FR2571918A1 - Microwave appliance for thawing or heating a biological liquid - Google Patents

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Abstract

Device enabling a frail product having necessarily to be stored in a frozen form to be quickly thawed using microwaves. It comprises a microwave source 1 feeding into a duct 2 which can be subdivided into several branches which irradiate the plastic pouches 3 containing the liquid to be heated. A motor 4 driving an eccentric gear 5 delivers a stirring motion to the tray 6 supporting the samples 6 to be thawed. The whole is enclosed in a wave-tight enclosure 7. The invention can be used to thaw blood plasma or any comparable physiological liquid.

Description

La présente invention concerne le secteur de la décongélation ou de la remise en température de liquides qui doivent obligatoirement, sous peine de détérioration, être stockés congelés ou réfrigérés. Les plasmas sanguins ou tout liquide physiologique comparable constituent un exemple de ces produits. Il est à noter que l'invention applique à des produits contenus dans des récipients transparents aux ondes comme par exemple des poches en plastique. The present invention relates to the defrosting or reheating sector of liquids which must, under penalty of deterioration, be stored frozen or refrigerated. An example of these products is blood plasmas or any comparable physiological fluid. It should be noted that the invention applies to products contained in containers transparent to the waves such as, for example, plastic bags.

Dans les dispositifs connus de ce genre, exemple brevet fran çais n0 2.492.210, on répartit au mieux les micro-ondes dans un volume étanche aux ondes appelé cavité multimodes et on place dans ce volume les échantillons à décongeler. Pour éviter la surchauffe des parties minces des sacs en plastique contenant le liquide à décongeler, on enveloppe les poches dans une sorte d'étui métallique qui en protège les bords mais laisse passer les ondes au centre, du fait d'une ouverture au milieu de l'étui. Tout se passe comme si l'on cherchait à répartir les ondes au mieux dans toute la cavité puis à les refocaliser dans la partie centrale des échantillons à réchauffer, cela afin d'éviter les brûlures sur les parties les plus minces du pourtour.Pour prendre une image, cela signifie que pour se laver les mains (sans se mouiller le reste du corps) à partir d'un robinet d'eau, on pulvérise cette eau sous forme d'une pluie et on se place sous cette pluie en prenant grand soin de revêtir une combinaison entièrement étanche à l'eau si ce n'est les mains que lton conserve nues. Pour homogénéiser la température à l'intérieur des échantillons en cours de décongélation, on fixe ceux-ci à un tambour qui est animé d'un mouvement de rotation autour de son axe. Les échantillons passent alors successivement face aux sources d'ondes puis dans des zones où ils ne reçoivent pas d'ondes.L'expérience montre que ce dispositif introduit, si l'on veut ramener en cinq minutes la température des poches de plasma de 400 à +20 , inévitablement des brûlures qui se produisent bien évidemment au niveau des soudures présentes sur les poches et dans les tubulures de transvasement. In known devices of this kind, for example French patent no. 2,492,210, the microwaves are best distributed in a wave-tight volume called multimode cavity and the samples to be thawed are placed in this volume. To avoid overheating of the thin parts of the plastic bags containing the liquid to be thawed, the pockets are wrapped in a sort of metal case which protects the edges but lets the waves pass in the center, due to an opening in the middle of the case. Everything happens as if we were trying to distribute the waves as well as possible throughout the cavity and then refocus them in the central part of the samples to be heated, this in order to avoid burns on the thinnest parts of the periphery. an image, it means that to wash your hands (without getting the rest of your body wet) from a tap of water, you spray this water in the form of a rain and place yourself in this rain taking a big take care to put on a suit completely waterproof except hands that lton keep bare. To homogenize the temperature inside the samples being thawed, these are fixed to a drum which is rotated around its axis. The samples then pass successively opposite the wave sources and then in areas where they do not receive waves. Experience shows that this device introduces, if one wants to reduce the temperature of the plasma bags to 400 in five minutes at +20, inevitably burns which obviously occur at the welds present on the pockets and in the transfer pipes.

Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. En effet, il est possible avec lui en cinq minutes de réchauffer sans brûlure des poches de plasma de 200 à 450 g de -400 à +200. De plus, un système automatique permet d'arrêter l'émission des micro-ondes lorsqu'on atteint une température préréglée.  The device according to the invention makes it possible to avoid these drawbacks. Indeed, it is possible with it in five minutes to heat without burning pockets of plasma from 200 to 450 g from -400 to +200. In addition, an automatic system allows the emission of microwaves to be stopped when a preset temperature is reached.

Le dispositif objet de l'invention comporte une source d'ondes (1) à magnétron délivrant 1 kW à 2 450 MHz. Cette source débite dans un tuyau (2) appelé guide d'ondes. Ce tuyau se divise en au moins deux branches conduisant directement l'énergie micro-ondes au centre des poches (3) contenant le produit à décongeler. La figure 1 donne un exemple de réalisation pour un système comportant deux poches de plasma. Dans ce cas, chaque sac reçoit la même quantité d'énergie. Pour revenir à l'image du paragraphe précédent, cela signifie que pour se laver les mains avec un robinet délivrant un filet d'eau, sans se mouiller le reste du corps, il suffit de ne placer que ses mains sous le robinet.Un moteur (4) entraine une excentrique (5) permettant de donner au plateau (6) support des échantil; lons (3) un mouvement de brassage permettant d'uniformiser en cours de décongélation la température à l'intérieur des poches. L'encein te (7) étanche aux ondes évite les fuites électromagnétiques vers l'extérieur. Cette enceinte est munie d'une porte (8) permettant l'accès au plateau (6) supportant les poches (3). Un système de fixation rapide permet d'immobiliser les poches sur le plateau (6) qui peut se sortir aisément du four afin de faciliter le nettoyage. The device which is the subject of the invention comprises a magnetron wave source (1) delivering 1 kW at 2,450 MHz. This source flows into a pipe (2) called waveguide. This pipe is divided into at least two branches directing microwave energy to the center of the pockets (3) containing the product to be thawed. Figure 1 gives an exemplary embodiment for a system comprising two plasma bags. In this case, each bag receives the same amount of energy. To return to the image of the previous paragraph, this means that to wash your hands with a tap delivering a trickle of water, without getting the rest of the body wet, it suffices to place only your hands under the tap. (4) drives an eccentric (5) making it possible to give the tray (6) support for samples; lons (3) a stirring movement making it possible to standardize the temperature inside the pockets during thawing. The wave-tight enclosure (7) prevents electromagnetic leakage to the outside. This enclosure is provided with a door (8) allowing access to the tray (6) supporting the pockets (3). A quick fixing system allows the bags to be immobilized on the tray (6) which can be easily removed from the oven in order to facilitate cleaning.

Notons que le plateau (6), réalisé dans une matière qui ne chauffe pas sous l'action des ondes possède une forme d'assiette de telle façon que, si en cours d'opération, une poche venait à se crever, celui-ci recueillerait le plasma ainsi répandu et éviterait qu'il se répande dans le four. Ce détail facilite bien évidemment la maintenance de l'état de propreté du four. Un capteur de température du type sonde blindée placée sous chaque sac permet d'en contrôler sa température et de couper l'émission micro-ondes provoquant le chauffage lorsque la température désirée est atteinte. Une variante du dispositif consisterait, au lieu d'utiliser une sonde blindée, d'em- ployer un capteur du type pyroélectrique ou infrarouge.Notons figure 2 que l'arrivée des micro-ondes se faisant au centre des poches, on évite totalement les brûlures au niveau des soudures situées à la périphérie puisque ces zones sont très peu irradiées. En ce qui concerne les tubulures (9), beaucoup plus minces, on évite tout problème en les recouvrant d'une plaque métallique faisant office d'écran. Notons que l'adaptation de la source micro-ondes aux poches de plasma représentant la charge micro-ondes est très bonne et que celle-ci peut être améliorée grâce à un dispositif adaptateur d'impédance placé à la sortie du magnétron et réglé une fois pour toute. Notons que les ondes réfléchies par les deux poches ne viennent pas perturber le fonctionnement du magnétron car le diviseur de puissance est conçu de telle façon que ces deux ondes reviennent en opposition de phase sur le magnétron donc s'annulent.Le dispositif diviseur est réalisé en guide standart VG9A mais rien ne nous empêcherait de lui donner, au niveau des poches, une forme circulaire ou de le terminer par un cornet. Les ondes qui ne sont ni réfléchies ni absorbées par les poches de plasma diffusent à l'intérieur de la cavité multimode et finalement se dissipent dans les parois du four et dans la totalité des échantillons à décongeler et particulièrement dans les tubulures ce qui ebt très gênant vu leurs faibles masses. On peut heureusement limiter l'amplitude de ces ondes en tapissant les parois du four d'un produit absorbant aux ondes. On évite ainsi leur retour sur les tubulures.Note that the tray (6), made of a material which does not heat under the action of waves has a plate shape so that, if during operation, a pocket would burst, it collect the plasma thus spread and prevent it from spreading in the oven. This detail obviously facilitates the maintenance of the state of cleanliness of the oven. A temperature sensor of the shielded probe type placed under each bag allows its temperature to be controlled and the microwave emission causing the heating to be cut off when the desired temperature is reached. A variant of the device would consist, instead of using a shielded probe, of employing a pyroelectric or infrared type sensor. Note FIG. 2 that the arrival of microwaves taking place in the center of the pockets, burns at the welds located at the periphery since these areas are very little irradiated. Regarding the tubing (9), which is much thinner, any problem is avoided by covering it with a metal plate serving as a screen. Note that the adaptation of the microwave source to the plasma pockets representing the microwave load is very good and that this can be improved by means of an impedance adapter device placed at the output of the magnetron and adjusted once. for all. Note that the waves reflected by the two pockets do not disturb the functioning of the magnetron because the power divider is designed in such a way that these two waves return in phase opposition to the magnetron therefore cancel each other out. standard guide VG9A but nothing would prevent us from giving it, at the level of the pockets, a circular shape or ending it with a cornet. The waves which are neither reflected nor absorbed by the plasma bags diffuse inside the multimode cavity and finally dissipate in the walls of the oven and in all the samples to be thawed and particularly in the tubes which is very annoying. considering their low masses. Fortunately, the amplitude of these waves can be limited by lining the walls of the oven with an absorbent product on the waves. This prevents them from returning to the pipes.

Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où l'on désire réchauffer voir décongeler rapidement un liquide contenu dans un emballage transparent aux ondes. L'application par excellence est celle de la décongélation des plasmas sanguins qu'il faut porter rapidement de -40 ou -20 à +200 sans provoquer, par des échauffements exagérés en des points localisés, la coagulation de certaines composantes de ces produits.  The device which is the subject of the invention can be used in all cases where it is desired to reheat or quickly thaw a liquid contained in a package transparent to the waves. The application par excellence is that of thawing blood plasmas which must be brought quickly from -40 or -20 to +200 without causing, by exaggerated heating in localized points, the coagulation of certain components of these products.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de réchauffer (voir décongeler) rapidement par micro-ondes des produits sensibles à la température comme des plasmas sanguins contenus dans des récipients transparents aux ondes, caractérisé par le fait qu'il comprend un ou plusieurs guides d'ondes débouchant au centre des poches à l'exclusion des soudures périphériques et qu'un, système d'agitation permet d'homogénéiser la température du liquide obtenu en cours de décongélation. 1) Device making it possible to quickly heat (see defrost) by microwaves temperature-sensitive products such as blood plasmas contained in containers transparent to waves, characterized in that it comprises one or more waveguides opening out at center of the pockets to the exclusion of the peripheral welds and that a stirring system makes it possible to homogenize the temperature of the liquid obtained during thawing. 2) Dispositif selon la revendication), caractérisé par le fait que le mouvement d'agitation visant à uniformiser la température est obtenu par un dispositif à excentrique engendrant un mouvement de translation circulaire dans le plan horizontal. 2) Device according to claim), characterized in that the stirring movement aimed at standardizing the temperature is obtained by an eccentric device generating a movement of circular translation in the horizontal plane. 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2, caractérisé par le fait que le mouvement de translation circulaire peut se faire alternativement dans un sens ou dans l'autre avec une fréquence et une durée convenablement choisie afin de créer des #turbulences favorisant l'uniformisation de la température. Dans une variante, l1agi- tation pourrait être obtenue par tout autre mouvement notamment de translation rectiligne. 3) Device according to claim 1 and 2, characterized in that the circular translation movement can be done alternately in one direction or the other with a frequency and a duration suitably chosen in order to create #turbulences promoting uniformization of the temperature. In a variant, the agitation could be obtained by any other movement, in particular of rectilinear translation. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support des poches est en un matériau ne chauffant pas sous l'action des ondes et qu'il forme une sorte de récipient à bord relevé évitant, en cas de rupture d'une poche, de contaminer l'intérieur du four. 4) Device according to claim 1, characterized in that the pocket support is made of a material which does not heat under the action of waves and that it forms a sort of container with raised edge avoiding, in the event of rupture of a pocket, to contaminate the interior of the oven. 5) Dispositif selon la revendication 1 et 4, caractérisé par le fait que le plateau support des poches peut se retirer très facilement ce qui facilite la fixation des poches et la désinfection du four. 5) Device according to claim 1 and 4, characterized in that the pocket support plate can be removed very easily which facilitates the fixing of the pockets and the disinfection of the oven. 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on peut décongeler une ou plusieurs poches à une température préréglée résultant de l'emploi d'une sonde thermique. 6) Device according to claim 1, characterized in that one can thaw one or more bags at a preset temperature resulting from the use of a thermal probe. 7) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'adaptation du générateur micro-ondes à la charge représentée par les poches est excellente et qu'elle peut être réglée de façon précise grflce à un adaptateur d'impédance placé en avant du magnétron.  7) Device according to claim 1, characterized in that the adaptation of the microwave generator to the load represented by the pockets is excellent and that it can be adjusted precisely by means of an impedance adapter placed in front magnetron. 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une plaque métallique faisant office de cache supprime toute trace de brûlure au niveau des tubulures du sac, 8) Device according to claim 1, characterized by the fact that a metal plate acting as a cover removes any trace of burns at the level of the pipes of the bag, 9) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diviseur est conçu de façon que les ondes qui se réfléchissent sur les poches se retrouvent au niveau du magnétron en opposition de phase d'où une influence nulle. 9) Device according to claim 1, characterized in that the divider is designed so that the waves which are reflected on the pockets are found at the magnetron in phase opposition hence zero influence. 10) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois du four peuvent être tapissées de matériaux absorbants les ondes, évitant ainsi leur retour sur les tubulures.  10) Device according to claim 1, characterized in that the walls of the furnace can be lined with wave absorbing materials, thus preventing their return to the pipes.
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