una máquina de diálisis. El tratamiento de la sangre consiste en la circulación extracorpórea a través de un intercambiador que tiene una membrana semipermeable (dializador) en el que circula la sangre del paciente por un lado de la membrana y un fluido de diálisis, que comprende los principales electrolitos de la sangre en concentraciones cercanas a las de la sangre de un sujeto sano, circula por el otro lado. Asimismo, se crea una diferencia de presión entre los dos compartimentos del dializador que están delimitados por la membrana semipermeable, de tal manera que una fracción del fluido de plasma pasa por ultrafiltración a través de la membrana al compartimento que contiene el fluido de diálisis.
CRRT se usa como una terapia alternativa para pacientes que están demasiado enfermos o inestables para la hemodiálisis estándar. Es similar a la hemodiálisis y usa una membrana semipermeable para la difusión y, hasta cierto punto, la convección. Sin embargo, es una forma más lenta de tratamiento de la sangre que la hemodiálisis y puede durar de manera continua desde un par de horas hasta varios días.
En diálisis peritoneal, el fluido de diálisis se infunde en la cavidad peritoneal del paciente. Esta cavidad está recubierta por la membrana peritoneal que está muy vascularizada. Los metabolitos se eliminan de la sangre del paciente por difusión a través de la membrana peritoneal hacia el fluido de diálisis. El exceso de fluido, es decir, el agua también se elimina por ósmosis inducida por un fluido de diálisis hipertónico. A través de estos dos procesos, difusión y ultrafiltración osmótica, es necesario eliminar cantidades apropiadas de metabolitos de soluto y fluidos para mantener los volúmenes y la composición de fluidos corporales del paciente dentro de los límites apropiados.
Hay diversos tipos de terapias de diálisis peritoneal, incluyendo diálisis peritoneal ambulatoria continua ("CAPD"), diálisis peritoneal automatizada ("APD"), incluyendo APD de flujo tidal y diálisis peritoneal de flujo continuo ("CFPD").
CAPD es un tratamiento de diálisis manual. El paciente conecta manualmente un catéter implantado a un drenaje, permitiendo que el fluido de dializado gastado se drene de la cavidad peritoneal. A continuación, el paciente conecta el catéter a una bolsa de fluido de diálisis nuevo, que infunde fluido de diálisis nuevo a través del catéter y dentro del paciente. El paciente desconecta el catéter de la bolsa de fluido de diálisis nuevo y permite que el fluido de diálisis permanezca dentro de la cavidad peritoneal, en donde se lleva a cabo la transferencia de desechos, toxinas y exceso de agua.
La diálisis peritoneal automatizada ("APD") es similar a la CAPD en que el tratamiento de diálisis incluye ciclos de drenaje, llenado y permanencia. Las máquinas APD, sin embargo, realizan los ciclos automáticamente, normalmente mientras el paciente duerme. Las máquinas APD liberan a los pacientes de tener que realizar manualmente los ciclos de tratamiento y de tener que transportar suministros durante el día. Las máquinas APD se conectan de manera fluida a un catéter implantado, a una fuente o bolsa de fluido de diálisis nuevo y a un drenaje de fluido. Las máquinas APD bombean fluido de diálisis nuevo desde la fuente de fluido de diálisis, a través del catéter, en la cavidad peritoneal del paciente y permiten que el fluido de diálisis permanezca dentro de la cavidad y tenga lugar la transferencia de desechos, toxinas y el exceso de agua. Las máquinas APD bombean el dializado gastado de la cavidad peritoneal, a través del catéter, al drenaje. Al igual que con el proceso manual, varios ciclos de drenaje, llenado y permanencia se producen durante la APD. Un "último llenado" se produce a menudo al final de la CAPD y la APD, que permanece en la cavidad peritoneal del paciente hasta el siguiente tratamiento.
Tanto CAPD como APD son sistemas de tipo por lotes que envían el fluido de diálisis gastado a un drenaje. Los sistemas de flujo de marea son sistemas por lotes modificados. Con el flujo de marea, en lugar de eliminar todo el fluido del paciente durante un período de tiempo más largo, una porción del fluido se elimina y se reemplaza después de pequeños incrementos de tiempo.
Los sistemas de flujo continuo o CFPD limpian o regeneran el dializado gastado en lugar de desecharlo. Los sistemas CFPD suelen ser más complicados que los sistemas por lotes.
Los sistemas CAPD, APD (incluido el flujo de marea) y CFPD pueden emplear un casete de bombeo. El casete de bombeo incluye, en general, una membrana flexible que se mueve mecánicamente para empujar y tirar del fluido de diálisis hacia dentro y hacia fuera, respectivamente, del casete.
En una forma de diálisis peritoneal, se usa un ciclador automático para infundir y drenar el fluido de diálisis. Esta forma de tratamiento puede realizarse automáticamente por la noche mientras el paciente duerme. El ciclador mide la cantidad de fluido infundido y la cantidad extraída para calcular la eliminación neta de fluido. La secuencia de tratamiento suele comenzar con un ciclo de drenaje inicial para vaciar la cavidad peritoneal del dializado gastado. A continuación, el ciclador realiza una serie de ciclos de llenado, permanencia y drenaje, terminando normalmente con un ciclo de llenado.
La diálisis peritoneal requiere, en general, grandes volúmenes de fluido de diálisis. En general, en cada aplicación o intercambio, un paciente determinado infundirá de 2 a 3 litros de fluido de diálisis en la cavidad peritoneal. El fluido de diálisis se deja permanecer durante aproximadamente 1 a 3 horas, momento en el que se drena y se intercambia por fluido de diálisis nuevo. En general, se realizan diariamente cuatro de estos intercambios. Por tanto, se necesitan aproximadamente de 8 a 20 litros de fluido de diálisis por día, 7 días a la semana, 365 días al año para cada paciente.
Los fluidos de diálisis, para su uso en los tratamientos mencionados anteriormente, se han proporcionado tradicionalmente en una bolsa contenedora sellada, listo para usar. Por ejemplo, la diálisis peritoneal se realiza, en general, usando bolsas con tres concentraciones diferentes de dextrosa. Las bolsas se entregan al hogar del paciente en bolsas de 1 litro a 6 litros con diferentes concentraciones de dextrosa. Un consumo diario normal es de alrededor de 8 a 20 litros de fluido de diálisis de DP. El fluido se proporciona en bolsas esterilizadas de tamaños de hasta seis litros, que se embalan en cajas y se entregan, p. ej., mensualmente, para uso en el domicilio del paciente. Las cajas de fluido pueden ser engorrosas y pesadas para que las manipulen los pacientes de DP, y ocupan un espacio sustancial en una habitación de sus hogares. Las bolsas y cajas también producen una cantidad relativamente grande de desechos que se eliminan semanal o mensualmente.
A la luz de lo anterior, se hacen evidentes varios problemas. El envío y el almacenamiento del gran volumen de fluidos necesarios consumen mucho espacio. Adicionalmente, el uso de múltiples bolsas prellenadas produce materiales de desecho en forma de envases y embalajes vacíos.
Por lo tanto, se necesitan subsistemas para un sistema global de diálisis peritoneal, PD, que crea una solución de diálisis en el punto de uso, por ejemplo, en la máquina de PD.
El fluido de diálisis de DP se suministra directamente a la cavidad peritoneal del paciente. Por lo tanto, el fluido de DP debe tener un nivel de esterilización adecuado para introducirse en el peritoneo del paciente. En consecuencia, el fluido de diálisis de PD se premezcla y esteriliza normalmente antes de su entrega al lugar de uso, en general, la casa del paciente.
También, en hemodiálisis y CRRT, se necesitan por lo tanto sistemas que creen una solución de diálisis en el punto de uso, por ejemplo, en la máquina de hemodiálisis o la máquina de CRRT.
Un sistema completo para hemodiálisis, PD o CRRT, en algunas realizaciones, incluye tres componentes principales, a saber, una máquina de diálisis, un purificador de agua y un conjunto desechable que operan tanto con la máquina de diálisis como con el purificador de agua. La máquina de diálisis es, p. ej., un ciclador de PD, una máquina de hemodiálisis o una máquina de CRRT. La máquina de diálisis prepara fluido de diálisis a partir de agua purificada del purificador de agua y lo concentra.
El purificador de agua produce agua purificada a partir de, p. ej., agua de grifo, en el punto de uso del agua purificada. El aparato y el método de purificación de agua de la presente invención hacen uso de la ósmosis inversa. El documento JP2009279472 desvela un ejemplo típico de un dispositivo de purificación de agua que comprende una unidad de ósmosis inversa conocida en la técnica anterior.
Sumario
Bajo ciertas circunstancias, es deseable suministrar un caudal del agua de producto de un tamaño determinado. Por ejemplo, para poder suministrar oportunamente una cierta cantidad de agua purificada o para superar una caída de presión provocada por filtros colocados corriente abajo del aparato de purificación de agua. Sin embargo, el hardware del aparato de purificación de agua y los filtros pueden deteriorarse con el tiempo. Por ejemplo, los filtros de grado esterilizante pueden estar bloqueados por bacterias y endotoxinas, y posiblemente por otros materiales. Esto puede afectar al caudal del agua de producto del aparato de purificación de agua. En consecuencia, el rendimiento para una presión constante, será menor con el tiempo. De este modo, la cantidad de agua purificada producida por el aparato de purificación de agua puede ser incierta. Por lo tanto, un objeto de la divulgación es controlar las propiedades del flujo de agua de producto para, p. ej., mantener un caudal o presión constante (o bastante constante). Otro objeto es mantener el punto de trabajo (por ejemplo, presión, temperatura o caudal) de los componentes en el aparato de purificación de agua dentro de ciertos intervalos.
Estos objetos y otros se consiguen, al menos parcialmente, mediante los aparatos y métodos de acuerdo con las reivindicaciones independientes, y mediante las realizaciones de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la invención, se describe un aparato de purificación de agua para producir agua purificada. El aparato de purificación de agua comprende de un dispositivo de ósmosis inversa, RO, una bomba-RO, una ruta de recirculación, una ruta de agua purificada, una ruta de agua purificada, un dispositivo de control, al menos un detector y una unidad de control. El dispositivo de ósmosis inversa, RO, está dispuesto para producir un flujo de agua purificada, comprendiendo el dispositivo-RO una entrada de alimentación dispuesta para recibir agua de alimentación y una salida de agua purificada y la bomba-RO está dispuesta para bombear agua de alimentación a la entrada de alimentación. Asimismo, la ruta de recirculación está dispuesta para hacer recircular una proporción del flujo de agua purificada desde un primer punto corriente abajo del dispositivo de ósmosis inversa hasta un segundo punto corriente arriba el dispositivo de ósmosis inversa y la ruta de agua purificada está dispuesta para transportar agua purificada desde la salida de agua purificada hasta un puerto de agua de producto. La ruta de agua purificada comprende una ruta de agua de producto dispuesta corriente abajo de la ruta de recirculación para transportar agua de producto al puerto de agua de producto. La unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de control para regular un caudal de agua purificada en la ruta de recirculación, basándose en la propiedad de fluido detectada por el al menos un detector. Al menos un detector está dispuesto para detectar al menos una propiedad de fluido del agua purificada en la ruta de agua purificada, de los cuales al menos un detector está dispuesto para detectar al menos una propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto que incluye un sensor de flujo dispuesto para detectar un caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto. La unidad de control también está configurada para controlar el dispositivo de control para controlar una propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto con el fin de cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada, incluyendo que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto corresponde a un caudal predeterminado, en donde el control se realiza basándose en la al menos una propiedad de fluido detectada por el al menos un detector que incluye el caudal detectado por el sensor de flujo.
Por lo tanto, pueden controlarse una o varias propiedades del fluido en la ruta de agua purificada del aparato de purificación de agua. Más específicamente, una o más propiedades de fluido de producto del agua de producto pueden controlarse en la máquina de diálisis, de tal manera que las propiedades deseables del fluido del producto se mantengan durante toda la producción y también, p. ej., durante el arranque y el apagado. En este caso, puede mantenerse un caudal deseado del agua de producto a lo largo del tiempo.
De acuerdo con algunas realizaciones, en donde el al menos un detector comprende un sensor de presión, en donde la propiedad de fluido de producto detectada por el sensor de presión es una presión del fluido en la ruta de agua de producto, y en donde el uno o más criterios predeterminados incluyen uno o más criterios de agua de producto predeterminados que comprende que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto permanece por debajo de un nivel de presión superior predeterminado y/o que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto corresponde a una presión predeterminada. Por lo tanto, la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto puede controlarse para permanecer dentro de un intervalo deseable para una operación óptima. Por lo tanto, puede evitarse que los componentes se rompan o se deterioren debido a una presión demasiado alta en la ruta de agua de producto.
De acuerdo con algunas realizaciones, el al menos un filtro está dispuesto para filtrar el agua de producto que fluye a través de la ruta de agua de producto y en donde el nivel de presión superior predeterminado corresponde a un nivel de tolerancia de presión del al menos un filtro o de cualquier otro componente dispuesto en la ruta de agua de producto.
A medida que se bombea agua a través de los filtros, las bacterias y las endotoxinas, y posiblemente otros materiales, pueden reducir la permeabilidad de los filtros dispuestos en conexión con la ruta de agua de producto. Esto significa que el rendimiento, para una presión dada, será menor con el tiempo. Usando la técnica propuesta, la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto puede aumentarse, hasta el nivel máximo permitido, para compensar tal comportamiento.
De acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control está configurada para activar una función de alarma en respuesta a un cambio de la al menos una propiedad de fluido de producto detectada por el al menos un detector. Por lo tanto, puede advertirse al operario o al paciente si se detecta un error sospechoso.
De acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de control para obtener un caudal predeterminado a través del puerto de agua de producto durante un período de tiempo predeterminado, con el fin de producir una cantidad predeterminada de agua. Por lo tanto, puede producirse una cantidad de producto solicitada por la máquina de diálisis. La cantidad solicitada suele estar entre 0,5 y 400 litros, por ejemplo, 1,2, 5, 10, 20, 50, 70, 90, 150, 200 o 300 litros.
De acuerdo con algunas realizaciones, en donde el regulador de flujo comprende una válvula controlable eléctrica o mecánicamente.
De acuerdo con alguna realización, el al menos un detector comprende al menos un detector dispuesto para detectar una propiedad de fluido del agua permeada en una ruta de agua permeada de la ruta de agua purificada, en donde la ruta de agua permeada está dispuesta corriente arriba de la ruta de agua de producto y en donde la unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de control para controlar una propiedad de fluido permeado del agua permeada en la ruta de agua permeada para cumplir uno o más criterios predeterminados de agua permeada, basándose en la propiedad de fluido permeado detectada por el al menos un detector.
De acuerdo con algunas realizaciones, el aparato de purificación de agua comprende un calentador, dispuesto para calentar el agua de producto que fluye en la ruta de agua de producto. Por lo tanto, puede producirse agua de producto a la temperatura solicitada por la máquina de diálisis. El calentador también puede usarse para controlar la temperatura de una membrana-RO del dispositivo-RO.
De acuerdo con algunas realizaciones, el aparato de purificación de agua comprende un sensor de temperatura dispuesto para medir la temperatura del agua en el trayecto de agua purificada corriente abajo del calentador. De acuerdo con estas realizaciones, la unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de control para controlar la temperatura del agua que fluye a través de una membrana-RO del dispositivo-RO, basándose en la temperatura detectada por el sensor de temperatura. Por lo tanto, la temperatura de la membrana-RO puede mantenerse bastante constante, lo que puede ser deseable para la operación.
De acuerdo con algunas realizaciones, el aparato de purificación de agua comprende un tanque dispuesto para recibir agua de una fuente de agua exterior y para proporcionar agua a la entrada de alimentación.
De acuerdo con algunas realizaciones, el aparato de purificación de agua comprende un dispositivo depurador dispuesto corriente abajo del circuito de recirculación en la ruta de agua purificada. El dispositivo depurador, por ejemplo, comprende un dispositivo electrodesionización, EDI.
De acuerdo con algunas realizaciones, el aparato de purificación de agua comprende una ruta de agua permeada dispuesta para transportar agua purificada desde la salida de agua purificada del dispositivo-RO hasta una entrada del dispositivo depurador.
De acuerdo con algunas realizaciones, la ruta de agua de producto está dispuesta para transportar agua purificada desde una salida del dispositivo depurador hasta el puerto de agua de producto.
De acuerdo con la invención, se desvela un método correspondiente para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua que produce agua purificada. El aparato de purificación de agua comprende un dispositivo de ósmosis inversa, dispositivo-RO, que produce un flujo de agua purificada, y una ruta de recirculación dispuesta para hacer recircular una proporción del flujo de agua purificada desde un punto corriente abajo del dispositivo-RO hasta un punto corriente arriba del dispositivo-RO, comprendiendo además el aparato de purificación de agua una bomba de ósmosis inversa dispuesta para bombear agua de alimentación al dispositivo-RO. El método comprende detectar, usando al menos un detector, al menos una propiedad de fluido del agua purificada en una ruta de agua purificada, incluyendo detectar al menos una propiedad de fluido de producto que incluye un caudal del agua de producto en una ruta de agua de producto de la ruta de agua purificada, en donde la ruta de agua de producto está dispuesta corriente abajo de la ruta de recirculación, y regular un caudal de agua en la ruta de recirculación, usando un dispositivo de control, con el fin de cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada, incluyendo que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto corresponde a un caudal predeterminado, en donde la regulación se realiza basándose en la al menos una propiedad de fluido detectada que incluye el caudal del agua de producto.
Por lo tanto, como se ha descrito anteriormente, las propiedades de fluido de producto pueden controlarse para cumplir ciertos criterios que se definen, p. ej., por el fabricante o el usuario. De este modo, la producción de agua puede ser más efectiva y el tratamiento de diálisis puede ser más seguro. El método también permite realizar cambios más pequeños y más rápidos en el caudal del agua de producto que cuando solo se ajusta la frecuencia de bombeo usada para alimentar agua al dispositivo-RO.
De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende estimar una cantidad de agua de producto producida durante un período de tiempo de producción basándose en la duración del período de tiempo de producción y un caudal correspondiente del agua purificada detectada durante el período de tiempo de producción. La posibilidad de controlar la presión permite evitar altas presiones en la ruta de agua de producto, que en el peor de los casos puede provocar averías.
De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende desencadenar una acción predeterminada cuando la cantidad alcanza un volumen de producción predefinido. Por ejemplo, una señal o acción de alerta (por ejemplo, un mensaje que se envía a la máquina de diálisis) puede desencadenarse cuando se ha producido un volumen solicitado.
De acuerdo con algunas realizaciones, la al menos una propiedad de fluido de producto comprende la presión en la ruta de agua de producto, y en donde el uno o más criterios predeterminados incluyen uno o más criterios de agua de producto predeterminados comprende que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto permanece por debajo de un nivel de presión superior predeterminado.
De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende medir la temperatura del agua en la ruta de agua purificada corriente abajo de un calentador dispuesto en la ruta de agua purificada. De acuerdo con estas realizaciones, la regulación comprende entonces regular el caudal de agua en la ruta de recirculación de tal manera que la temperatura del agua que fluye a través de una membrana-RO del dispositivo-RO cumple un criterio de temperatura predeterminado, basándose en la temperatura detectada por el sensor de temperatura.
Así, el intervalo de temperatura del agua que entra en la membrana-RO dependerá menos de la temperatura del agua entrante y de la temperatura ambiente, ya que puede usarse un flujo de retorno del agua purificada calentada para aumentar la temperatura del agua en el tanque. En consecuencia, el comportamiento de filtración de la membrana será más estable.
De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende realizar continuamente la detección y la regulación mientras el aparato de purificación de agua produce agua purificada.
De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende activar una función de alarma en respuesta a un cambio de la al menos una propiedad de fluido de producto detectada. De este modo, el método propuesto de acuerdo con estas realizaciones también permite que el purificador de agua detecte cambios repentinos en la presión, tal como la rotura de un filtro, lo que significa una menor caída de presión y, por lo tanto, una menor presión y un mayor flujo en la ruta de agua de producto. Como alternativa, una fuga entre el purificador de agua y los filtros también resultará en una caída de presión, lo que debería hacer que la alarma suene.
De acuerdo con algunas realizaciones, el nivel de presión superior predeterminado corresponde a un nivel de tolerancia de presión de al menos un filtro dispuesto para filtrar el agua de producto corriente abajo de la ruta de agua de producto o de cualquier otro componente dispuesto en o dentro de una distancia predeterminada de, la ruta de agua de producto.
De acuerdo con algunas realizaciones, el control comprende controlar la propiedad de fluido del agua de producto para obtener un caudal predeterminado durante un período de tiempo predeterminado, con el fin de producir una cantidad predeterminada de agua. Asimismo, el purificador de agua puede continuar entregando el volumen necesario a la máquina de diálisis incluso si se pierde la comunicación con la máquina de diálisis. La cantidad predeterminada es normalmente entre 0,5 y 400 litros. De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende controlar la temperatura del agua de producto que fluye en la ruta de agua de producto.
De acuerdo con algunas realizaciones, se dispone un dispositivo depurador corriente abajo del circuito de recirculación en el flujo de agua purificada y a continuación se dispone la ruta de agua de producto para transportar el agua de producto desde una salida del dispositivo depurador hasta el puerto de agua de producto.
De acuerdo con la invención, se desvela un programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por un ordenador relacionado con un aparato de purificación de agua como se describe anteriormente y a continuación, hacen que el aparato de purificación de agua lleve a cabo el método descrito anteriormente y a continuación.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de la invención se describen con más detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos que ilustran ejemplos de realizaciones de la invención en los que:
La figura 1 es una vista en alzado delantero de una realización de un sistema de diálisis de PD que tiene producción de fluido de diálisis en el punto de atención usando agua purificada de un aparato de purificación de agua.
La figura 2 es una vista en alzado de una realización de un conjunto desechable usado con el sistema ilustrado en la figura 1.
La figura 3 es un esquema de algunas partes funcionales del aparato de purificación de agua.
La figura 4a ilustra una primera realización a modo de ejemplo de un aparato de purificación de agua 300 que comprende un dispositivo-RO 301.
La figura 4b ilustra la funcionalidad de una unidad de control del aparato de purificación de agua 300.
La figura 5 ilustra un diagrama de flujo de un método para su uso en una máquina de diálisis.
La figura 6 ilustra un ejemplo de aparato de purificación de agua con mayor detalle.
Descripción detallada
Para una mejor comprensión de la técnica propuesta se explica a continuación un aparato de purificación de agua, donde puede implementarse la técnica propuesta, como una parte incluida en un sistema de diálisis peritoneal. Sin embargo, la técnica propuesta también puede implementarse en un aparato de purificación de agua que se usa para producir agua purificada para otros tipos de sistemas de diálisis, por ejemplo, sistemas de hemodiálisis o CRRT, para su uso en la producción de fluidos de diálisis a usar en los tratamientos de hemodiálisis o CRRT realizados por los sistemas en un punto de atención o punto de uso.
Haciendo referencia ahora a los dibujos y, en particular, a la figura 1, un sistema de diálisis peritoneal que tiene producción de fluido de diálisis en el punto de uso se ilustra mediante el sistema 10a. El sistema 10a incluye un ciclador 20 y un aparato de purificación de agua 300. Los cicladores adecuados para el ciclador 20 incluyen, p. ej., el ciclador Amia® o HomeChoice® comercializado por Baxter International Inc., con el entendimiento de que esos cicladores necesitan una programación actualizada para realizar y usar el fluido de diálisis en el punto de uso producido de acuerdo con el sistema 10a. Con este fin, el ciclador 20 incluye una unidad de control 22 que tiene al menos un procesador y al menos una memoria. La unidad de control 22 incluye además un transceptor cableado o inalámbrico para enviar información y recibir información de un aparato de purificación de agua 300. El aparato de purificación de agua 300 también incluye una unidad de control 112 que tiene al menos un procesador y al menos una memoria. La unidad de control 112 incluye además un transceptor cableado o inalámbrico para enviar información y recibir información de la unidad de control 22 del ciclador 20. La comunicación por cable puede ser a través de una conexión Ethernet, por ejemplo. La comunicación inalámbrica puede realizarse a través de cualquiera de Bluetooth™, Wifi™, Zigbee®, Z-Wave®, bus serie universal inalámbrico ("USB") o protocolos de infrarrojos o mediante cualquier otra tecnología de comunicación inalámbrica adecuada. La unidad de control 22 comprende un programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por la unidad de control 22, hacen que la unidad de control 22 y el aparato de purificación de agua lleven a cabo uno cualquiera o varios de los métodos y programas de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones desveladas en el presente documento. Las instrucciones pueden guardarse en un medio legible por ordenador tal como un dispositivo de memoria portátil, por ejemplo, una memoria USB, un ordenador portátil o similares, y cargarse en la unidad de control 22.
El ciclador 20 incluye una carcasa 24, que contiene un equipo programado a través de la unidad de control 22 para preparar una solución de diálisis nueva en el punto de uso, bombear el fluido de diálisis recién preparado al paciente P, permitir que el fluido de diálisis permanezca dentro del paciente P, a continuación bombear el fluido de diálisis usado a un drenaje. En la figura 1, el aparato de purificación de agua 300 incluye una primera ruta de drenaje 384, que conduce a un drenaje 339, que puede ser un drenaje de drenaje o un recipiente de drenaje. El equipo programado a través de la unidad de control 22 para preparar solución de diálisis nueva en el punto de uso puede incluir un equipamiento para un sistema de bombeo neumático, que incluye pero no limitado a (i) uno o más depósitos de presión positiva, (ii) uno o más depósitos de presión negativa, (iii) un compresor y una bomba de vacío, estando cada uno bajo el control de la unidad de control 22 o una sola bomba que crea presión tanto positiva como negativa bajo el control de la unidad de control 22, para proporcionar presión positiva y negativa a almacenar en uno o más depósitos de presión positiva y negativa, (iv) diversas cámaras de válvulas neumáticas para suministrar presión positiva y negativa a diversas cámaras de válvulas de fluido, (v) diversas cámaras de bombas neumáticas para suministrar presión positiva y negativa a diversas cámaras de bombas de fluido, (vi) diversas válvulas neumáticas de solenoide de encendido/apagado accionadas eléctricamente bajo el control de la unidad de control 22 ubicadas entre las diversas cámaras de válvulas neumáticas y las diversas cámaras de válvulas de fluido, (vii) diversas válvulas neumáticas de orificio variable accionadas eléctricamente bajo el control de la unidad de control 22 ubicadas entre las diversas cámaras de bomba neumática y las diversas cámaras de bomba de fluido, (viii) un calentador bajo el control de la unidad de control 22 para calentar el fluido de diálisis a medida que se mezcla en una realización, y (viii) un oclusor 26 bajo el control de la unidad de control 22 para cerrar las líneas de drenaje y del paciente en situaciones de alarma y otras.
En una realización, las diversas cámaras de válvulas neumáticas y las diversas cámaras de bombas neumáticas están ubicadas en una cara o superficie delantera de la carcasa 24 del ciclador 20. El calentador está ubicado dentro de la carcasa 24 y, en algunas realizaciones, incluye bobinas de calentamiento que entran en contacto con una bandeja de calentamiento, que se ubica en la parte superior de la carcasa 24, por debajo de una tapa de calentamiento (no se ve en la figura 1).
El ciclador 20 en la figura 1 también incluye una interfaz de usuario 30. La unidad de control 22 en una realización incluye un controlador de vídeo, que puede tener su propio procesamiento y memoria para interactuar con el procesamiento de control primario y la memoria de la unidad de control 22. La interfaz de usuario 30 incluye un monitor de vídeo 32, que puede operar con una superposición de pantalla táctil colocada en el monitor de vídeo 32 para introducir comandos a través de la interfaz de usuario 30 a la unidad de control 22. La interfaz de usuario 30 también puede incluir uno o más dispositivos de entrada electromecánicos, tal como un interruptor de membrana u otro botón.
El aparato de purificación de agua 300 en la figura 1 también incluye una interfaz de usuario 120. La unidad de control 112 del aparato de purificación de agua 300 puede incluir un controlador de vídeo, que puede tener su propio procesamiento y memoria para interactuar con el procesamiento de control primario y la memoria de la unidad de control 112. La interfaz de usuario 120 incluye un monitor de vídeo 122, que también puede operar con una superposición de pantalla táctil colocada en el monitor de vídeo 122 para introducir comandos en la unidad de control 112. La interfaz de usuario 120 también puede incluir uno o más dispositivos de entrada electromecánicos, tal como un interruptor de membrana u otro botón. La unidad de control 112 puede incluir además un controlador de audio para reproducir archivos de sonido, tales como alarmas o sonidos de alerta, en uno o más altavoces 124 del aparato de purificación de agua 300.
Haciendo referencia adicional a la figura 2, se ilustra un conjunto desechable 40. El conjunto desechable 40 también se ilustra en la figura 1, emparejado al ciclador 20 para mover el fluido dentro del conjunto desechable 40, p. ej., para mezclar fluido de diálisis como se expone en el presente documento. El conjunto desechable 40 en el ejemplo ilustrado incluye un casete desechable 42, que puede incluir una pieza plana de plástico rígido cubierta por uno o ambos lados por una membrana flexible. La membrana presionada contra la carcasa 24 del ciclador 20 forma una membrana de bombeo y válvula. La figura 2 ilustra que el casete desechable 42 incluye cámaras de bomba de fluido 44 que operan con las cámaras de bomba neumática ubicadas en la carcasa 24 del ciclador 20 y cámaras de válvula de fluido 46 que operan con las cámaras de válvula neumática ubicadas en la carcasa 24 del ciclador 20.
Las figuras 1 y 2 ilustran que el conjunto desechable 40 incluye una línea de paciente 50 que se extiende desde un puerto de línea de paciente del casete 42 y termina en un conector de línea de paciente 52. La figura 1 ilustra que el conector de línea de paciente 52 se conecta a un conjunto de transferencia de paciente 54, que a su vez se conecta a un catéter permanente ubicado en la cavidad peritoneal del paciente P. El conjunto desechable 40 incluye una línea de drenaje 56 que se extiende desde un puerto de línea de drenaje del casete 42 y termina en un conector de línea de drenaje 58. La figura 1 ilustra que el conector de línea de drenaje 58 se conecta de manera extraíble a un puerto de drenaje 118 del aparato de purificación de agua 300 para recibir el fluido de diálisis usado del ciclador 20.
Las figuras 1 y 2 ilustran además que el conjunto desechable 40 incluye una línea de mezcla/calentador 60 que se extiende desde un puerto de línea de mezcla/calentador del casete 42 y termina en una bolsa de mezcla/calentador 62 expuesta con más detalle a continuación. El conjunto desechable 40 incluye un segmento de línea de agua corriente arriba 64a que se extiende hasta una entrada de agua del acumulador de agua 66. Un segmento de línea de agua corriente abajo 64b se extiende desde una salida de agua 66b del acumulador de agua 66 al casete 42. En los ejemplos ilustrados, el segmento de línea de agua corriente arriba 64a comienza en un conector de línea de agua 68 y está ubicado corriente arriba del acumulador de agua 66. La figura 1 ilustra que el conector de línea de agua 68 está conectado de manera extraíble a un puerto de agua de producto 128 del purificador de agua 110.
El aparato de purificación de agua 300 produce agua purificada y agua adecuada para, p. ej., diálisis peritoneal ("WFPD"). WFPD es agua adecuada para hacer fluido de diálisis para su suministro a la cavidad peritoneal del paciente P. WFPD es, por ejemplo, agua para diálisis o agua para inyección.
En una realización, un filtro estéril de grado esterilizante 70a se coloca corriente arriba de un filtro estéril de grado esterilizante 70b corriente abajo. Los filtros 70a y 70b pueden colocarse en el segmento de línea de agua 64a corriente arriba del acumulador de agua 66. Los filtros estériles de grado esterilizante 70a y 70b pueden ser filtros de paso que no tienen una línea de rechazo. Los tamaños de poro para esterilizar el filtro pueden, por ejemplo, ser menos de un micrón, tal como 0,1 o 0,2 micrones. Los filtros estériles de grado esterilizante adecuados 70a y 70b pueden, por ejemplo, ser filtros Pall IV-5 o GVS Speedflow o ser filtros proporcionados por el cesionario de la presente divulgación. En realizaciones alternativas, solo se colocan uno o más de dos filtros estériles de grado esterilizante en el segmento de línea de agua 64a corriente arriba del acumulador de agua 66. El uno o varios filtros estériles de grado esterilizante pueden disponerse cerca del acumulador de agua 66, de tal manera que el conjunto desechable 40 se vuelve más fácil de plegar. En realizaciones alternativas adicionales, no hay filtros estériles de grado esterilizante en el segmento de línea de agua 64a. Los filtros estériles de grado esterilizante pueden, por ejemplo, reemplazarse por uno o varios ultrafiltros ubicados en la ruta de agua de producto del aparato de purificación de agua 300.
La figura 2 ilustra además que puede proporcionarse una última línea de bolsa o muestra 72 que se extiende desde una última bolsa o puerto de muestra del casete 42. La última línea de bolsa o muestra 72 termina en un conector 74, que puede estar conectado a un conector de emparejamiento de una bolsa de fluido de diálisis de último llenado premezclado o a una bolsa de muestras u otro recipiente de recogida de muestras. La última línea de bolsa o muestra 72 y el conector 74 pueden usarse alternativamente para un tercer tipo de concentrado si se desea.
Las figuras 1 y 2 ilustran que el conjunto desechable 40 incluye una primera línea de concentrado 76 que se extiende desde un primer puerto de concentrado de casete 42 y termina en un primer conector de concentrado de casete 80a. Una segunda línea de concentrado 78 se extiende desde un segundo puerto de concentrado de casete 42 y termina en un segundo conector de concentrado de casete 82a.
La figura 1 ilustra que un primer recipiente de concentrado 84a contiene un primer concentrado, por ejemplo, glucosa, que se bombea desde el recipiente 84a a través de una línea de recipiente 86 a un primer conector de concentrado de recipiente 80b, que se acopla con el primer conector de concentrado de casete 80a. Un segundo recipiente de concentrado 84b contiene un segundo concentrado, por ejemplo, regulador, que se bombea desde el recipiente 84b a través de una línea de recipiente 88 a un segundo conector de concentrado de recipiente 82b, que se empareja con el segundo conector de concentrado de casete 82a.
Para comenzar el tratamiento, el paciente P normalmente carga el casete 42 en el ciclador y en un orden aleatorio o designado (i) coloca el calentador/bolsa de mezcla 62 en el ciclador 20, (ii) conecta el segmento de línea de agua corriente arriba 64a al puerto de agua de producto 128 del aparato de purificación de agua 300, (iii) conecta la línea de drenaje 56 al puerto de drenaje 118 del aparato de purificación de agua 300, (iv) conecta el primer conector de concentrado de casete 80a al primer conector de concentrado de recipiente 80b y (v) conecta el segundo conector de concentrado de casete 82a al segundo conector de concentrado de recipiente 82b. En este punto, el conector del paciente 52 todavía está tapado. Una vez que se prepara y verifica el fluido de diálisis nuevo, se ceba la línea de paciente 50 con fluido de diálisis nuevo, después de lo cual, el paciente P puede conectar el conector de línea de paciente 52 al conjunto de transferencia 54 para el tratamiento. Cada una de las etapas anteriores puede ilustrarse gráficamente en el monitor de vídeo 32 y/o proporcionarse a través de la guía de voz desde los altavoces 34.
Ahora se describirá con más detalle el aparato de purificación de agua 300.
En la figura 3 hay un esquema de las partes funcionales del aparato de purificación de agua 300, que incluye un módulo de pretratamiento 160, un módulo de ósmosis inversa (RO) 170 y un módulo de postratamiento 180. El aparato de purificación de agua 300 comprende un puerto de entrada 399 para alimentar agua desde una fuente de agua 398, por ejemplo, un grifo de agua, en el aparato de purificación de agua 300, para la purificación del agua. El agua entrante de la fuente de agua se alimenta a través del puerto de entrada 399 al módulo de pretratamiento 160.
Módulo de pretratamiento
El módulo de pretratamiento 160 trata el agua entrante con un filtro de partículas y un lecho de carbón activado.
El filtro de partículas está dispuesto para eliminar partículas tales como arcilla, limo y silicio del agua entrante. El filtro de partículas está dispuesto para prohibir partículas del tamaño de un micrómetro, opcionalmente también moléculas de endotoxina más grandes, del agua entrante.
El lecho de carbón activado está dispuesto para eliminar el cloro y las composiciones con cloro del agua entrante, y para absorber sustancias tóxicas y pesticidas. En una realización de ejemplo, el lecho de carbón activado está dispuesto para eliminar uno o varios de entre hipoclorito, cloramina y cloro. En otro ejemplo de realización, el lecho de carbón activado también está dispuesto para reducir los compuestos orgánicos (carbono orgánico total TOC) que incluyen pesticidas del agua entrante.
En algunas realizaciones, el filtro de partículas y el lecho de carbón activado están integrados en un único consumible. La parte consumible se cambia, por ejemplo, en un intervalo predefinido que depende de la calidad del agua entrante. La calidad del agua entrante se examina y determina, por ejemplo, por personas cualificadas antes del primer uso del aparato de purificación de agua 300 en un punto de atención.
Opcionalmente, el módulo de pretratamiento 160 comprende un dispositivo de intercambio iónico para la protección de dispositivos ubicados corriente abajo tal como una membrana de ósmosis inversa, RO, y un depurador.
El módulo de pretratamiento 160 filtra de este modo el agua entrante y suministra agua pretratada a un módulo de RO 170 ubicado corriente abajo.
El módulo-RO
El módulo-RO 170 elimina las impurezas del agua filtrada, tal como microorganismos, pirógenos y material iónico del agua pretratada por efecto de la ósmosis inversa. El agua pretratada se presuriza por una bomba y se fuerza a través de una membrana-RO para superar la presión osmótica. La membrana-RO es, por ejemplo, una membrana semipermeable. De este modo, la corriente de agua pretratada, llamada agua de alimentación, se divide en una corriente de agua de rechazo y una corriente de agua permeada. En una realización de ejemplo, el agua de rechazo puede pasar a través de una o ambas de una primera ruta de rechazo y una segunda ruta de rechazo. La primera ruta de rechazo hace recircular el agua rechazada de regreso a la ruta de agua de alimentación de la bomba-RO con el fin de que vuelva a alimentarse al dispositivo-RO nuevamente. El agua de rechazo recirculada aumenta el flujo de alimentación al dispositivo-RO, para obtener un flujo suficiente a través del lado de rechazo de la membrana-RO para minimizar la escamación y el ensuciamiento de la membrana-RO. La segunda ruta de rechazo dirige el agua rechazada hacia el drenaje. Esto hace que el nivel de concentración en el lado de rechazo sea lo suficientemente bajo como para obtener una concentración adecuada y necesaria de fluido permeado. Si el agua de alimentación tiene un bajo contenido de solutos, parte del flujo de drenaje también puede dirigirse de regreso al lado de entrada de la membrana-RO y, por lo tanto, aumentar la eficiencia del agua del aparato de purificación de agua 300.
Por lo tanto, el módulo-RO 170 trata el agua pretratada y suministra agua permeada a un módulo de postratamiento 180 ubicado corriente abajo.
Módulo de postratamiento
El módulo de postratamiento 180 depura el agua permeada con el fin de eliminar más iones del agua permeada. El agua permeada se depura usando un dispositivo depurador tal como un dispositivo electrodesionización, EDI, o un dispositivo de filtro de lecho mixto.
El dispositivo-EDI hace uso de la electrodesionización para eliminar iones, del agua permeada, tales como aluminio, plomo, cadmio, cromo, sodio y/o potasio, etc., que han penetrado en la membrana-RO. El dispositivo-EDI usa electricidad, membranas de intercambio iónico y resina para desionizar el agua permeada y separar los iones disueltos, es decir, impurezas, del agua permeada. El dispositivo-EDI produce agua depurada, depurada por el dispositivo-EDI a un nivel de pureza más alto que el nivel de pureza del agua permeada. El dispositivo-EDI tiene un efecto antibacteriano en el agua de producto y puede reducir la cantidad de bacterias y endotoxinas en el agua debido a, entre otros, el campo eléctrico en el dispositivo-EDI. En una realización, el dispositivo-EDI tiene una capacidad para producir agua de producto de 70-210 ml/min. La capacidad del dispositivo-EDI establece de este modo el límite para el caudal del agua de producto.
El dispositivo de filtro de lecho mixto comprende una columna o recipiente, con un material de intercambio iónico de lecho mixto.
A partir de entonces, el agua depurada, denominada también en el presente documento como agua de producto, está lista para entregarse desde un puerto de agua de producto 128 del aparato de purificación de agua 300 a un punto de uso del agua de producto. El agua de producto es apta para diálisis, es decir, agua para diálisis. En una realización, el agua de producto es agua para inyección. En una realización de ejemplo, un conjunto desechable 40, que incluye una línea de agua 56, está dispuesto en el aparato de purificación de agua 300 para transportar el agua de producto a un punto de uso. Opcionalmente, el aparato de purificación de agua 300 comprende un puerto de drenaje 118. El puerto de drenaje 118 se usa en una realización de ejemplo para recibir el fluido usado, por ejemplo, de un paciente de PD, a través de una línea de drenaje 64, para su transporte posterior a través de una primera ruta de drenaje 384 dentro del aparato de purificación de agua 300 hasta un drenaje 339 del aparato de purificación de agua 300. Como opción adicional, el puerto de drenaje 118 recibe una muestra de solución mezclada lista para su transporte posterior a un sensor de conductividad dispuesto en el aparato de purificación de agua 300, por ejemplo, en la primera ruta de drenaje 384. El conjunto desechable 40 se dispone en este caso con filtros estériles esterilizados 70a, 70b, para filtrar el agua de producto del aparato de purificación de agua 300 para garantizar una calidad del agua de producto como de agua para inyección.
De este modo, el agua de producto recogido en la bolsa acumuladora 66 ha pasado a través de uno o varios filtros estériles de grado esterilizante del conjunto desechable 40 para la eliminación de bacterias y endotoxinas, es decir, para producir agua de producto estéril. De acuerdo con una realización, los filtros estériles de grado esterilizante son redundantes.
Al recoger el agua de producto estéril en la bolsa acumuladora 66, el aparato de purificación de agua 300 y el ciclador 20 están desacoplados en términos de presión, para que la alta presión necesaria para empujar el agua a través de los filtros estériles de grado esterilizante no afecte al ciclador 20.
La unidad de control 112 del aparato de purificación de agua 300 está dispuesta para configurar el aparato de purificación de agua 300 en diferentes estados operativos, por ejemplo, ESPERA, CONECTAR, INACTIVO, OPERACIÓN y MANTENIMIENTO. El aparato de purificación de agua 300 está dispuesto para actuar tras los comandos del ciclador 20.
El aparato de purificación de agua 300 está, cuando no está en uso pero está encendido, configurado en un estado de espera.
En ESPERA, el aparato de purificación de agua 300 aguarda el comando CONECTAR o MANTENIMIENTO.
Se explican las principales etapas de los diferentes estados. Se omiten las tapas realizadas para la mitigación de riesgos, tal como por ejemplo, comparar sensores de flujo, probar que la ruta del flujo no tiene fugas, etc.
Estado CONECTAR
Durante el estado CONECTAR, el sistema prueba los sensores y verifica el dispositivo-EDI para ver si el sistema está listo cuando se recibe el comando para ir al estado INACTIVO. El estado CONECTAR también puede incluir el lavado de ciertos componentes, p. ej., en el módulo de pretratamiento 160.
Por lo general, también se le pide al paciente que tome una muestra del agua entrante, en un puerto de muestreo ubicado después del módulo de pretratamiento 160. Lo que se comprueba en esta muestra es que el nivel de cloro, incluyendo hipoclorito, cloramina y cloro, están por debajo de los niveles permitidos.
Cuando se han realizado todas las etapas del estado CONECTAR, el sistema está listo para funcionar.
Estado INACTIVO
En este estado, el aparato de purificación de agua 300 está esperando una medición de conductividad del fluido de retorno (cuando se va a analizar un fluido de diálisis recién preparado) o una nueva solicitud de suministro de agua de producto del ciclador 20.
En este estado, el aparato de purificación de agua 300 puede autoprepararse para suministrar agua de producto. El aparato de purificación de agua 300 inicia a continuación la producción de agua de producto, pero en lugar de suministrar el agua de producto fuera del puerto de producto 128, el agua de producto producido se hace recircular al tanque 350 hasta que el agua de producto obtiene un nivel de conductividad estable, y el dispositivo-RO funciona en un punto de trabajo deseado para el dispositivo-RO 301.
El aparato de purificación de agua 300 hace recircular la ruta de agua ocasionalmente para minimizar el tiempo de puesta en marcha de la fase de producción de agua.
El estado INACTIVO también puede incluir el lavado de ciertos componentes, p. ej., en el módulo de pretratamiento 160.
Estado OPERACIÓN
En el estado OPERACIÓN, el aparato de purificación de agua 300 suministra agua de producto (por ejemplo, un volumen solicitado por el ciclador 20) a la bolsa acumuladora de conjunto desechable 66.
La técnica propuesta se describirá ahora con más detalle haciendo referencia a la figura 4a, la figura 4b y la figura 5.
La figura 4a ilustra un aparato de purificación de agua 300 que comprende un dispositivo-RO 301. Obsérvese que la figura 4a es solo un dibujo conceptual y que solo ilustra partes del aparato de purificación de agua 300 que están relacionadas con la técnica propuesta. En relación con la figura 6, se proporciona una ilustración más detallada de un aparato de purificación de agua 300 a modo de ejemplo y su operación.
El aparato de purificación de agua 300 de la figura 4a comprende un dispositivo-RO 301, un tanque 350, una bomba-RO 450, una ruta de agua de alimentación 390, una ruta de recirculación 375, una ruta de agua purificada 371, un dispositivo de control 305a, un sensor de temperatura 303, un sensor de presión 308, un sensor de flujo 309, un calentador 302, un sensor de flujo 380, un puerto de agua de producto 128 y una unidad de control 112.
El dispositivo-RO 301 está dispuesto para producir un flujo de agua purificada y un flujo de rechazo. Más en detalle, el dispositivo-RO 301 comprende una membrana-RO 324, una entrada de alimentación 301a, una salida de agua purificada 301b y una salida de rechazo 301c. La membrana-RO 324 separa la entrada de alimentación 301a y la salida de rechazo 301c, de la salida de agua purificada 301b. El flujo de rechazo se dirige a una primera ruta de rechazo 385b y/o a un drenaje 339 del aparato de purificación de agua 300. La primera ruta de rechazo 385b está conectada de manera fluida a la salida de rechazo 301c y a la ruta de agua de alimentación 390.
La ruta de agua de alimentación 390 está dispuesta para transportar agua de alimentación a la entrada de alimentación 301a. La ruta de agua de alimentación 390 está conectada de manera fluida a la entrada de alimentación 301a.
El tanque 350 está dispuesto en la ruta de agua de alimentación 390 para recoger agua. Más específicamente, el tanque 350 está dispuesto para recibir agua de una fuente de agua exterior y para proporcionar agua a la entrada de alimentación 301 a. De acuerdo con algunas realizaciones, el tanque 350 es opcional, lo que se indica mediante líneas discontinuas en la figura 4a.
La bomba-RO 450 está dispuesta en la ruta de agua de alimentación 390, para bombear agua de alimentación a la entrada de alimentación 301a. La bomba-RO 450 está dispuesta corriente abajo del tanque 350 (cuando está presente). La bomba-RO 450 está configurada para controlarse a una cierta tasa de bombeo correspondiente a un cierto caudal del flujo de agua permeada. Ya que la permeabilidad de la membrana-RO 324 aumenta a medida que aumenta la temperatura del agua de alimentación, la relación entre la tasa de bombeo y el caudal depende de la temperatura del agua alimentada a la entrada de alimentación 301 a y, por lo tanto, de la temperatura de la membrana-RO 324.
El puerto de agua de producto 128 está dispuesto para proporcionar agua de producto, p. ej., a una máquina de diálisis, por ejemplo, a través de un conjunto de líneas dedicadas. Los filtros de grado esterilizante (no mostrados) se ubican normalmente en el conjunto de líneas fuera del aparato de purificación de agua 300, corriente abajo del puerto de agua de producto 128.
La ruta de recirculación 375, está dispuesta para hacer recircular una proporción del flujo de agua purificada desde un primer punto corriente abajo del dispositivo-RO 301 a un segundo punto corriente arriba del dispositivo-RO 301. Más específicamente, la ruta de recirculación 375 está dispuesta para hacer circular agua purificada calentada desde un punto corriente abajo del dispositivo-RO 301, hasta la ruta de agua de alimentación 390, dentro del aparato de purificación de agua 300. En el ejemplo de la figura 4a, el agua purificada se hace recircular al tanque 350 y se alimenta nuevamente a la entrada de alimentación 301a del dispositivo-RO 301. Sin embargo, como alternativa, el agua purificada puede hacerse recircular directamente a la línea de agua corriente arriba de la bomba-RO 450.
La ruta de agua purificada 371 está conectada de manera fluida a la salida de agua purificada 301b y al puerto de agua de producto 128. La ruta de agua purificada 371 está configurada para transportar agua purificada desde la salida de agua purificada 301b hasta el puerto de agua de producto 128. La ruta de agua purificada 371 comprende la ruta de agua permeada 371a y una ruta de agua de producto 371c. La ruta de agua de producto se refiere, en el presente documento, a la parte de la ruta de agua purificada 371 más cercana al puerto de agua de producto 128, donde las propiedades del fluido, como la presión y el caudal, son las mismas (o similares) que en el puerto de agua de producto 128.
El calentador 302 está dispuesto para calentar el agua de producto que fluye en la ruta de agua de producto 371c. El calentador 302 es, p. ej., un calentador dispuesto para calentar el agua purificada producida por el dispositivo-RO 301. Asimismo, en el ejemplo de la figura 4a, el agua purificada que sale del dispositivo-RO 301 también pasa por el sensor de flujo 410 y el sensor de temperatura 303 que están incluidos en la ruta de agua permeada 371a.
La ruta de agua purificada 371 comprende un dispositivo depurador 306, por ejemplo, un dispositivo de electrodesionización, EDI. Como alternativa, el dispositivo depurador 306 es un dispositivo de filtro de lecho mixto. El dispositivo depurador 306 está dispuesto corriente abajo del circuito de recirculación 374 en la ruta de agua purificada 371. De este modo, el dispositivo depurador 306 está dispuesto en la ruta de agua purificada 371 corriente abajo del punto donde la ruta de recirculación 375 está conectada a la ruta de agua purificada. El dispositivo depurador 306 está conectado de manera fluida a la ruta de agua permeada 371a y a la ruta de agua de producto 371c. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la ruta de agua permeada 371a está dispuesta para transportar agua purificada desde la salida de agua purificada 301b del dispositivo-RO 301 a una entrada del dispositivo depurador 306 y la ruta de agua de producto 371c está dispuesta para transportar agua purificada desde una salida del dispositivo depurador 306 al puerto de agua de producto 128.
La presente divulgación se basa en la idea de que una propiedad de fluido, tal como la presión o el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c, puede controlarse controlando la porción del flujo de permeado producido por el dispositivo-RO que se hace recircular a la entrada de alimentación 301a. El dispositivo de control 305a, tal como una válvula controlable eléctricamente, está dispuesto para permitir dicho control. En otras palabras, el dispositivo de control 305a está dispuesto para regular el caudal de agua purificada en la ruta de recirculación 375. De acuerdo con alguna realización, el dispositivo de control 305a está configurado para recibir datos de control y para regular la proporción del flujo de permeado que se hace recircular basándose en los datos de control. Los datos de control pueden ser una señal eléctrica (analógica o digital). El dispositivo de control 305a es normalmente un dispositivo de control de flujo tal como una válvula proporcional. La válvula proporcional normalmente se controla eléctricamente. Sin embargo, también puede usarse una válvula proporcional mecánica. En una realización, el dispositivo de control 305a es una bomba, por ejemplo, una bomba de desplazamiento positivo tal como una bomba volumétrica o una bomba de pistón.
Como se ha descrito anteriormente, la técnica propuesta permite el control de al menos una propiedad de fluido, tal como el caudal o la presión en la ruta de agua de producto 371c, cuando se opera el aparato de purificación de agua. De acuerdo con algunas realizaciones, la técnica propuesta permite el control de otras propiedades, p. ej., propiedades de fluido permeado, tal como la temperatura de la membrana-RO 324 o el punto de trabajo del dispositivo-RO. Para permitir dicho control, la propiedad (o propiedades) del fluido relevante debe medirse o al menos detectarse o estimarse de alguna manera. Por lo tanto, el al menos un detector está dispuesto para detectar una propiedad de fluido del agua purificada en la ruta de agua purificada 371.
De acuerdo con algunas realizaciones, el al menos un detector está dispuesto para detectar una propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. El al menos un detector puede implementarse en una pluralidad de maneras. De acuerdo con algunas realizaciones, el al menos un detector está configurado para proporcionar datos de propiedades de fluido de producto, definiendo al menos una propiedad de fluido de producto. De acuerdo con algunas realizaciones, el control se basa en otras propiedades, tal como las propiedades de fluido permeado, por ejemplo, una temperatura del agua purificada que fluye en la ruta de agua permeada 371a.
En la figura 4a, el al menos un detector es el sensor de flujo 309 y un sensor de presión 308. A continuación, la propiedad de fluido de producto medida por el sensor de flujo 309 es un caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. La propiedad de fluido de producto detectada por el sensor de presión 308 es una presión en la ruta de agua de producto 371c. Por añadidura, el sensor de temperatura 303 está dispuesto para medir la temperatura del agua purificada en la ruta de agua permeada 371a, corriente abajo del calentador 302.
La unidad de control 112 normalmente comprende uno o más microprocesadores 1122 y/o uno o más circuitos, tal como un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA), y similares.
La unidad de control 112 también puede comprender al menos una memoria 1123, tal como una unidad de memoria no transitoria (por ejemplo, un disco duro, memoria flash, disco óptico, etc.) y/o aparatos de almacenamiento volátil (por ejemplo, memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM)).
La unidad de control 112 comprende además una interfaz 1121 configurada para permitir la comunicación con (por ejemplo, transmitir datos de control y recibir datos de sensores de) los otros componentes del aparato de purificación de agua 300, y en particular, con el dispositivo de control 305a y el al menos un detector, por ejemplo, sensor de presión 308 y/o sensor de flujo 309.
La unidad de control 112 está configurada para funciones del aparato de purificación de agua 300. En particular, la unidad de control 112 está configurada para implementar todas las realizaciones de la técnica propuesta descrita en el presente documento, incluyendo el método descrito en relación con la figura 6. Con el fin de lograr esto, la unidad de control 112 está configurada para recibir datos de propiedades de fluido del al menos un detector y para enviar datos de control al dispositivo de control 305a. Más específicamente, la unidad de control 112 está configurada para controlar el dispositivo de control 305a para regular el caudal del agua purificada en la ruta de recirculación 375, basándose en la propiedad de fluido detectada por el al menos un detector, p. ej., para cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada 371. La propiedad de fluido se mide, p. ej., por cualquier sensor en la ruta de agua purificada 371.
De acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control 112 está configurada para controlar el dispositivo de control 305a para controlar la propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c para cumplir uno o más criterios de agua de producto predeterminados, basándose en la propiedad de fluido detectada por el al menos un detector, por ejemplo, sensor de presión 308 y/o sensor de flujo 309. En otras palabras, la unidad de control 112 está configurada para controlar el caudal de agua en la ruta de recirculación 375 con el fin de cumplir uno o más criterios, tal como obtener ciertas propiedades de fluido, por ejemplo, cierta presión o caudal, en el flujo de agua de producto.
Como se ha explicado anteriormente, pueden controlarse diferentes propiedades de fluido de producto. De este modo, los criterios de agua de producto pueden comprender una o más condiciones de regulación. A continuación se darán algunos ejemplos. Debe entenderse que estos podrían usarse solos o en combinación. En la forma más simple, el al menos un criterio de agua de producto solo comprende una única condición.
En un primer ejemplo, el objetivo del control es lograr un caudal del agua de producto constante. El criterio de control sería entonces intentar mantener un caudal del agua de producto constante a través del puerto de agua de producto 128. El caudal a través del puerto de agua de producto 128 es normalmente el mismo (o al menos aproximadamente el mismo) en toda la ruta de agua de producto 371c. De este modo, de acuerdo con algunas realizaciones, los criterios predeterminados comprenden que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c corresponde a un caudal predeterminado, por ejemplo, 150 ml/min o 250 ml/min. Si puede obtenerse un caudal constante de agua de producto, es fácil estimar cuánto tiempo llevará producir una cierta cantidad de agua de producto.
Por ejemplo, el aparato de purificación de agua 300 puede controlarse para producir agua de producto con un cierto flujo de agua de producto constante durante un período de tiempo predeterminado. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la circuitería de control está configurada para controlar el dispositivo de control 305a para obtener un caudal predeterminado a través del puerto de agua de producto 128 durante un período de tiempo predeterminado, con el fin de producir una cantidad predeterminada de agua. La cantidad predeterminada es por ejemplo entre 0,5 y 400 litros. La cantidad predeterminada puede corresponder a la cantidad necesaria para uno o varios tratamientos de diálisis. Por ejemplo, el aparato de purificación de agua 300 puede controlarse para producir 0,5, 1,2, 5, 10, 20, 50, 70, 90, 150, 200, 250, 300 o 400 litros de agua purificada.
En un segundo ejemplo, el objetivo del control es lograr una presión de agua de producto limitada o controlada. La presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c normalmente no debería superar un nivel máximo permitido. El nivel máximo permitido sería, p. ej., garantizar que el hardware, tales como filtros dentro o en conexión con el aparato de purificación de agua o el dispositivo depurador 306, no están dañados. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, el nivel de presión superior predeterminado corresponde a un nivel de tolerancia a la presión del al menos un filtro (por ejemplo, los filtros de grado esterilizante) o de cualquier otro componente dispuesto en la ruta de agua de producto 371c. De este modo, de acuerdo con algunas realizaciones, los criterios predeterminados comprenden que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c permanece por debajo de un nivel de presión superior predeterminado.
Una implementación típica de los criterios predeterminados podría, p. ej., comprende controlar el dispositivo de control 305a para intentar obtener un caudal predeterminado de agua de producto en la ruta de agua de producto 371c siempre que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c permanezca por debajo de un nivel de presión superior predeterminado. Si la presión alcanza el nivel de presión superior predeterminado, entonces el dispositivo de control 305a controlará el dispositivo de control para mantener la presión en ese nivel, incluso si el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto cae por debajo del caudal predeterminado.
Como se ha expuesto anteriormente, el rendimiento, para una presión de agua de producto dada, será menor con el tiempo. Al controlar la cantidad de permeado que se hace recircular en la ruta de recirculación 375, la presión del agua de producto puede aumentarse sucesivamente, para compensar tal comportamiento. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, el criterio de agua de producto predeterminado comprende que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c corresponde a un nivel de presión. El nivel de presión en la ruta de agua de producto 371c puede, p. ej., corresponder a un rendimiento esperado a través del puerto de agua de producto 128 y, por lo tanto, pueden variar (normalmente aumentar) con el tiempo.
En un tercer ejemplo, el objetivo del control es mantener un cierto punto de trabajo de uno o más de los componentes de hardware del aparato de purificación de agua 300, tal como un componente de hardware en la ruta de agua permeada 371a o la ruta de agua de depurador 371b (figura 6), por ejemplo, el dispositivo-RO 301 (que se considera al menos parcialmente incluido en la ruta de agua permeada 371a) o el dispositivo depurador 306. El punto de trabajo es, p. ej., una cierta presión, un cierto caudal o una cierta temperatura. A continuación, se suele formular un criterio de punto de trabajo para mantener el punto de trabajo dentro de un cierto intervalo.
Por ejemplo, el caudal o la presión del agua en la ruta de agua permeada 371a directamente corriente abajo del dispositivo-RO 306 se mide (o estima) usando el sensor de flujo 410. En principio, puede usarse cualquier detector en la ruta de agua permeada 371a o la ruta de agua de depurado 371b.
A continuación, puede controlarse una propiedad de fluido permeado, tal como una presión en el dispositivo-RO (en particular, una presión transmembrana de la membrana-RO) o un caudal a través del dispositivo depurador 306, usando el dispositivo de control 305a.
En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control 112 está configurada para controlar el dispositivo de control 305a para controlar una propiedad de fluido permeado (por ejemplo, para cumplir con un criterio de punto de trabajo de la membrana-RO 324 o el dispositivo depurador 306) del agua permeada en la ruta de agua permeada 371a para cumplir con uno o más criterios de agua permeada predeterminados, basándose en la propiedad de fluido permeado detectada por el al menos un detector, p. ej., sensor de temperatura 302 o sensor de flujo 410.
En un cuarto ejemplo, el objetivo es mantener la temperatura de trabajo de la membrana-RO 324 del aparato de purificación de agua 300 a una temperatura constante, independientemente de, p. ej., la temperatura del agua entrante alimentada a través del puerto de entrada 399 (figura 3) o la temperatura del entorno. La temperatura constante es, en general, deseable, ya que las propiedades de trabajo, tales como el rendimiento y las propiedades de purificación, de la membrana-RO 324 dependen normalmente de la temperatura de la membrana-RO 324. Puede lograrse una temperatura de trabajo constante de la membrana-RO manteniendo constante la temperatura del agua que pasa a través de la membrana-RO 324. La temperatura T_RO del agua que pasa a través de la membrana-RO 324 es (al menos básicamente) la misma que la temperatura del agua purificada en la ruta de agua permeada 371a directamente corriente abajo del dispositivo-RO 301, es decir, corriente arriba del calentador 302. Esta temperatura depende de varios factores tales como la temperatura del agua entrante alimentada al puerto de entrada 399 (figura 3), la proporción de agua calentada que se hace recircular en la ruta de recirculación 375 y la temperatura del agua recirculada, es decir, la temperatura T2 del agua purificada después del calentador.
La relación de la temperatura T_RO del agua purificada antes del calentador 302 y la temperatura T2 del agua purificada después del calentador 302 puede calcularse usando la termodinámica y la fórmula:
P = Q x cp x A T ^ T_RO = T2 - P / (Q x cp) (Ecuación 1)
En la fórmula P, es la potencia (vatios) del calentador 302, Q es el caudal a través del calentador 302 [l/s] (que es el mismo que el caudal a través de la membrana-RO 324), T2 es la temperatura del agua purificada corriente abajo del calentador 302 y T_RO es la temperatura corriente arriba del calentador 302 (es decir, la temperatura del agua que fluye a través de la membrana-RO 324). De este modo, AT es la diferencia de temperatura entre el agua corriente arriba del calentador 302 y el agua corriente abajo del calentador 302, es decir, AT = T2 - T_RO. Además cp es la capacidad calorífica del agua. La capacidad calorífica o capacidad térmica es una cantidad física medible igual a la relación entre el calor agregado a (o eliminado de) un objeto y el cambio de temperatura resultante. La capacidad calorífica del agua es de 4,19 kJ/K. Por ejemplo, si el caudal Q a través de la membrana-RO 324 es de 210 ml/min (es decir, 0,0035 l/s) y la temperatura del agua purificada en la ruta de agua permeada T2 es de 85 °C y la potencia calorífica P es de 200 W, entonces la temperatura resultante de la membrana de ósmosis inversa se estimaría en:
Tro = 85 - 200/(0,0035 x 4190) = 85 - 13,6 °C = 71,4 °C (Ecuación 2)
La temperatura T2 del agua purificada en la ruta de agua permeada 371a puede medirse usando el sensor de temperatura 303. De este modo, la temperatura de la membrana-RO 324 o más bien la temperatura del agua que fluye a través de la membrana-RO 324, puede estimarse a partir de la temperatura medida T2 del agua purificada en la ruta de agua permeada, ya que se conocen la potencia del calentador 302 y el caudal Q a través de la membrana-RO 324.
Por ejemplo, si se detecta un cambio en la temperatura T2 del agua purificada en la ruta de agua permeada 371a, mientras que la potencia del calentador 302 y el caudal Q a través del calentador se mantienen constantes, es una indicación de que la temperatura T_RO del agua de alimentación que pasa a través de la membrana-RO 324 ha cambiado debido a, por ejemplo, un cambio en la temperatura del agua entrante o del entorno.
Una forma de lograr el objetivo de mantener T_RO constante, es entonces, ajustar la potencia P suministrada por el calentador (es decir, para controlar la temperatura del agua recirculada) o para cambiar el caudal Q a través del calentador 302 en respuesta a un cambio medido de la temperatura T2 del agua purificada en la ruta de agua permeada 371a. El caudal Q de agua que fluye a través del calentador 302 (y la membrana-RO 324) puede controlarse cambiando la frecuencia de bombeo de la bomba-RO 450. Sin embargo, en algunas realizaciones es deseable usar una única frecuencia de bomba para cada lote de agua.
Otra forma de lograr el objetivo de mantener T_RO constante, es cambiar la cantidad de agua caliente que se hace recircular en la ruta de recirculación 375. Por ejemplo, si se hace recircular más agua caliente, entonces aumentará la temperatura del agua en el tanque 350. Esto, a su vez, aumentaría la temperatura del agua de alimentación alimentada a través de la entrada de alimentación 301a y, en consecuencia, también de la temperatura T_RO del agua que atraviesa la membrana-RO 324.
De lo anterior se deduce que la temperatura T_RO del agua que pasa a través de la membrana-RO 324 puede estimarse a partir de la temperatura medida T2 del agua purificada en la ruta de agua permeada 371a, usando la Ecuación 1. La temperatura T_RO del agua que atraviesa la membrana-RO 324 puede mantenerse constante, controlando el dispositivo de control 305a para regular la proporción del flujo de permeado recirculado en la ruta de recirculación, basándose en la estimación. Por ejemplo, la proporción del flujo de permeado recirculado en la ruta de recirculación puede ajustarse continuamente de tal manera que la temperatura estimada T_RO del agua que pasa a través de la membrana-RO 324 se mantiene constante.
En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control 112 está configurada para controlar el dispositivo de control 305a para controlar la temperatura T_RO del agua que fluye a través de la membrana-RO 324, basándose en la temperatura detectada por el sensor de temperatura 303. Habitualmente, la unidad de control 112 está configurada para controlar el dispositivo de control 305a para controlar la temperatura T_RO de tal manera que se cumpla un criterio de temperatura predefinido. El criterio comprende, por ejemplo, que la temperatura T_RO del agua que fluye a través de la membrana-RO 324 se mantenga dentro de un intervalo predefinido.
De este modo, el dispositivo de control 305a puede controlarse para mantener la temperatura del agua después de la membrana-RO 324 a una temperatura predeterminada o dentro de un intervalo de temperatura predeterminado.
Los ejemplos tercero y cuarto pueden usarse en combinación con las realizaciones anteriores y los criterios de agua de producto correspondientes, que están destinados a controlar una propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. A continuación, los diferentes criterios relativos a la presión, el flujo y la temperatura deben combinarse (por ejemplo, priorizarse y ponderarse) para un control óptimo.
En una realización alternativa, estas realizaciones (tercera y cuarta) son independientes de las realizaciones descritas anteriormente. A continuación, la unidad de control 112 puede no estar configurada para (al menos no al mismo tiempo) controlar el dispositivo de control 305a para controlar la propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c para cumplir uno o más criterios de agua de producto predeterminados, pero en cambio solo, p. ej., para controlar el dispositivo de control 305a para controlar la temperatura del agua que fluye a través de la membrana-RO 324, basándose en la temperatura detectada por el sensor de temperatura 303.
De acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control está configurada para activar una función de alarma en respuesta a un cambio de la al menos una propiedad de fluido de producto detectada por el al menos un detector, por ejemplo, sensor de presión 308 y/o sensor de flujo 309. Por ejemplo, con el fin de minimizar el riesgo de que se supere el nivel de presión superior predeterminado, la unidad de control 112 puede configurarse para activar una alarma si la presión medida por el sensor de presión supera el nivel de presión superior predeterminado.
Como alternativa, la alarma puede desencadenarse en respuesta a una disminución de presión significativa o repentina o similar, lo que serviría como indicación de un fallo. Por ejemplo, una rotura en un filtro, tal como los filtros de grado esterilizante puede dar como resultado una caída de presión y, por lo tanto, una disminución de la presión y un aumento del caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. Como esos eventos no coinciden, la unidad de control 112 puede emitir una alarma en tal situación.
En otro ejemplo, una fuga fuera del sistema entre el aparato de purificación de agua 300 y los filtros de grado esterilizante 70a, 70b también dará como resultado una caída de la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. Una fuga también sería un error grave que debería desencadenar una alarma.
En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la unidad de control 112 está configurada para activar una función de alarma en respuesta a un cambio de presión medido por el sensor de presión 308 y/o un cambio de caudal medido por el sensor de flujo 309.
La figura 4b ilustra la funcionalidad de la unidad de control 112 del aparato de purificación de agua 300 de acuerdo con una implementación de ejemplo. En este ejemplo, la unidad de control comprende una disposición de control en cascada, que comprende un controlador de caudal 112a y un controlador de presión 112b. En una disposición de control en cascada, hay dos (o más) controladores de los cuales la salida de un controlador acciona el punto de ajuste de otro controlador.
En este ejemplo, el controlador de caudal 112a acciona el punto de ajuste del controlador de presión 112b para obtener un caudal predeterminado del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. En otras palabras, el controlador de caudal 112a, genera unos primeros datos de control al controlador de presión 112b d i basándose en el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c medido por el sensor de flujo 309 y un caudal de referencia fref, por ejemplo, 200 ml/min.
El controlador de presión 112b, a su vez, acciona el dispositivo de control 305a para hacer emparejar el caudal con el punto de ajuste que solicita el controlador de caudal 112a, siempre que la presión no exceda un nivel de presión preajustado, por ejemplo, 300 kPa. En otras palabras, el controlador de presión 112b, genera unos segundos datos de control d2 basándose en la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 301c medida por el sensor de presión 308 y los primeros datos de control d i . A continuación, el controlador de presión 112b controla el dispositivo de control 305a usando los segundos datos de control d2.
El controlador que acciona el punto de ajuste (el controlador de caudal 112a en el ejemplo anterior) se denomina controlador primario, exterior o maestro. El controlador que recibe el punto de ajuste (controlador de presión 112b en el ejemplo) se llama controlador secundario, interior o esclavo. La frecuencia de bucle de control del bucle interior puede ser normalmente mayor que la del bucle exterior. Por ejemplo, la frecuencia de bucle de control del controlador de presión 112b es de 10 Hz.
Ahora se describirá un método correspondiente para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua 300 que produce agua purificada, haciendo referencia al diagrama de flujo de la figura 5, y las realizaciones a modo de ejemplo de las otras figuras.
El método normalmente se realiza en la unidad de control 112 del aparato de purificación de agua 300. El método puede implementarse como código de programa y guardarse en la memoria 1123 en la unidad de control 112. De este modo, las etapas del método pueden definirse en un programa informático, que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por un ordenador, p. ej., la unidad de control 112, hacen que el ordenador lleve a cabo el método. De este modo, las etapas del método también pueden definirse en un medio legible por ordenador, por ejemplo, una memoria extraíble tal como una memoria USB. El medio legible por ordenador comprende entonces instrucciones, que, cuando se ejecutan por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método.
En un escenario típico, el método se realiza cuando el aparato de purificación de agua está en estado OPERACIÓN y el aparato de purificación suministra el agua de producto a, p. ej., una máquina de diálisis. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el método propuesto también puede realizarse en el estado CONECTAR o INACTIVO, cuando no se suministra agua de producto, pero en su lugar se hace recircula en la ruta de recirculación adicional 381 como se ha descrito en la figura 6.
El método comprende detectar S1 al menos una propiedad de fluido del agua purificada en una ruta de agua purificada 371.
De acuerdo con algunas realizaciones, la detección S1 comprende detectar al menos una propiedad de fluido de producto de un agua de producto en una ruta de agua de producto 371c de la ruta de agua purificada 371. Como se ha descrito anteriormente (figura 4a), la ruta de agua de producto 371c está dispuesta corriente abajo de la ruta de recirculación 375. Esta etapa implica que se miden las propiedades de fluido de producto, tal como la presión y el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto. Habitualmente, los sensores correspondientes 308, 309 producen datos de sensores que se proporcionan a la unidad de control 112 que realiza el método.
El método comprende además regular S2 un caudal de agua en la ruta de recirculación 375 para cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada 371, basándose en la al menos una propiedad de fluido detectada.
De acuerdo con algunas realizaciones, la regulación S2 comprende regular un caudal de agua en la ruta de recirculación 375 para cumplir uno o más criterios de agua de producto predeterminados del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c, basándose en la al menos una propiedad de fluido de producto detectada. Dicho de otra forma, se ajusta el caudal de agua en la ruta de recirculación 375, con el fin de controlar ciertas propiedades de fluido de producto.
Como alternativa, la regulación S2 comprende regular un caudal de agua en la ruta de recirculación 375 para cumplir uno o más criterios de agua permeada predeterminados del agua permeada en la ruta de agua permeada 371a, basándose en la al menos una propiedad de fluido de producto detectada. Un ejemplo de un criterio de agua permeada es que el agua permeada tiene una cierta presión o temperatura.
Por ejemplo, el caudal de agua en la ruta de recirculación 375 se ajusta de tal manera que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c sea constante o esté dentro de un intervalo predeterminado. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la al menos una propiedad de fluido de producto comprende un caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c y entonces el criterio de agua de producto predeterminado comprende que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c corresponde a un caudal predeterminado.
En otro ejemplo, el caudal de agua en la ruta de recirculación 375 se ajusta de tal manera que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c no exceda un umbral. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, la al menos una propiedad de fluido de producto comprende la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c. A continuación, los criterios de agua de producto predeterminados comprenden que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c permanece por debajo de un nivel de presión superior predeterminado.
La detección S1 y la regulación S2 normalmente se realizan continuamente en el estado OPERACIÓN. Por lo tanto, cada cambio detectado por el al menos un detector, por ejemplo, sensor de presión 308 y sensor de flujo 309, puede desencadenar la regulación S2. Dicho de otra forma, el método comprende realizar de manera continua la detección S1 y la regulación S2 mientras el aparato de purificación de agua 300 produce agua purificada. El nivel de presión superior predeterminado, por ejemplo, corresponde a un nivel de tolerancia de presión de al menos un filtro dispuesto para filtrar el agua de producto que fluye a través de la ruta de agua de producto 371c o de cualquier otro componente dispuesto en o dentro de una distancia predeterminada de la ruta de agua de producto 371c.
De acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende activar S3 una función de alarma en respuesta a un cambio de la al menos una propiedad de fluido de producto. En otras palabras, si la detección revela un cierto cambio, p. ej., un aumento o disminución repentino de la presión, esto podría considerarse una indicación de un error potencial, como se ejemplifica anteriormente en relación con la figura 4a.
En tal situación, puede desencadenarse una función de alarma que alerta al usuario sobre el posible error. La alarma puede ser un sonido, una luz intermitente o un mensaje de texto enviado o mostrado al usuario.
En algunas situaciones, podría ser deseable producir agua de producto que tenga una cierta temperatura. La temperatura se solicita, por ejemplo, por la máquina de diálisis a la que se solicita que el aparato de purificación de agua 300 suministre agua purificada. La temperatura del agua de producto puede entonces controlarse en consecuencia. Por lo tanto, de acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende controlar S4 la temperatura del agua de producto que fluye en la ruta de agua de producto 371c. Esto puede hacerse calentando, por medio del calentador 302. La temperatura puede ajustarse a prácticamente cualquier temperatura, pero el intervalo puede estar limitado entre 20 y 35 °C.
Si el caudal del agua de producto se detecta continuamente, entonces también es posible calcular cuánta agua ha pasado a través de la ruta de agua de producto 371c, ya que la cantidad correspondería a la integral del caudal. De acuerdo con algunas realizaciones, el control comprende estimar S5 una cantidad de agua de producto producida durante un período de tiempo de producción basándose en la duración del período de tiempo de producción y un caudal correspondiente del agua purificada detectada durante el período de tiempo de producción. El período de tiempo de producción normalmente correspondería a un tiempo desde que la producción comenzó hasta que finalizó o hasta un tiempo actual, si la producción está en curso, es decir, la producción no ha terminado.
En el segundo escenario, es decir, cuando la producción está en curso, una acción predeterminada, tal como una alarma o un aviso, puede desencadenarse cuando se ha producido una cantidad deseada de agua de producto. La cantidad deseada puede, p. ej., especificarse por el usuario y su entrada a través de la interfaz de usuario. En otras palabras, de acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende desencadenar S6 una acción predeterminada cuando la cantidad alcanza un cierto volumen de producción. La acción puede ser que se detenga la producción, que se informe a una máquina de diálisis conectada o que se active una alarma.
De acuerdo con algunas realizaciones, el control comprende controlar la propiedad de fluido del agua purificada a través del puerto de agua de producto 128 para obtener un caudal predeterminado durante un período de tiempo predeterminado, con el fin de producir una cantidad predeterminada de agua. La cantidad predeterminada es, por ejemplo, entre 0,5 y 400 litros. La cantidad predeterminada puede, p. ej., corresponder al volumen necesario para un tratamiento de diálisis o para varios tratamientos.
Como se ha descrito anteriormente, también puede ser deseable mantener bastante constante la temperatura de trabajo de la membrana-RO 324. Por lo tanto, de acuerdo con algunas realizaciones, el método comprende medir la temperatura del agua en la ruta de agua purificada 371 corriente abajo de un calentador 302 dispuesto en la ruta de agua purificada. A continuación, la regulación S2 comprende regular un caudal de agua en la ruta de recirculación de tal manera que la temperatura T_RO del agua que fluye a través de la membrana-RO 324 cumple un criterio de temperatura predeterminado, basándose en la temperatura detectada por el sensor de temperatura 303. Como se ha expuesto anteriormente, la regulación puede realizarse en algunas realizaciones de esta manera en combinación o independientemente de las otras realizaciones descritas en el presente documento.
La figura 6 ilustra una implementación de ejemplo del aparato de purificación de agua 300 de acuerdo con algunas realizaciones con más detalle. En otras realizaciones, el aparato de purificación de agua 300 puede incluir menos o más componentes o módulos.
El aparato de purificación de agua 300 de la figura 6 recibe agua de una fuente de agua 398 (figura 3), tal como una fuente continua de agua potable o bebible del hogar de un paciente. En diversas realizaciones, el aparato de purificación de agua 300 puede instalarse en una habitación que tenga acceso a la fuente de agua 398 para proporcionar WFPD al ciclador 20 como se ha expuesto en el presente documento. El agua se filtra opcionalmente mediante un prefiltro de partículas 334 para eliminar la suciedad y los sedimentos, antes de que se entregue al aparato de purificación de agua 300. El agua entra en el aparato de purificación de agua 300 a través del puerto de entrada de agua 333. Como se ha descrito anteriormente, el aparato de purificación de agua 300 incluye un módulo de pretratamiento 160, un módulo-RO 170 y un módulo de postratamiento 180. El módulo de pretratamiento 160 incluye un filtro de partículas y un filtro de carbón activado, es decir, un lecho de carbón activado, para eliminar adicionalmente los contaminantes y las impurezas. El filtro de partículas y el filtro de carbón activado están integrados en el paquete de filtro 331. El paquete de filtro 331 es un paquete desechable. El módulo de pretratamiento 160 incluye una válvula de entrada 332 y un dispositivo de flujo constante 330 corriente arriba del paquete de filtro 331. La válvula de entrada 332 controla la entrada de agua de alimentación bajo el control de la unidad de control 112. El dispositivo de flujo constante 330 proporciona un flujo constante al tanque 350 siempre que la presión del agua esté por encima de una presión mínima para la válvula de entrada 332.
Asimismo, el módulo de pretratamiento 160 comprende una válvula de muestreo 329 con una salida de puerto de muestreo 329a, una válvula de tanque 328, un sensor de conductividad de pretratamiento 327 y un sensor de temperatura del agua de alimentación 326 corriente abajo del paquete de filtro 331. La salida de puerto de muestreo 329a permite tomar una muestra del agua de alimentación, por ejemplo, para probar el nivel de cloro. La válvula de tanque 328 controla el flujo de agua de alimentación filtrada al tanque 350. El sensor de conductividad de pretratamiento 327 monitoriza la conductividad del agua de alimentación filtrada y el sensor de temperatura del agua de alimentación 326 monitoriza la temperatura del agua de alimentación filtrada. La temperatura del agua de alimentación filtrada se necesita, por ejemplo, para calibrar la medición de conductividad del agua de alimentación filtrada. Los componentes descritos están incluidos en la ruta de agua de alimentación 390. La ruta de agua de alimentación 390 está conectada al puerto de entrada de agua 333 y termina en el tanque 350. La válvula de entrada 332 y la válvula de tanque 328 están configuradas para controlarse por la unidad de control 112 del aparato de purificación de agua 300. La depuración de agua en el módulo de pretratamiento 160 puede lograrse alternativa o adicionalmente usando depuración con cal, resinas de intercambio iónico o un antiincrustante como polifosfato, como se conoce en la técnica. Debería apreciarse que el paquete de filtro 331 no se requiere en algunas realizaciones y puede no estar presente.
Como se ha explicado anteriormente, el módulo-RO 170 comprende un tanque 350, una bomba-RO 450 y un dispositivo-RO 301. Ya se ha descrito en detalle un dispositivo-RO 301 haciendo referencia a la figura 4a y se hace referencia a esa descripción para una explicación más detallada. El agua de alimentación filtrada (o sin filtrar) entra en el tanque 350, por ejemplo, desde una parte superior del tanque 350. El agua de alimentación se acumula en el tanque 350 y se bombea por la bomba-RO 450 a la entrada de alimentación 301a (véanse las figuras 5-7) del dispositivo-RO 301.
Los interruptores de nivel alto, bajo y vacío 350a, 350b, 350c se proporcionan en el tanque 350 detectan su nivel de agua, mientras que un programa informático que se ejecuta en la unidad de control 112 del aparato de purificación de agua 300 está configurado para controlar la apertura y el cierre de la válvula de entrada 332 y la válvula de tanque 328, que se abren durante el llenado del tanque 350 y se cierran cuando el nivel de agua en el tanque 350 activa su interruptor de nivel alto 350c conectado a la unidad de control 112. La válvula de entrada 332 se abre de nuevo cuando el nivel del agua cae por debajo del interruptor de bajo nivel 350b del tanque 350, activando de este modo el interruptor de bajo nivel conectado a la unidad de control 112. Si el nivel del agua en el tanque 350 sube demasiado, el exceso de agua se drena a través de una línea de respiradero de aire de tanque 325 y un respiradero de aire de tanque 335 (conexión de desbordamiento), por ejemplo, a una bandeja 420 o drenaje 339. Puede accederse al respiradero de aire de tanque 335 desde el exterior del aparato de purificación de agua 300. El respiradero de aire de tanque 335 puede cerrarse, p. ej., durante el transporte del aparato de purificación de agua 300, de tal manera que se evitará que el agua del tanque 350 fluya hacia la bandeja 420 y haga que el agua fluya fuera del aparato de purificación de agua 300.
La unidad de control 112 está configurada para hacer que la bomba-RO 450 deje de bombear, si el interruptor de nivel vacío 350a en el tanque 350 detecta aire o un nivel de agua críticamente bajo. La bomba-RO 450 está configurada para proporcionar el flujo de agua y la presión necesarios para el proceso de ósmosis inversa que tiene lugar en el dispositivo-RO 301. Como se ha descrito anteriormente, p. ej., haciendo referencia a la figura 4a, el dispositivo-RO 301 filtra el agua para proporcionar agua purificada en su salida de agua permeada 301 b. El agua de rechazo que sale del dispositivo-RO 301 en una salida de rechazo 301c (puede retroalimentarse a la bomba-RO 450 para conservar el consumo de agua o, como alternativa, bombearse al drenaje 339.
El agua purificada que sale del dispositivo-RO 301 se transporta en una ruta de agua purificada 371 dentro del aparato de purificación de agua 300 antes de salir a través de un puerto de agua de producto 128. La ruta de agua purificada 371 comprende (como en la figura 4a) la ruta de agua permeada 371a, la ruta de agua de depurador 371b y la ruta de agua de producto 371c. El dispositivo depurador 306 puede circunvalarse a través de la ruta de circunvalación 371d. La ruta de circunvalación 371d está conectada a la ruta de agua corriente arriba del dispositivo depurador 306, en este caso un dispositivo-EDI, y a la ruta de agua corriente abajo del dispositivo-EDI. El agua purificada que sale del dispositivo-RO 301 pasa por un sensor de flujo 410, un calentador 302 y un sensor de temperatura de permeado 303, incluidos en la ruta de agua permeada 371a. El sensor de flujo 410 monitoriza el flujo de agua purificada que sale del dispositivo-RO 301. El calentador 302, calienta, bajo el control de la unidad de control 112, el agua purificada que sale del dispositivo-RO 301. El sensor de temperatura de permeado 303 monitoriza la temperatura del agua purificada que sale del dispositivo-RO 301 directamente corriente abajo del calentador 302. Un sensor de conductividad adicional 304 monitoriza la conductividad del agua purificada que sale del dispositivo-RO 301.
Corriente abajo del calentador 302, del sensor de temperatura de permeado 303 y del sensor de conductividad 304, el agua purificada entra en el módulo de postratamiento 180 a través de la ruta de agua de depurador 371b. El módulo de postratamiento 180 comprende el dispositivo depurador 306. La válvula de tres vías 305c está dispuesta para controlarse por la unidad de control 112 para dirigir selectivamente el flujo de agua purificada al dispositivo depurador 306 o a la ruta de circunvalación 371d con el fin de circunvalar el dispositivo depurador 306. El dispositivo depurador 306 está configurado para producir agua de producto. Una válvula de canal de producto 307 regula el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto 371c desde el dispositivo depurador 306. La ruta de agua concentrada 377c está dispuesta para pasar fluido desde el dispositivo depurador 306 de regreso al tanque 350.
El agua de producto pasa al puerto de agua de producto 128, y a continuación, a una línea de agua conectada al mismo 64 (64a, 64b) del conjunto desechable 40 para el transporte al punto de atención. El conjunto desechable 40 comprende dos filtros de esterilización estériles 70a, 70b. Los filtros de esterilización estériles 70a, 70b filtran el agua de producto que sale de la salida de puerto de agua de producto 128 en agua de producto esterilizada, que es adecuada para la inyección. De acuerdo con algunas realizaciones alternativas, esos filtros se omiten o el número de filtros es menor o mayor que dos.
Un puerto de drenaje 118 define una primera ruta de drenaje 384 al drenaje 339. Una línea de drenaje 56 del conjunto desechable 40 está conectada al puerto de drenaje 118, con el fin de pasar agua, tal como fluido-PD usado, desde el puerto de drenaje 118 hasta el drenaje 339. La primera ruta de drenaje 384, en este caso, incorpora la parte de una ruta de drenaje de ciclador que está presente dentro del aparato de purificación de agua 300. La primera ruta de drenaje 384 comprende un sensor de conductividad 336, un sensor de temperatura de ruta de drenaje 315 y una válvula de línea de drenaje 341. El sensor de conductividad 336 está configurado para medir la conductividad del agua en la ruta de drenaje. El sensor de temperatura 315 está dispuesto para medir la temperatura del agua en la primera ruta de drenaje 384. La válvula de línea de drenaje 341 está, bajo el control de la unidad de control 112, dispuesta para regular el flujo en la primera ruta de drenaje 384 a través del sensor de conductividad 336. La primera ruta de drenaje 384 comprende además una ruta de circunvalación 384a dispuesta para circunvalar el sensor de conductividad 336, el sensor de temperatura de ruta de drenaje 315 y la válvula de línea de drenaje 341. La ruta de circunvalación 384a comprende una válvula 340. La válvula 340 está dispuesta para regular el flujo a través de la ruta de circunvalación 384a.
Como en la figura 4a, un dispositivo de control 305a está configurado para controlar el caudal de agua purificada en la ruta de recirculación 375 dispuesta desde un punto corriente abajo del calentador 302, el sensor de temperatura de permeado 303 y el sensor de conductividad adicional 304, y de regreso al tanque 350. Se dispone un sensor de presión de agua de producto 308 para monitorizar la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto 301c corriente abajo del dispositivo depurador 306. Como en la figura 4a, un sensor de flujo 309 está dispuesto para monitorizar el caudal del agua de producto corriente abajo del dispositivo depurador 306. La presión y el caudal del agua de producto se alimentan a la unidad de control 112. La unidad de control 112 está configurada para controlar la operación del dispositivo de control 305a. Más particularmente, la unidad de control está configurada para regular el caudal de agua en la ruta de recirculación 375 basándose en la presión y el caudal del agua de producto, con el fin de controlar el caudal del agua de producto a un caudal deseado, y la presión del agua de producto a una presión deseada. El dispositivo de control 305a es, por ejemplo, una válvula de control de flujo motorizada que está configurada para regular con precisión el caudal del agua en la ruta de recirculación 375.
Una válvula de agua de producto 305d está dispuesta para, bajo el control de la unidad de control 112, controlar el flujo de producto producido para ir al puerto de agua de producto 128 o regresar al tanque 350 a través de una ruta de recirculación adicional 381. Una válvula de vaciado 396 está dispuesta para controlar el caudal de agua en la ruta de recirculación adicional 381. La ruta de recirculación adicional 381 está conectada de manera fluida a la ruta de agua de producto 371c a través de una cámara de trampa de aire 319. Un sensor de conductividad de agua de producto 312 está dispuesto para monitorizar la conductividad del agua de producto corriente arriba de la cámara de trampa de aire 319. Un sensor de temperatura del agua de producto 313 está configurado para monitorizar la temperatura del agua de producto corriente arriba de la cámara de trampa de aire 319.
En operación, una porción del agua rechazada que sale del dispositivo-RO 301 a través de una ruta de fluido 385a pasa por un dispositivo auxiliar de flujo constante 318, que proporciona un flujo constante de agua rechazada a una válvula de tres vías 305b (por ejemplo, una válvula de solenoide de tres vías) bajo el control de la unidad de control 112. Una porción restante del agua rechazada regresa a la bomba-RO 450 a través de una válvula 320 (por ejemplo, una válvula de aguja manual) en una primera ruta de rechazo 385b. La válvula de tres vías 305b está configurada para desviar selectivamente el agua rechazada al drenaje 339 o de regreso al tanque 350 a través de una segunda ruta de drenaje 388 o de regreso al tanque 350 a través de una segunda ruta de rechazo 389. Una ruta de circunvalación 385f está dispuesta para circunvalar el dispositivo auxiliar de flujo constante 318. Un dispositivo de control de flujo 321 está dispuesto para controlar el flujo en la ruta de circunvalación 385f mediante el control del dispositivo de control 112.
Cuando finaliza un tratamiento, el aparato de purificación de agua 300 se pone a punto para la desconexión (por ejemplo, en respuesta a un mensaje recibido por el ciclador 20) del conjunto de línea desechable 40 y cierra una tapa (no mostrada) que cubre el puerto de agua de producto 128 y el puerto de drenaje 118 desde el exterior y al mismo tiempo conecta el puerto de agua de producto 128 y el puerto de drenaje 118 por una ruta 401 a, de tal manera que el fluido calentado pueda fluir desde el puerto de agua de producto 128 y hacia el puerto de drenaje 118 y además hacia el drenaje 339 a través de la primera vía de drenaje 384.
Todos los medidores y sensores descritos en relación con el aparato de purificación de agua 300 en la figura 6 están configurados en algunas realizaciones para enviar sus señales correspondientes a la unidad de control 112.
Con el fin de, en la medida de lo posible, proteger los componentes del aparato de purificación de agua 300, para una mayor confiabilidad y para prevenir el crecimiento bacteriano, el aparato de purificación de agua 300 proporciona hardware y programas para la limpieza.
El aparato de purificación de agua 300 también comprende un recipiente 392 que contiene un agente inhibidor del crecimiento microbiológico. El agente inhibidor del crecimiento microbiológico se usa para preparar una solución de limpieza tal como el ácido cítrico que en algunas realizaciones se introduce en la ruta de agua. Como se ilustra, el recipiente 392 está en comunicación de fluidos con una entrada 392a del aparato de purificación de agua 300. En la figura 6, la línea 382 conecta el recipiente 392 a la ruta de agua del aparato de purificación de agua 300. Como alternativa, el recipiente 392 puede conectarse a través de una línea (no ilustrada) que conduce directamente al casete desechable 42 que opera con el ciclador 20 o puede conectarse a la línea de agua 64 o conectarse a la línea de drenaje 56.
El agente inhibidor del crecimiento microbiológico en el recipiente 392 puede ser un ácido fisiológicamente seguro adecuado, tal como el ácido cítrico, citrato, ácido láctico, ácido acético o ácido clorhídrico (o una combinación de los mismos). En una realización, el recipiente 392 contiene ácido cítrico, citrato o un derivado de los mismos. Se observa que el recipiente 392 también puede incluir aditivos proporcionados junto con el ácido (tal como el ácido cítrico). Una entrada de productos químicos 392a, está ubicada, por ejemplo, en la parte delantera del aparato de purificación de agua 300. Un sensor de presencia (no se muestra, por ejemplo, un sensor óptico) está dispuesto para detectar cuándo el recipiente 392 está conectado a la entrada de productos químicos 392a. Una válvula de tres vías 317, bajo el control de la unidad de control 112, en la entrada de productos químicos 392a está dispuesta para abrirse hacia una segunda bomba, que es una bomba de admisión de productos químicos 316, y hacia el tanque 350. La bomba de admisión de productos químicos 316 está dispuesta para alimentar una solución desinfectante al tanque 350. El sensor óptico está dispuesto para detectar si la fuente de solución de limpieza o desinfección está conectada o desconectada. Si/cuando el recipiente 392 se retira o no se detecta por el sensor óptico, la bomba de admisión de productos químicos 316 se detiene o no se activa y la válvula de tres vías 317 se cierra hacia la entrada de productos químicos 392a. La válvula de tres vías 317, bajo el control de la unidad de control 112 también puede usarse para hacer recircular agua y desinfectante desde y hacia el tanque 350 durante las fases de desinfección química, limpieza y/o enjuague. La bomba de admisión de productos químicos 316 y una válvula 310 están dispuestas en una ruta 379 que conecta de manera fluida la válvula de tres vías 317 y la ruta de agua de producto 371c. La válvula 310 está dispuesta para controlar el flujo en la ruta 379.
En un ejemplo más detallado de la fase de desinfección, cuando se inicia la desinfección química, el nivel en el tanque 350 se ajusta a un nivel justo por encima del interruptor de bajo nivel 350b. La unidad de control 112 hace que la bomba-RO 450 arranque y funcione hasta que el interruptor de nivel vacío 350a indique la presencia de aire. A continuación se detiene la bomba-RO 450 y se abre la válvula de entrada 332. La válvula de entrada 332 se mantiene abierta hasta que el interruptor de nivel vacío 350a indica agua. A continuación, la bomba de admisión de productos químicos 316 se hace funcionar hasta que se inserta una cantidad preestablecida de solución química en el tanque 350. Cuando el nivel en el tanque 350 alcanza un nivel predeterminado, la válvula de tres vías 317 se abre para drenar 339. La bomba-RO 450 hace circular el agua en la ruta de flujo durante la fase de admisión de productos químicos y puede operarse en dos direcciones para crear un flujo turbulento y aumentar el tiempo de desinfección y contacto. Al final de la fase de admisión, se abre la válvula de circunvalación de rechazo 321 y se acciona la válvula de tres vías 305b para abrir la segunda ruta de drenaje 388 para drenar 339 y para drenar el nivel de agua en el tanque 350 a su nivel bajo en el interruptor de nivel bajo 350b.
El módulo de pretratamiento 160, el módulo-RO 170 y el módulo de postratamiento 180 descritos, están encerrados dentro de un único armario de purificación de agua 110a, excepto el paquete de filtros 331, que está dispuesto de manera extraíble, por ejemplo, abisagrado, en el exterior del único armario de purificación de agua 110a. Entonces, el paquete de filtro 331 puede cambiarse cuando se agote. En una realización alternativa, los módulos pueden disponerse en unidades separadas. Como se ha mencionado anteriormente, el agua purificada se envía desde el aparato de purificación de agua 300 al conjunto desechable 40 a través de la línea de agua 64. Haciendo referencia a la figura 1, la línea de agua 64 alimenta agua purificada a un puerto de agua 282 del casete 42 del conjunto desechable 40. La línea de agua 64 es en una realización un tubo flexible que tiene un primer extremo conectado al puerto de agua de producto 128 del aparato de purificación de agua 300 y un segundo extremo conectado al puerto de agua 282 del ciclador 20. La línea de agua 64 puede tener al menos 2 metros de largo y, en una realización, más de 4 metros. La línea de agua 64 permite que el aparato de purificación de agua 300 se instale en una habitación que tenga una fuente de agua disponible, mientras que el ciclador 20 reside en una habitación diferente en la que reside el paciente, p. ej., duerme. En consecuencia, la línea de agua 64 puede ser tan larga como sea necesario para conectar el aparato de purificación de agua 300 al ciclador 20.
La figura 6 también ilustra que el conjunto desechable 40 incluye una configuración de la línea de drenaje 56 dispuesta para conducir agua, tal como un fluido de diálisis usado, al drenaje 339 del aparato de purificación de agua 300. La línea de drenaje 56 es, p. ej., un tubo que tiene un primer extremo conectado al casete 42 del ciclador 20 y un segundo extremo que incluye un conector de línea de drenaje 58 (figura 1) conectado a un puerto de drenaje 118 del aparato de purificación de agua 300. La línea de drenaje 56 puede ser como alternativa un tubo flexible, que puede tener más de 2 metros de largo y en algunas realizaciones más de 4 metros. La línea de drenaje 56 puede ser tan larga como sea necesario para conectar entre el aparato de purificación de agua 300 y el ciclador 20. La línea de agua 64 y la línea de drenaje 56 en la realización ilustrada discurren en paralelo usando un tubo de doble lumen. También es posible que el aparato de purificación de agua 300 y el ciclador 20 estén colocados juntos, de tal manera que la misma ruta de agua de dos líneas, que incluye la línea de agua 64 y la línea de drenaje 56, puede ser, por ejemplo, inferior a 0,5 metros. Además, mientras se ilustran una línea de agua de doble lumen 64 y la línea de drenaje 56, es posible que la línea de agua 64 y la línea de drenaje 56 estén separadas.
Una bandeja de agua 420 se coloca debajo del aparato de purificación de agua 300. Un sensor de líquido 370 está dispuesto en la parte inferior de la bandeja de agua 420 para detectar cualquier fuga del aparato de purificación de agua 300.
La presente divulgación no se limita a las realizaciones preferentes descritas anteriormente. Pueden usarse diversas alternativas y modificaciones. Por tanto, las realizaciones anteriores no deben tomarse como limitantes del alcance de la divulgación, que se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de purificación de agua (300) para producir agua purificada, comprendiendo el aparato de purificación de agua (300):
- un dispositivo de ósmosis inversa, dispositivo-RO, (301) dispuesto para producir un flujo de agua purificada, comprendiendo el dispositivo-RO (301) una entrada de alimentación (301a) dispuesta para recibir agua de alimentación y una salida de agua purificada (301b);
- una bomba-RO (450) dispuesta para bombear agua de alimentación a la entrada de alimentación (301a);
- una ruta de recirculación (375) dispuesta para hacer recircular una proporción del flujo de agua purificada desde un primer punto corriente abajo del dispositivo-RO (301) hasta un segundo punto corriente arriba del dispositivo-RO (301),
- una ruta de agua purificada (371), dispuesta para transportar agua purificada desde la salida de agua purificada (301b) hasta un puerto de agua de producto (128), en donde la ruta de agua purificada (371) comprende una ruta de agua de producto (371c) dispuesta corriente abajo de la ruta de recirculación (375) para transportar agua de producto al puerto de agua de producto (128),
- un dispositivo de control (305a) dispuesto para regular un caudal de agua purificada en la ruta de recirculación (375),
- al menos un detector (302, 308, 309, 410) dispuesto para detectar al menos una propiedad de fluido del agua purificada en la ruta de agua purificada (371), de los que al menos un detector (308, 309) está dispuesto para detectar al menos una propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c) que incluye un sensor de flujo (309) dispuesto para detectar un caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c), y
- una unidad de control (112) configurada para controlar el dispositivo de control (305a) para regular el caudal de agua purificada en la ruta de recirculación (375) y para controlar el dispositivo de control (305a) para controlar una propiedad de fluido de producto del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c) con el fin de cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada (371), incluyendo que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c) corresponde a un caudal predeterminado, en donde el control se realiza basándose en la al menos una propiedad de fluido detectada por el al menos un detector (302, 308, 309, 410) que incluye el caudal detectado por el sensor de flujo (309).
2. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un detector (308, 309) comprende un sensor de presión (308), en donde la propiedad de fluido de producto detectada por el sensor de presión (308) es una presión del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c), y en donde el uno o más criterios predeterminados incluyen uno o más criterios de agua de producto predeterminados que comprenden que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c) permanece por debajo de un nivel de presión superior predeterminado y/o que la presión del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c) corresponde a una presión predeterminada.
3. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde al menos un filtro está dispuesto para filtrar el agua de producto que fluye a través de la ruta de agua de producto (371c) y en donde el nivel de presión superior predeterminado corresponde a un nivel de tolerancia de presión del al menos un filtro o de cualquier otro componente dispuesto en la ruta de agua de producto (371c).
4. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de control está configurada para controlar el dispositivo de control (305a) para obtener un caudal predeterminado a través del puerto de agua de producto (128) durante un período de tiempo predeterminado, con el fin de producir una cantidad predeterminada de agua.
5. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de control está configurada para activar una función de alarma en respuesta a un cambio de la al menos una propiedad de fluido de producto detectada por el al menos un detector (308, 309).
6. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el regulador de flujo comprende una válvula controlable eléctrica o mecánicamente.
7. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un detector (302, 308, 309, 410) comprende al menos un detector (302, 410) dispuesto para detectar una propiedad de fluido del agua permeada en una ruta de agua permeada (371a) de la ruta de agua purificada (371), en donde la ruta de agua permeada (371a) está dispuesta corriente arriba de la ruta de agua de producto (371c) y en donde la unidad de control (112) está configurada para controlar el dispositivo de control (305a) para controlar una propiedad de fluido permeado del agua permeada en la ruta de agua permeada (371a) para cumplir uno o más criterios de agua permeada predeterminados, basándose en la propiedad de fluido permeado detectada por el al menos un detector (302, 410).
8. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
- un calentador (302), dispuesto para calentar el agua de producto que fluye en la ruta de agua de producto (371c).
9. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el aparato de purificación de agua (300) comprende un sensor de temperatura (303) dispuesto para medir la temperatura del agua en la ruta de agua purificada corriente abajo del calentador (302) y en donde la unidad de control (112) está configurada para controlar el dispositivo de control (305a)) para controlar la temperatura del agua que fluye a través de una membrana-RO (324) del dispositivo-RO (301), basándose en la temperatura detectada por el sensor de temperatura (303).
10. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
- un tanque (350) dispuesto para recibir agua de una fuente de agua exterior y para proporcionar agua a la entrada de alimentación (301a).
11. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aparato de purificación de agua (300) comprende:
- un dispositivo depurador (306) dispuesto corriente abajo del circuito de recirculación en la ruta de agua purificada (371).
12. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende:
- una ruta de agua permeada (371a) dispuesta para transportar agua purificada desde la salida de agua purificada (301 b) del dispositivo-RO (301) hasta una entrada del dispositivo depurador (306).
13. El aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en donde la ruta de agua de producto está dispuesta para transportar agua purificada desde una salida del dispositivo depurador (306) hasta el puerto de agua de producto (128).
14. Un método para controlar al menos una propiedad de fluido en un aparato de purificación de agua (300) que produce agua purificada, comprendiendo el aparato de purificación de agua (300) un dispositivo de ósmosis inversa, dispositivo-RO, (301) que produce un flujo de agua purificada, y una ruta de recirculación (375) dispuesta para hacer recircular una proporción del flujo de agua purificada desde un punto corriente abajo del dispositivo-RO (301) hasta un punto corriente arriba del dispositivo-RO (301), comprendiendo además el aparato de purificación de agua (300) una bomba-RO (450) dispuesta para bombear agua de alimentación al dispositivo-RO (301), comprendiendo el método:
- detectar (S1), usando al menos un detector (302, 308, 309, 410), al menos una propiedad de fluido del agua purificada en una ruta de agua purificada (371), incluyendo detectar al menos una propiedad de fluido de producto que incluye un caudal del agua de producto en una ruta de agua de producto (371c) de la ruta de agua purificada (371), en donde la ruta de agua de producto (371c) está dispuesta corriente abajo de la ruta de recirculación (375), y
- regular (S2) un caudal de agua en la ruta de recirculación (375), usando un dispositivo de control (305), con el fin de cumplir uno o más criterios predeterminados del agua purificada en la ruta de agua purificada (371), incluyendo que el caudal del agua de producto en la ruta de agua de producto (371c) corresponde a un caudal predeterminado, en donde la regulación se realiza basándose en la al menos una propiedad de fluido detectada que incluye el caudal del agua de producto.
15. Un programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por un ordenador relacionado con el aparato de purificación de agua (300) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, hacen que el aparato de purificación de agua (300) lleve a cabo el método de acuerdo con la reivindicación 14.
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