ES2640953T3

ES2640953T3 - Purificación de líquido de intercambio de calor para un sistema de diálisis

Info

Publication number: ES2640953T3
Application number: ES12838503.6T
Authority: ES
Inventors: Julie Wrazel; Gopi LINGAM; Erik Miller; Clayton HIRES
Original assignee: Outset Medical Inc
Current assignee: Outset Medical Inc
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2017-11-07
Anticipated expiration: 2032-10-04
Also published as: US9328969B2; US20130092361A1; CN103957960A; CA2851245C; AU2012318561A1; WO2013052680A2; CN103957960B; CA2851245A1; EP2763719A4; WO2013052680A3; JP2014533133A; AU2012318561B2; EP2763719A2; EP2763719B1

Abstract

Un dispositivo para el tratamiento de agua, que comprende: al menos una primera y una segunda lámina (305, 310) dispuestas en una relación apilada para formar un apilamiento de láminas, teniendo cada lámina un campo de flujo de líquidos; una trayectoria de entrada que comprende el campo de flujo de líquidos de la primera lámina, teniendo la trayectoria de entrada una región de intercambio de calor (350a); una trayectoria de salida que comprende el campo de flujo de líquidos de la segunda lámina, teniendo la trayectoria de salida una región de intercambio de calor (350b); una capa de transferencia metálica interpuesta entre la primera lámina (305) y la segunda lámina (310) y configurada para permitir que se transfiera calor entre el líquido que fluye en la trayectoria de entrada y el líquido que fluye en la trayectoria de salida; un primer recorte en la primera lámina, en el que el primer recorte está separado de y rodea al menos una parte del campo de flujo de líquidos de la primera lámina sin cruzar el campo de flujo de líquidos de la primera lámina; un segundo recorte en la segunda lámina, en el que el segundo recorte está separado de y rodea al menos una parte del campo de flujo de líquidos de la segunda lámina sin cruzar el campo de flujo de líquidos de la segunda lámina, y en el que el primer y el segundo recorte se alinean de forma vertical entre sí en el apilamiento para formar un recorte colectivo que se extiende a través del apilamiento; y una primera placa sobre la parte superior del apilamiento y una segunda placa sobre la parte inferior del apilamiento, en el que la primera y la segunda placa encierran la parte superior y la parte inferior del recorte colectivo creando una cámara aislante a los campos de flujo de líquidos del apilamiento.

Description

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DESCRIPCION

Purificacion de liquido de intercambio de calor para un sistema de dialisis

Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos N.° de serie 61/545.084, titulada "Purificacion de liquido de intercambio de calor para un sistema de dialisis" y presentada el 7 de octubre de 2011.

Antecedentes

La presente divulgacion se refiere a un sistema de dialisis, tal como un dializador de microfluidos o de campo de flujo con capacidad de acoplarse de forma fluida a una corriente de dializado y a un torrente sanguineo, y a un metodo para usar el sistema de dialisis.

Actualmente, hay cientos de miles de pacientes en los Estados Unidos con enfermedad renal terminal. La mayoria de ellos requiere dialisis para sobrevivir. El sistema de datos renales de los Estados Unidos proyecta que el numero de pacientes en los Estados Unidos en dialisis pasara los 600 000 en 2012. Muchos pacientes reciben tratamiento de dialisis en un centro de dialisis, lo que puede situar al paciente en un programa exigente, restrictivo y agotador. Los pacientes que reciben dialisis en el centro, normalmente deben trasladarse al centro al menos tres veces a la semana y estar sentados en una silla durante 3 a 4 horas cada vez, mientras que las toxinas y el exceso de fluidos se filtran de su sangre. Despues del tratamiento, el paciente debe esperar a que el sitio de la inyeccion deje de sangrar y a que la presion sanguinea vuelva a la normalidad, lo que requiere incluso mas tiempo de otras actividades mas gratificantes en su vida diaria. Ademas, los pacientes en el centro deben seguir un programa inflexible ya que, en general, el centro trata de tres a cinco cambios de pacientes durante un dia. Como resultado, muchas personas que reciben dialisis tres veces a la semana se quejan de sentirse cansados durante al menos algunas horas despues de una sesion.

Dada la naturaleza del demandante de la dialisis en centro, muchos pacientes han cambiado a la dialisis en el hogar como una opcion. La dialisis en el hogar proporciona al paciente flexibilidad de programacion ya que permite al paciente elegir los tiempos de tratamiento para adaptarse a otras actividades, tales como ir al trabajo o cuidar de un miembro de la familia. Desafortunadamente, los actuales sistemas de dialisis son generalmente inadecuados para su uso en el domicilio de un paciente. Una razon de esto es que los sistemas actuales son demasiado grandes y voluminosos para adaptarlos en un domicilio tipico. Los sistemas actuales de dialisis tambien son poco rentables energeticamente ya que usan grandes cantidades de energia y requieren enormes cantidades de agua para su uso apropiado. Aunque se dispone de algunos sistemas domesticos de dialisis, generalmente usan una compleja tecnologia de equilibrio de flujo que es relativamente costosa de fabricar y la mayoria de los sistemas se disenan con un sistema de valvulas solenoides que crean altos niveles de ruido. Como resultado, la mayoria de los tratamientos de dialisis se realizan en centros de dialisis. El documento US 2010/326916 A1 proporciona un sistema de purificacion de agua que puede emplear un sistema de intercambio de calor adaptado para pasteurizar el agua para su uso en dialisis. El sistema de intercambio de calor de microfluidos puede estar formado por una pluralidad de laminas apiladas unas encima de otras y unidas por difusion.

Sumario

De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona el dispositivo de tratamiento de agua de la reivindicacion 1.

Se exponen aspectos adicionales de la invencion en las reivindicaciones dependientes.

Deben ser evidentes otras caracterfsticas y ventajas a partir de la siguiente descripcion de diversas realizaciones, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de los dispositivos y metodos divulgados.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 muestra una vista esquematica global de una implementacion de un sistema de dialisis.

La figura 2 muestra una vista esquematica global de una implementacion de un sistema de purificacion de agua del sistema de dialisis.

La figura 3 muestra una vista esquematica en planta de una implementacion de un sistema de intercambio de calor de microfluidos adaptado para calentar y enfriar un unico fluido sin el uso de una segunda corriente de fluido para anadir calor o eliminar calor del fluido.

La figura 4 muestra una vista esquematica global de una implementacion de un sistema de preparacion de dializado del sistema de dialisis.

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La figura 5 es una vista esquematica en seccion transversal de una implementacion de un dializador de sistema de dialisis.

La figura 6 muestra una vista esquematica de una implementacion de un sistema de equilibrio de flujo.

La figura 7A muestra una realizacion ejemplar de una lamina de entrada que forma al menos una trayectoria de entrada donde el lfquido fluye en una direccion hacia dentro a traves del sistema de intercambio de calor.

La figura 7B muestra una realizacion ejemplar de una lamina de salida que forma al menos una trayectoria de salida donde el lfquido fluye en una direccion hacia fuera a traves del sistema de intercambio de calor.

La figura 7C muestra una realizacion ejemplar que tiene lamina de entrada y de salida superpuestas.

La figura 8 muestra una vista global de una region de calentamiento de la lamina de entrada.

La figura 9 muestra una vista en perspectiva de un apilamiento de laminas 805 ejemplar.

La figura 10 muestra una vista en planta de otra realizacion de un apilamiento de laminas superpuestas tiene una arquitectura aislante.

La figura 11 muestra una realizacion de una lamina que tiene un par de regiones de intercambio de calor.

La figura 12 muestra una realizacion de una lamina que tiene un flujo de lfquido que discurre en espiral alrededor de una region de intercambio de calor.

Descripcion detallada

En este documento se divulgan pequenos sistemas portatiles de peso ligero que tienen la capacidad de proporcionar de forma fiable, reproducible, muy eficaz y relativamente barata una fuente de agua purificada de suficientes volumenes para dialisis en el hogar. Ademas, los sistemas divulgados en este documento requieren mucha menos agua purificada en cualquier momento que los volumenes normalmente necesarios para la dialisis actualmente, reduciendo adicionalmente de ese modo el gasto de funcionamiento del sistema en el hogar. Ademas, los sistemas descritos en este documento son capaces de producir agua ultra pura a demanda y a tiempo real para dialisis, la norma de oro de la dialisis actual. En este documento se divulgan sistemas de purificacion de agua en lfnea que no son discontinuos que usan un intercambiador de calor de microfluidos para calentar, purificar y enfriar agua. Los sistemas descritos en este documento consumen cantidades relativamente bajas de energfa. Los sistemas descritos en este documento, aunque son adecuados para su uso en un sistema domestico de dialisis, pueden usarse en otros entornos donde se desea purificacion de agua. Los sistemas tambien pueden usarse para purificar lfquidos diferentes al agua. Como se describira en mas detalle a continuacion, los sistemas descritos en este documento pueden conectarse a una fuente domestica de agua (tal como un grifo de agua corriente para proporcionar una corriente continua o semicontinua del hogar de agua) y pueden producir agua pasteurizada a tiempo real para su uso en dialisis en el hogar, sin la necesidad de calentar y de enfriar grandes cantidades discontinuas de agua.

Sistema de dialisis

La figura 1 muestra una vista esquematica global de una implementacion de un sistema de dialisis. El sistema de dialisis puede incluir una pluralidad de subsistemas que funcionan colectivamente para recibir y purificar agua, usar el agua para preparar dializado y suministrar el dializado a un dializador que realiza diversos tipos de dialisis sobre la sangre de un paciente tal como hemodialisis, ultrafiltracion y hemodiafiltracion. El sistema de dialisis puede incluir conductos que proporcionan trayectorias de lfquido para que el agua, la dialisis y la sangre fluyan a traves del sistema de dialisis, asf como una o mas bombas que entran en contacto con los conductos para dirigir el flujo de lfquido a traves del sistema. El sistema de dialisis tambien puede incluir uno o mas detectores, tales como detectores de flujo de lfquidos, detectores de presion, detectores de conductividad, etc. para detectar e informar de una o mas caracterfsticas del lfquido que fluye a traves del sistema.

En una realizacion, el sistema completo de dialisis (incluyendo el sistema de preparacion y de purificacion de agua, el sistema de preparacion de dializado, el sistema de equilibrio de flujo, el dializador y el equipo, tal como los conductos y los detectores) esta contenido dentro de una unica carcasa que es compacta y portatil. Ademas, el sistema de dialisis puede preparar el dializado usando agua corriente, tal como en una habitacion del hogar o de un hotel. En una realizacion, el sistema completo de dialisis consume al menos de aproximadamente 55,88 cm por 35,56 cm por 22,86 cm (22'' por 14'' por 9'') de espacio cuando esta seco, lo que generalmente corresponde al lfmite de tamano para un equipaje de mano de una aerolfnea. En una realizacion, el sistema completo de dialisis peso menos de aproximadamente 22,68 kg (cincuenta libras) cuando esta seco.

Con referencia aun a la figura 1, el sistema de dialisis puede incluir un sistema de preparacion y de purificacion de agua 5 que purifica agua de un suministro de agua 7. El sistema de purificacion de agua 5 puede suministrar el agua

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purificada a un sistema de preparacion de dializado 10 que usa el agua purificada para preparar el dializado. El sistema de dialisis puede incluir adicionalmente un dializador 15 que recibe el dializado del sistema de preparacion de dializado 10 y realiza dialisis sobre la sangre de un paciente. En una realizacion, el dializador 15 y el sistema de preparacion de dializado 10 pueden entrar en contacto ambos con un sistema de equilibrio de flujo 20 que regula el flujo de dializado al dializador para conseguir diferentes tipos de dialisis, incluyendo hemodialisis, ultrafiltracion y hemodiafiltracion, como se describe en detalle a continuacion.

La difusion es el mecanismo principal en que la hemodialisis elimina los productos residuales tales como urea, creatinina, fosfato y acido urico, entre otros, de la sangre. Un diferencial entre la composicion qufmica del dializado y la composicion qufmica de la sangre dentro del dializador causa que los productos residuales difundan a traves de una membrana desde la sangre al dializado. La ultrafiltracion es un proceso en la dialisis donde se causa que el lfquido se mueva a traves de la membrana a traves de la sangre al dializado, tfpicamente con el fin de eliminar el exceso de lfquido del torrente sangufneo del paciente. Junto con el agua, algunos solutos tambien se extraen a traves de la membrana mediante conveccion en lugar de difusion. La ultrafiltracion es un resultado de un diferencial de presion entre un compartimento de sangre y un compartimento de dializado en el dializador donde el lfquido se mueve desde una presion mayor hasta una presion menor. En algunas circunstancias, mediante el diseno o una consecuencia no intencionada, el lfquido en el compartimento de dializado es mayor que en el compartimento de sangre lo que causa que el lfquido se mueva desde el compartimento de dializado al compartimento de sangre. Esto se menciona habitualmente como ultrafiltracion inversa.

En hemodiafiltracion, se crea un alto nivel de ultrafiltracion, mayor que la cantidad requerida para eliminar lfquido de la sangre del paciente, con el fin de aumentar el transporte convectivo de solutos a traves de la membrana. La cantidad de lfquido en exceso de lo que se requiere eliminar de la sangre del paciente, por lo tanto, debe devolverse al torrente sangufneo para evitar una reaccion hemodinamica adversa. Esto se consigue aumentando intencionadamente la presion en el compartimento de dializado del dializador para causar la cantidad apropiada de ultrafiltracion inversa. Este proceso de ultrafiltracion que alterna con ultrafiltracion inversa a menudo se menciona como "hemodiafiltracion de contrafase". Esta es una mejora significativa sobre los metodos mas comunes de hemodiafiltracion donde se administra el lfquido esteril al paciente en una localizacion fuera del dializador.

En uso, el paciente se acopla al dializador 15, de modo que la sangre del paciente fluye dentro y fuera del dializador 15 usando dispositivos y tecnicas conocidos para los expertos en la materia. El sistema de dialisis prepara el dializado usando agua de la fuente domestica de agua, tal como un grifo, que se ha preparado previamente a traves de filtracion y de purificacion antes de mezclarse con diversos componentes del dializado para preparar el dializado, y despues fluye el dializado a traves del dializador en comunicacion con la sangre de modo que se realiza uno o mas de los procesos de dialisis sobre la sangre. El sistema de purificacion de agua incluye una pluralidad de subsistemas que funcionan colectivamente para purificar el agua incluyendo pasteurizacion del agua, como se describe mas completamente a continuacion. El agua purificada despues se mezcla con los concentrados del dializado para formar el dializado, que se suministra al dializador 15 y al sistema de equilibrio de flujo, que regula el flujo de dializado al dializador 15 para conseguir selectivamente diferentes tipos de dialisis, incluyendo hemodialisis, ultrafiltracion y hemodiafiltracion, como se describe mas completamente a continuacion. El sistema de dialisis suministra el dializado usado a un drenaje 25. En una realizacion, el sistema vuelve a capturar el calor del dializado usado antes de ir al drenaje.

Subsistemas del sistema de dialisis

Ahora se describen realizaciones de los diversos subsistemas del sistema de dialisis, incluyendo el sistema de purificacion de agua 5, el sistema de preparacion de dializado 10, el dializador 15 y el sistema de equilibrio de flujo 20. Debe apreciarse que las descripciones son ejemplos de implementaciones y que son posibles variaciones.

A. Subsistema de purificacidn de agua

La figura 2 muestra una vista esquematica global del sistema de purificacion de agua 5. El sistema de purificacion de agua 5 incluye una pluralidad de subsistemas y/o de componentes, cada uno de los cuales esta representado esquematicamente en la figura 2. Aunque se describe en el contexto de purificacion de agua, el sistema de purificacion de agua 5 puede usarse para purificar lfquidos diferentes al agua. El agua entra en el sistema de purificacion de lfquidos en una localizacion de entrada 105 (desde el suministro de agua 7 en la figura 1) y comunica con cada uno de los subsistemas y componentes segun fluye el agua a lo largo de una trayectoria de flujo hacia el sistema de preparacion de dializado 10. Los subsistemas pueden incluir, por ejemplo, un sistema de filtro de sedimentos 115, un sistema de filtro de carbono 120, un sistema de osmosis inversa 125, un sistema de ultrafiltracion 130, un sistema de calentamiento auxiliar 135, un sistema de desgasificacion 140 o una combinacion de los mismos.

Tras salir del sistema de purificacion de lfquidos 5 y antes de entrar en el sistema de preparacion de dializado 10, el lfquido esta en un estado purificado. Esto incluye preferiblemente que el lfquido este en un estado pasteurizado, aunque el sistema de lfquidos no pasteurice necesariamente el lfquido en todas las circunstancias. La realizacion mostrada en la figura 2 es ejemplar y no todos los componentes mostrados en la figura 2 se incluyen

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necesariamente en el sistema de purificacion de agua 5. Los componentes individuales incluidos en el sistema pueden variar dependiendo del tipo y del nivel de purificacion o de pasteurizacion necesario. La cantidad y el orden secuencial de los subsistemas a lo largo de la trayectoria de flujo mostrada en la figura 2, son a modo de ejemplo y debe apreciarse que son posibles variaciones.

Ahora se describe un metodo para purificar agua usando el sistema de purificacion de lfquidos 5, incluyendo una descripcion de una trayectoria de flujo de lfquidos a traves del sistema. Como se menciona, el agua puede entrar en el sistema de purificacion de agua 5 a traves de una localizacion de entrada 105. La localizacion de entrada puede incluir una valvula de tres vfas que puede establecer que el agua entrante se reciba desde una de al menos dos fuentes de agua. Una de dichas fuentes de agua puede ser un grifo de agua del hogar. Como alternativa, la valvula puede establecerse para recibir agua reciclada que se ha guiado previamente a traves del sistema de purificacion de agua 5 y que se esta re-guiando de nuevo al sistema tal como para purgar el sistema. Cuando la valvula se establece para recibir agua reciclada, el agua reciclada puede sortear uno o mas de los subsistemas segun fluye a traves del sistema de purificacion de agua 5.

Cuando la valvula se establece para recibir agua del grifo de agua del hogar, el agua entrante primero puede fluir a traves de al menos un sistema de filtrado de sedimentos 115, que incluye uno o mas filtros de sedimentos que filtran los sedimentos del agua que fluye a traves de los mismos. En una realizacion, el filtro de sedimentos 115 elimina la materia particulada hasta 5 micrometros o incluso 1 micrometro. Puede situarse un detector de presion anterior al filtro o filtros de sedimentos y tambien puede situarse un detector de presion posterior al filtro o filtros de sedimentos para controlar las condiciones de flujo. Ademas, la trayectoria de flujo puede incluir uno o mas reguladores de presion configurados para regular la presion de lfquidos para conseguir un caudal deseado a traves del sistema. El regulador o los reguladores pueden usarse para compensar un grifo del hogar que tiene un caudal que esta por encima o por debajo de un intervalo deseado.

El agua entonces puede fluir a traves de un sistema de filtro de carbono 120, que puede incluir uno o mas filtros de carbono que filtran materiales tales como agentes qufmicos organicos, cloro y cloroaminas del agua. En una realizacion, el sistema de filtro de carbono 120 incluye dos filtros de carbono con un acceso de muestra situado en la trayectoria de flujo entre los filtros de carbono. El acceso de muestra proporciona a un operario acceso al agua que fluye a traves del sistema, tal como con fines de control de calidad. En una realizacion, al menos un detector de presion y al menos un detector de conductividad estan situados en la trayectoria de flujo tras el sistema de filtro de carbono 120. El detector de conductividad proporciona una indicacion en cuanto al porcentaje de solidos disueltos eliminados del agua. Ademas, puede situarse una o mas bombas en diversas localizaciones a lo largo de la trayectoria de flujo de agua tal como entre los subsistemas de filtro.

El agua puede fluir desde el sistema de filtro de carbono 120 hasta un sistema de osmosis inversa 125 configurado para eliminar las partfculas del agua debido al procedimiento de osmosis inversa. El sistema 125 de osmosis inversa puede eliminar mas del 95 % de los solidos totales disueltos del agua. El sistema de osmosis inversa 125 puede tener dos salidas incluyendo una salida de agua residual 126 y una salida de agua pura 127. La salida de agua residual 126 produce agua residual desde el sistema de osmosis inversa 125. El agua residual puede guiarse de vuelta a una localizacion anterior de la trayectoria de agua para volver a entrar en el sistema de osmosis inversa 125. A este respecto, un detector tal como un detector de conductividad puede estar localizado anterior al sistema de osmosis inversa 125 como un medio de verificacion de los contenidos del agua. Como alternativa, la salida de agua residual 126 puede suministrar el agua residual a un drenaje.

El sistema de filtro de sedimentos 115, el sistema de filtro de carbono 120 y el sistema de osmosis inversa 125 forman de forma colectiva una fase de preprocesamiento que elimina la mayorfa de los solidos disueltos, la contaminacion por bacterias y la contaminacion qufmica, si la hay, del agua. El agua, por lo tanto, esta en un estado algo macro purificado segun sale de la fase de preprocesamiento. Por tanto, la fase de preprocesamiento suministra agua relativamente limpia a la bomba o bombas posteriores y tambien a un sistema de intercambio de calor 110 posterior que pasteuriza el agua. La fase de preprocesamiento puede reducir o eliminar la potencial acumulacion de incrustaciones y la corrosion durante el calentamiento del agua por el sistema de intercambio de calor 110.

Puede situarse uno o mas sistemas de desgasificacion 140 en la trayectoria de flujo anterior y/o posterior al sistema de intercambio de calor 110 para eliminar el gas que ha entrado del agua. El sistema de desgasificacion 140 puede incluir cualquier de una diversidad de componentes adaptados para eliminar el gas que ha entrado del agua. Por ejemplo, los sistemas de desgasificacion 140 pueden incluir una camara de pulverizacion y un colector de burbujas.

Despues de que el agua pase la fase de preprocesamiento, el agua puede fluir a traves de una bomba 150 que bombea el agua al sistema de intercambio de calor 110 (HEX). El sistema de intercambio de calor 110 puede calentar el agua hasta una temperatura que consigue la pasteurizacion del agua. En una realizacion, el sistema de intercambio de calor 110 es un sistema de intercambio de calor de microfluidos. Las realizaciones de los sistemas de intercambio de calor de microfluidos se describen en detalle en la solicitud de patente de Estados Unidos n.° de serie 12/795.382, presentada el 7 de junio de 2010 y la publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2010/0326916, presentada el 7 de junio de 2010.

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La bomba 150 puede usarse para aumentar la presion del agua hasta un nivel mayor que la presion de saturacion encontrada en el sistema de intercambio de calor 110. Esto evita el cambio de fase del agua dentro del sistema de intercambio de calor 110. Por tanto, si la temperatura maxima alcanzada en el sistema de intercambio de calor 110 es de 150 grados Celsius donde el agua tendrfa una presion de saturacion conocida para un experto en la materia, la presion del agua que proviene de la bomba excederfa la presion de saturacion en un cierto margen de seguridad, tal como 68,94 kPa (10 psi), para asegurar que no se produce cambio de fase. La bomba puede aumentar la presion del agua hasta un nivel que esta en o excede la presion de saturacion para asegurar la ausencia de ebullicion localizada. Esto puede ser importante cuando el sistema de intercambio de calor se usa para pasteurizar agua y el agua se expone a altas temperaturas que pueden ser mayores de 128 grados Celsius, es decir, muy por encima del punto de ebullicion del agua a presion atmosferica.

Despues de abandonar el sistema de intercambio de calor 110 el agua puede pasar a una valvula de estrangulacion 160, tal como limitador de flujo, que mantiene la presion a traves de la trayectoria de agua desde la bomba 150 hasta la salida del sistema de intercambio de calor 110. La valvula de estrangulacion 160 y la bomba 150 pueden controlarse y ajustarse para conseguir un caudal y una configuracion de presion deseada. La bomba 150 y la valvula de estrangulacion 160 pueden comunicarse entre si en un sistema de bucle cerrado para asegurar que se mantiene la presion requerida para el caudal y temperatura deseados. Puede situarse uno o mas detectores de temperatura y/o detectores de flujo a lo largo de la trayectoria de flujo posterior al sistema de intercambio de calor para su uso en el control de la bomba 150 y la valvula de estrangulacion 160.

Despues de que el agua abandone la valvula de estrangulacion 160, puede pasar a un sistema de ultrafiltracion (UF) 130 que elimina las macromoleculas y todas o sustancialmente todas las bacterias muertas eliminadas por el proceso de pasteurizacion del agua para asegurar que no permanecen endotoxinas en el agua antes de mezclar el dializado. La presencia de macromoleculas puede ser perjudicial para el proceso de dialisis. El agua entonces puede pasar a traves del sistema de calentamiento 135 que puede calentar, si es necesario o se desea, el agua hasta una temperatura deseada, tal como hasta la temperatura corporal normal (37 °C [98,6 grados Fahrenheit]). Desde el sistema de calentamiento 135, el agua puede pasar al sistema de preparacion de dializado 10.

En una realizacion, se situa un segundo sistema de intercambio de calor en la trayectoria de flujo anterior al sistema de calentamiento 135. El segundo sistema de intercambio de calor puede usarse para enfriar adicionalmente el agua que proviene del sistema de intercambio de calor 110 en el caso de que el agua este por encima de una temperatura deseada predeterminada, tal como 37 grados Celsius. El segundo sistema de intercambio de calor puede conectarse a una fuente diferente de agua frfa que entonces actua como agente de refrigeracion o puede conectarse al agua rechazada del sistema de osmosis inversa 125. El segundo sistema de intercambio de calor puede usarse en entornos donde la fuente de agua produce agua muy caliente y/o cuando el sistema de intercambio de calor 110 es incapaz de enfriar el agua suficientemente para su uso en dialisis.

B. Intercambio de calor de microfluidos

Como se analiza anteriormente, el sistema de purificacion de agua 5 puede emplear un sistema de intercambio de calor 110 que esta adaptado para pasteurizar el agua. La figura 3 muestra una vista en planta esquematica de una realizacion del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110, que esta configurado para conseguir la pasteurizacion de un lfquido (tal como agua) que fluye a traves del sistema de intercambio de calor de microfluidos sin la necesidad de una segunda corriente de lfquido para anadir calor o eliminar calor del lfquido. La figura 3 es esquematica y debe apreciarse que son posibles variaciones en la configuracion real de la trayectoria de flujo, tal como el tamano y la forma de la trayectoria de flujo. Se describen realizaciones de los sistemas de intercambio de calor de microfluidos en detalle en la solicitud de patente de Estados Unidos n.° de serie 12/795.382, presentada el 7 de junio de 2010 y la publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2010/0326916, presentada en junio de 2010.

Como se describe mas completamente a continuacion, el sistema de intercambio de calor de microfluidos define una trayectoria de flujo de lfquidos que puede incluir (1) al menos una entrada de lfquido; (2) una region de calentamiento donde el lfquido entrante se caliente hasta una temperatura de pasteurizacion a traves de al menos un calentador; (3) una camara de residencia donde el lfquido permanece en o por encima de la temperatura de pasteurizacion durante al menos un periodo de tiempo predeterminado; (4) una seccion de intercambio de calor donde el lfquido entrante recibe calor del lfquido saliente mas caliente (respecto al fluido entrante), y el lfquido saliente se enfrfa segun transfiere calor al lfquido entrante; y (5) una salida de lfquido donde el lfquido saliente sale en un estado pasteurizado enfriado. Dependiendo de la temperatura deseada del lfquido saliente, pueden usarse uno o mas intercambiadores de calor adicionales posteriores para ajustar la temperatura real del lfquido saliente hasta la temperatura deseada para su uso, por ejemplo, en dialisis. Esto es especialmente cierto en climas mas calidos, donde el agua entrante puede estar decenas de grados por encima del agua suministrada en climas mas frfos, que provocara temperaturas de salida mayores de lo que puede desearse salvo que se aplique refrigeracion adicional.

En una realizacion, la trayectoria de flujo esta al menos parcialmente formada de uno o mas microcanales, aunque el uso de campos de flujo de microfluidos como se divulga a continuacion a partes de la trayectoria del flujo de lfquido tal como la seccion de intercambio de calor tambien esta dentro del alcance de la invencion. Las dimensiones

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relativamente reducidas de un microcanal potencian las tasas de transferencia de calor del sistema de intercambio de calor proporcionando una longitud de trayectoria de difusion y cantidad de material reducidos entre las trayectorias de contracorriente en el sistema. En una realizacion, un microcanal tiene al menos una dimension menor de aproximadamente 1000 pm. Las dimensiones de un microcanal pueden variar y generalmente se disenan para conseguir caracterfsticas deseadas de transferencia de calor. Un microcanal en el intervalo de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 mm en diametro hidraulico generalmente consigue un flujo de lfquido laminar a traves del microcanal, particularmente en una region de intercambio de calor del microcanal. El tamano pequeno de un microcanal tambien permite que el sistema de intercambio de calor 110 sea compacto y de peso ligero. En una realizacion, los microcanales se forman en una o mas laminas que estan dispuestas en una configuracion apilada.

La trayectoria de flujo del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 puede disponerse en una configuracion de trayectoria de contracorriente. La trayectoria de flujo puede disponerse de modo que el lfquido entrante mas frfo fluya en comunicacion termica con el lfquido saliente mas caliente. El lfquido saliente mas caliente transfiere energfa termica al lfquido entrante mas frfo para ayudar a los calentadores a calentar el lfquido entrante hasta la temperatura de pasteurizacion. Este precalentamiento interno del lfquido entrante hasta una temperatura mayor que su temperatura en la entrada reduce la cantidad de energfa usada por los calentadores hasta alcanzar la temperatura maxima deseada. Ademas, la transferencia de energfa termica del lfquido saliente al lfquido entrante causa que el lfquido saliente calentado previamente se enfrfe antes de salir a traves de la salida de lfquidos. Por tanto, el lfquido se "enfrfa" segun entra en el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110, despues se calienta (primero mediante intercambio de calor y despues mediante los calentadores) segun pasa a traves de la trayectoria de lfquidos internos y se "enfrfa" una vez mas segun sale del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110. El lfquido puede entrar en el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 a una primera temperatura y se caliente (mediante el intercambiador de calor y mediante los calentadores) hasta una segunda temperatura que es mayor que la primera temperatura. Segun el lfquido sigue una trayectoria de salida, el lfquido (a la segunda temperatura) transfiere calor al lfquido entrante de modo que el lfquido cae hasta una tercera temperatura que es inferior a la segunda temperatura y que es mayor que la primera temperatura.

Las realizaciones ejemplares de una trayectoria de lfquido y los componentes correspondientes del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 se describen ahora en mas detalle con referencia a la figura 3, que representa un intercambiador de calor de tipo bayoneta, con la entrada y la salida en un lado del dispositivo, una parte de intercambio de calor central y una seccion de calentamiento hacia el extremo opuesto. El lfquido puede entrar en el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 a traves de una entrada 282. En la realizacion ilustrada, la trayectoria de flujo puede ramificarse en uno o mas microcanales de flujo entrante 284 que estan situados en una disposicion contracorriente con un microcanal de flujo saliente 286. Segun se menciona, el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 puede formarse por un apilamiento de laminas estratificadas. Los microcanales de flujo entrante 284 pueden situarse en capas diferentes con respecto a los microcanales de flujo saliente 286 de modo que los microcanales de flujo entrante 284 esten situados por encima o por debajo de los microcanales de flujo saliente 286 de un modo intercalado. En otra realizacion, los microcanales de flujo entrante 284 y los microcanales de flujo saliente 286 estan situados en una unica capa.

El microcanal de flujo saliente 286 puede comunicarse con una salida 288. En la realizacion ilustrada, la entrada 282 y la salida 288 estan colocadas en el mismo extremo del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110, aunque la entrada 282 y la salida 288 tambien pueden estar situadas en diferentes posiciones una respecto a la otra. La disposicion contracorriente situa los microcanales de flujo entrante 284 en comunicacion termica con el microcanal de flujo saliente 286. A este respecto, el lfquido en los microcanales de flujo entrante 284 puede fluir a lo largo de un vector direccional que esta orientado aproximadamente 180 grados a un vector direccional de flujo de lfquido de los microcanales de flujo saliente 286. Los microcanales de flujo entrante y flujo saliente tambien pueden estar en una configuracion de flujo cruzado donde el lfquido en los microcanales de flujo entrante 284 puede fluir a lo largo de un vector direccional que esta orientado entre aproximadamente 180 grados a aproximadamente 90 grados respecto a un vector direccional de flujo de lfquido en los microcanales de flujo saliente 286. La orientacion de los microcanales de flujo entrante respecto a los microcanales de flujo saliente puede variar de cualquier modo que este configurado para conseguir el grado deseado de comunicacion termica entre los microcanales de flujo entrante y flujo saliente.

Pueden situarse uno o mas calentadores 292 en comunicacion termica con al menos los microcanales de flujo entrante 284 de modo que los calentadores 292 puedan proporcionar calor al lfquido que fluye en el sistema. Los calentadores 292 pueden situarse dentro de los microcanales de flujo entrante 284 de modo que el lfquido debe fluir alrededor de multiples lados de los calentadores 292. O los calentadores 292 pueden situarse al lado de los microcanales de flujo entrante 284 de modo que el fluido fluye a lo largo de un lado de los calentadores 292. En cualquier caso, los calentadores 292 pueden transferir calor al lfquido suficiente para causar que la temperatura del lfquido consiga una temperatura deseada, que puede incluir una temperatura de pasteurizacion en el caso de agua a purificar. En una realizacion, el lfquido es agua y los calentadores 292 ayudan a calentar el lfquido hasta una temperatura de al menos 100 grados Celsius a presion atmosferica estandar. En una realizacion, el lfquido es agua y los calentadores 292 ayudan a calentar el lfquido hasta una temperatura de al menos 120 grados Celsius. En una realizacion, el lfquido es agua y los calentadores 292 ayudan a calentar el lfquido hasta una temperatura de al menos 130 grados Celsius. En una realizacion, el lfquido es agua y los calentadores 292 ayudan a calentar el lfquido

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hasta una temperatura de al menos 138 grados Celsius. En otra realizacion, el liquido es agua y se calienta hasta una temperatura en el intervalo de aproximadamente 138 grados Celsius hasta aproximadamente 150 grados Celsius. En otra realizacion, el liquido se calienta hasta la temperatura mas alta posible sin conseguir la vaporizacion del liquido.

Por tanto, el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 puede mantener el liquido como un liquido de una fase. Como el agua tfpicamente cambia de fase de estado liquido a gaseoso a aproximadamente 100 grados Celsius, el sistema de intercambio de calor puede presurizarse de modo que el agua de calentamiento a las temperaturas establecidas anteriormente se mantenga en liquido de una fase todo el tiempo. Presiones por encima de la presion de saturacion, correspondientes a la temperatura mas alta en el sistema de intercambio de calor, son suficientes para mantener el liquido en un estado liquido. Como margen de seguridad, la presion puede mantenerse a 68,94 kPa (10 psi) o mayor por encima de la presion de saturacion. En una realizacion, la presion del agua en el sistema de intercambio de calor de microfluidos se mantiene mayor de 485 kPa para evitar la ebullicion del agua y puede mantenerse significativamente en exceso de ese nivel, tal como 620 kPa o incluso tan alta como 900 kPa, para asegurar que no se produce ebullicion. Estas presiones pueden mantenerse en el sistema de intercambio de calor usando una bomba y una valvula de estrangulacion. Una bomba anterior al sistema de intercambio de calor y una valvula de estrangulacion posterior al sistema de intercambio de calor pueden usarse cuando la bomba y la valvula de estrangulacion funcionan en una configuracion de control de bucle cerrado (tal como con detectores) para mantener la presion y el caudal deseados en todo el sistema de intercambio de calor.

Una vez se ha calentado el liquido hasta la temperatura de pasteurizacion, el liquido puede pasar a una camara de residencia 294 donde el liquido permanece calentado a o por encima de la temperatura de pasteurizacion durante una cantidad predeterminada de tiempo, mencionada como "tiempo de residencia", o a veces mencionada como "tiempo de permanencia". En una realizacion, el tiempo de permanencia puede ser de menos de o igual a un segundo, entre uno y dos segundos, o de al menos aproximadamente dos segundos dependiendo de la longitud de la trayectoria de flujo y el caudal del liquido. Temperaturas mayores son mas eficaces para eliminar las bacterias y tiempos mas cortos de residencia significan un dispositivo mas compacto. La pasteurizacion a temperatura ultraelevada, que esta disenada para eliminar todas las unidades formadoras de colonias (UFC) de organismos microbiologicos de 0,1 UFC/ml hasta una concentracion de menos de 10-6 UFC/ml (tal como para purificar el agua para su uso con dializado infundible), se define a conseguir cuando el agua se calienta hasta una temperatura de 138 grados Celsius a 150 grados Celsius durante un tiempo de permanencia de al menos aproximadamente dos segundos. El dializado ultrapuro tiene una carga bacteriana no mayor de 0,1 UFC/ml. La tabla 1 (mostrada en las figuras adjuntas) indica la temperatura y el tiempo de residencia requeridos para conseguir diversos niveles de pasteurizacion. El sistema de intercambio de calor descrito en este documento esta configurado para conseguir los diversos niveles de pasteurizacion mostrados en la tabla 1.

El liquido puede entonces fluir desde la camara de residencia 294 hasta el microcanal de flujo saliente 286, donde fluye hacia la salida de fluidos 288. Como se menciona, el microcanal de flujo saliente 286 puede situarse en una relacion contracorriente con el microcanal de flujo entrante 284 y en comunicacion termica con el microcanal de flujo entrante 284. De esta manera, el liquido saliente (que fluye a traves del microcanal de flujo saliente 286) comunica de forma termica con el liquido entrante (que fluye a traves del microcanal de flujo entrante 284). Segun el liquido calentado fluye a traves del microcanal de flujo saliente 286, la energfa termica del liquido calentado se transfiere al liquido mas frfo que fluye a traves del microcanal de flujo entrante 284 adyacente. El intercambio de energfa termica provoca la refrigeracion del liquido desde su temperatura de la camara de residencia segun fluye a traves del microcanal de flujo saliente 286. Ademas, el liquido entrante se precalienta mediante el intercambio de calor segun fluye a traves del microcanal de flujo entrante 284 antes de alcanzar los calentadores 292. En una realizacion, el liquido en el microcanal de flujo saliente 284 se enfrfa hasta una temperatura que es no inferior a la temperatura mas baja posible que imposibilita la infestacion bacteriana del liquido. Cuando el sistema de intercambio de calor pasteuriza el liquido, las bacterias en el liquido hasta el nivel deseado de purificacion se mueren segun el liquido sale del sistema de intercambio de calor. En dicho caso, la temperatura del liquido despues de salir del sistema de intercambio de calor puede mantenerse a temperatura ambiente ante de su uso en dialisis. En otra realizacion, el liquido que sale del sistema de intercambio de calor se enfrfa hasta una temperatura a o por debajo de la temperatura corporal normal.

Aunque se muestra una realizacion en la figura 3 que tiene un canal de salida emparedado entre un canal de flujo entrante, son posibles otras disposiciones de los canales para conseguir los grados deseados de calentamiento y enfriamiento y necesidades energeticas de los calentadores. Comun a todas las realizaciones, sin embargo, es que todas las trayectorias de liquido dentro del sistema estan disenadas para ser recorridas por un unico liquido, sin la necesidad de un segundo liquido para anadir calor o eliminar calor del unico liquido. En otras palabras, el liquido unico depende de sf mismo, en diversas posiciones en la trayectoria de liquido, para calentarse y enfriarse por sf mismo.

Las dimensiones del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 pueden variar. En una realizacion, el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 es suficientemente pequeno para mantenerse en la mano de un usuario. En otra realizacion, el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 es un unico cuerpo que pesa menos de 2,26 kg (5 libras) cuando esta seco. En otra realizacion, la parte 350 de intercambio de calor de

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microfluidos del sistema 110 global tiene un volumen de aproximadamente 0,016 l (una pulgada cubica). Las dimensiones del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 pueden seleccionarse para conseguir caracterfsticas deseadas de temperatura y tiempo de permanencia.

Como se menciona, una realizacion del sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 se compone de multiples unidades laminares apiladas una encima de otra para formar capas de laminas. La trayectoria del flujo de lfquido de microfluidos deseada puede grabarse en la superficie de cada lamina de modo que, cuando las laminas se apilan una encima de otra, se formen canales de microfluidos o campos de flujo entre las laminas. Ademas, puede usarse tanto grabado ciego como grabado profundo para formar los canales en las laminas. En particular, el grabado profundo permite que el lfquido cambie el plano de las laminas y se mueva a otras capas del apilamiento de laminas. Esto se produce en una realizacion en la salida de las laminas de flujo entrante donde el lfquido entra en la seccion de calentamiento, como se describe a continuacion. El grabado profundo permite que todas las laminas alrededor de la seccion de calentamiento participen en el calentamiento del lfquido en lugar de mantener el lfquido solamente en el plano de las laminas de entrada. Esta realizacion proporciona mas area superficial y menor velocidad global del lfquido para facilitar el calentamiento del lfquido hasta la temperatura necesaria y finalmente contribuye a la eficacia del dispositivo.

Los microcanales o campos de flujo derivados del grabado ciego y/o profundo de las laminas forman las trayectorias de flujo de lfquidos. Los microcanales y campos de flujo descritos en este documento pueden estar formados al menos parcialmente de uno o mas campos de flujo de microfluidos como se divulga en la solicitud de patente de Estados Unidos n.° de serie 2/795.382, presentada el 7 de junio de 2010 y la publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2010/0326916, presenta el 7 de junio de 2010.

La figura 7A muestra una vista en planta de una realizacion de una lamina de entrada 305 que forma al menos una trayectoria de entrada donde el lfquido fluye en una direccion hacia el interior (que se representa por las flechas 307) a traves del sistema de intercambio de calor 110. La figura 7B muestra una vista en planta de una realizacion de una lamina de salida 310 que forma al menos una trayectoria de salida donde el lfquido fluye en una direccion hacia el exterior (que se representa por las flechas 312) a traves del sistema de intercambio de calor 110. La trayectoria de entrada y la trayectoria de salida pueden incluir cada una uno o mas microcanales. En algunas realizaciones, la trayectoria de entrada y de salida incluye una pluralidad de microcanales dispuestos en relacion paralela.

Las figuras 7A y 7B muestran las laminas 305 y 310 situadas adyacentes entre sf, aunque en el dispositivo ensamblado las laminas estan apiladas una encima de otra en una configuracion intercalada. La figura 7C muestra la lamina de entrada 305 y la lamina de salida 310 superpuestas una sobre la otra mostrando tanto la trayectoria de entrada como la trayectoria de salida. La lamina de entrada 305 y la lamina de salida 310 pueden estar apiladas una encima de la otra con un conducto de lfquidos entre ellas de modo que el lfquido puede fluir a traves del conducto desde la trayectoria de entrada hasta la trayectoria de salida, como se describe mas completamente a continuacion. Cuando estan apiladas, puede interponerse una capa de transferencia entre la lamina de entrada 305 y la lamina de salida 310. La capa de transferencia esta configurada para permitir la transferencia de calor del lfquido en la trayectoria de salida al lfquido en la trayectoria de entrada. La capa de transferencia puede ser cualquier material capaz de conducir el calor de un lfquido a otro lfquido a una tasa suficiente para la aplicacion deseada. Los factores relevantes incluyen, sin limitacion, la conductividad termica de la capa 110 de transferencia de calor, el grosor de la capa de transferencia y la tasa deseada de transferencia de calor. Los materiales adecuados incluyen, sin limitacion, metal, aleacion de metal, ceramica, polfmero o compuestos de los mismos. Los metales adecuados incluyen, sin limitacion, acero inoxidable, hierro, cobre, aluminio, nfquel, titanio, oro, plata o estano, y aleaciones de estos metales. El cobre puede ser un material particularmente deseable. En otra realizacion que no es parte de la invencion reivindicada, no hay capa de transferencia entre las laminas de entrada y salida y las propias laminas sirven como capa de transferencia termica entre las trayectorias de flujo.

La lamina de entrada 305 y la lamina de salida 310 incluyen ambas al menos una abertura de entrada 320 y al menos una abertura de salida 325. Cuando la lamina de entrada 305 y la lamina de salida 310 estan apiladas una encima de la otra y apropiadamente alineadas, las aberturas de entrada 320 se alinean para forman colectivamente una trayectoria de lfquido que se extiende a traves del apilamiento y comunica con la trayectoria de entrada de la lamina de entrada 305, como se muestra en la figura 7C. Asimismo, las aberturas de salidas 325 tambien se alinean para formar colectivamente una trayectoria de lfquido que comunica con la trayectoria de salida de las laminas de salida 310. Cualquier cantidad de laminas de entrada y laminas de salida puede apilarse para formar multiples capas de trayectorias de entrada y salida para el sistema de intercambio de calor 110. La cantidad de capas puede seleccionarse para proporcionar caracterfsticas predeterminadas al sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 tal como para variar la cantidad de intercambio de calor en el lfquido, el caudal del lfquido capaz de manipularse por el sistema, etc. En una realizacion, el sistema de intercambio de calor 110 consigue caudales de lfquido entrante de al menos 100 ml/min.

Con referencia de nuevo a la figura 7A, la trayectoria de entrada y la trayectoria de salida incluyen cada una, una region de intercambio de calor. Estas regiones de intercambio de calor se mencionan colectivamente usando el numero de referencia 350 e individualmente usando el numero de referencia 350a (para la trayectoria de entrada) y el numero de referencia 350b (para la trayectoria de salida). Las regiones de intercambio de calor 350 son las

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localizaciones donde el liquido mas frfo (respecto al liquido en la trayectoria de salida) de la trayectoria de entrada recibe calor transferido del liquido mas caliente (respecto al liquido en la trayectoria de entrada) de la trayectoria de salida. Como se analiza anteriormente, el liquido relativamente mas frfo en la trayectoria de flujo entrante se situa para que fluya en comunicacion termica con el liquido relativamente mas caliente en la trayectoria de flujo saliente. En esta realizacion estratificada, la trayectoria de flujo entrante esta situada inmediatamente por encima (o por debajo) de la trayectoria de flujo saliente cuando las laminas estan apiladas. El calor se transfiere a traves de la capa de transferencia desde el liquido en la trayectoria de flujo saliente hasta el liquido en la trayectoria de flujo entrante como resultado del diferencial de temperatura entre el liquido en la trayectoria de flujo entrante y el liquido en la trayectoria de flujo saliente y la conductividad termica del material que separa las dos trayectorias. De nuevo en lugar de incluir una serie de microcanales, las regiones de intercambio de calor tambien pueden incluir un campo de flujo de microfluidos como se describe anteriormente.

Con referencia aun a la figura 7A, el liquido en la trayectoria de flujo entrante fluye a una region de calentamiento 355 desde la region de intercambio de calor 350. Puede situarse una pluralidad de pasadores 357 en la trayectoria de flujo de entrada entre la region de intercambio de calor 350 y la region de calentamiento 355 (vease tambien la figura 8). Los pasadores 357 alteran el flujo de liquido y promueven la mezcla, que puede mejorar tanto el flujo de lfquidos como la distribucion de calor. En una realizacion, la trayectoria de flujo entrante se bifurca en al menos dos trayectorias de flujo en la region de calentamiento 355 para acomodar un caudal deseado. Como alternativa, puede utilizarse solamente una trayectoria de flujo a traves de la region de calentamiento, o pueden seleccionarse tres o mas trayectorias de flujo. La region de calentamiento 355 incluye uno o mas calentadores 220 que se comunican de forma termica con el liquido que fluye a traves de esta region, pero estan aislados hermeticamente de la trayectoria de flujo. Los calentadores 220 anaden calor al liquido entrante suficiente para elevar la temperatura del liquido hasta la temperatura deseada, que puede incluir una temperatura de pasteurizacion. El liquido entrante se precalento previamente segun flufa a traves de la region de intercambio de calor 350. Esto redujo de forma ventajosa las necesidades de energfa de los calentadores. La region de calentamiento 350 sirve tanto como region donde el calentador 220 calienta el liquido y tambien como una camara de residencia donde el liquido permanece caliente o por encima de la temperatura deseada durante una cantidad predeterminada de tiempo. La trayectoria de flujo de liquido puede rodear completamente cada uno de los calentadores 220 de modo que cualquier material de relleno que conduce el calor desde el calentador 220 puede tener liquido fluyendo sobre el mismo para recibir el calor, minimizando de ese modo la perdida de calor al entorno. Ademas, las trayectorias de flujo alrededor de cada calentador 220 pueden ser relativamente estrechas de modo que se evite el calentamiento no uniforme debido a la separacion de los calentadores 220.

Las laminas en el apilamiento pueden incluir grabados profundos en localizaciones de entrada 505 a la region de calentamiento 355 de modo que el liquido que entra en la region de calentamiento 355 pueda pasar a traves de todas las laminas en el apilamiento. El grabado profundo permite que todas las laminas alrededor de la region de calentamiento 355 participen en el calentamiento del liquido en lugar de mantener el liquido solamente en el plano de las laminas de entrada. Esto proporciona mayor area superficial entre el liquido y los calentadores 220 y tambien proporciona una velocidad inferior del liquido global para facilitar el calentamiento del liquido hasta la temperatura requerida.

Como se menciona, la trayectoria de flujo entrante puede bifurcarse en multiples trayectorias de flujo. Cada trayectoria puede incluir uno o mas calentadores 220 dispuestos dentro de la trayectoria para maximizar o aumentar de otro modo la cantidad de contacto de area superficial entre los calentadores 220 y el liquido que fluye a traves de las trayectorias. A este respecto, los calentadores 220 pueden estar situados hacia el centro de la trayectoria de modo que el liquido deba fluir alrededor de cada lado de los calentadores 220 a lo largo de una trayectoria semicircular o curvilfnea de otro modo alrededor de los calentadores 220. Los calentadores 220 pueden variar en su configuracion. En una realizacion, los calentadores 220 son calentadores de cartucho convencionales con un diametro de 3,17 mm (1/8 pulgadas) que pueden discurrir en una realizacion a una tasa combinada entre aproximadamente 70 000 y 110 000 w/m2, que provoca usos de energfa de menos de 100 W en una realizacion y menos de 200 W en otra realizacion, para el apilamiento completo que discurre a aproximadamente 100 ml/min. En una realizacion, el sistema usa seis calentadores en una configuracion de tres calentadores por trayectoria de flujo donde cada calentador usa aproximadamente 70 W para un caudal de 100 ml/min. En una realizacion, el liquido se ve forzado a fluir alrededor de los calentadores en trayectorias de 1,6 mm de ancho. Los calentadores 220 puede incluir un calentador de cartucho McMaster-Carr de 150 W (modelo 3618K451).

Con referencia de nuevo a la figura 7A, la trayectoria de flujo entrante sufre una transicion desde la seccion de calentamiento 355 hasta la camara de residencia 360. En el momento en que el liquido fluye a la camara de residencia 360, se ha calentado hasta la temperatura deseada, tal como la temperatura de pasteurizacion, como resultado de la transferencia de calor en la region de intercambio de calor 350 y/o calentandose en la seccion de calentamiento 350. En el caso de multiples laminas que estan apiladas, la camara de residencia 360 puede ser una unica camara que abarca todas las capas de laminas en el apilamiento de modo que el liquido de cada lamina de entrada fluye a un unico volumen de liquido en la camara de residencia 360. La camara de residencia 360 esta configurada de modo que se eliminan los "atajos" de flujo de liquido, todo el liquido se fuerza a recorrer una trayectoria de flujo de modo que ninguna parte del liquido residira en la camara de residencia 360 durante menos de la duracion deseada a un caudal especificado y el liquido se mantiene a o por encima de la temperatura de

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pasteurizacion mientras dure el tiempo (es decir, el tiempo de permanencia) que el liquido esta dentro de la camara de residencia 360. De hecho, el tiempo de residencia es un resultado de las dimensiones de la trayectoria de flujo a traves del area de residencia y el caudal. Por tanto, sera evidente para los expertos en la materia el modo de disenar una trayectoria de residencia para una duracion deseada.

Con referencia de nuevo a la figura 7B, la trayectoria de salida pasa entre los calentadores 220, que actuan como aislantes para que el liquido disminuya la probabilidad de que el liquido pierda calor en esta fase de la trayectoria de flujo. El liquido calentado de la trayectoria de salida entonces fluye hacia la region de intercambio de calor 350b. La trayectoria de flujo de salida se expande antes de alcanzar la region de intercambio de calor 350b. Una serie de ventiladores de expansion 367 dirige el liquido a la region de intercambio de calor expandida 350b de la trayectoria de salida, donde el liquido se comunica de forma termica con el liquido de refrigeracion en la trayectoria de flujo entrante. Como se analiza, el calor del liquido en la trayectoria de flujo saliente mas caliente transfiere el liquido mas frfo a la trayectoria de flujo entrante. Esto provoca la refrigeracion del liquido de flujo saliente y el calentamiento del liquido de flujo entrante. El liquido entonces fluye desde la region de intercambio de calor 350b hasta la abertura de salida 325. En esta fase, el liquido esta en un estado pasteurizado enfriado.

La anchura de las nervaduras que separan los canales en la parte de intercambio de calor puede reducirse, lo que tendrfa el efecto de aumentar el area disponible de transferencia de calor y reducir la longitud de la parte de intercambio de calor necesaria para el nivel deseado de eficacia energetica del dispositivo. Pueden conseguirse niveles de eficacia energetica de al menos aproximadamente un 85 % y, en alguna realizacion, de al menos aproximadamente un 90 %, lo que significa que un 90 % de la energfa termica del liquido saliente puede transferirse a la corriente de liquido entrante y volver a capturarse sin perdidas.

Como se menciona, el sistema de intercambio de calor de microfluidos 110 puede formarse de una pluralidad de laminas apiladas una encima de otra y unidas por difusion. Se proporciona informacion adicional respecto a la union por difusion por las publicaciones de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2008/0108122 y 2009/0092526. En una realizacion, el apilamiento incluye multiples series de laminas incluyendo cada serie una lamina de entrada 305 yuxtapuesta con una lamina de salida 310. Cada serie de laminas de entrada y laminas de salida yuxtapuestas forma una unica unidad de intercambio de calor. El apilamiento de laminas, por lo tanto, puede incluir una pluralidad de unidades de intercambio de calor donde cada unidad esta formada de una lamina de entrada 305 acoplada a una lamina de salida 310. Las trayectorias de flujo para cada lamina pueden formarse por grabados sobre la superficie de la lamina, tal como por grabado en un lado solamente de cada lamina. Cuando las laminas estan yuxtapuestas, el lado grabado de una lamina se sella contra el lado no grabado de una lamina vecina adyacente. Esto puede proporcionar condiciones deseables para el intercambio de calor y la separacion del liquido entrante (que no esta pasteurizado) y el liquido saliente (que esta pasteurizado).

La figura 9 muestra una vista en perspectiva de un apilamiento de laminas 805. El apilamiento 805 se muestra en seccion transversal parcial a diversos niveles del apilamiento incluyendo en una lamina de salida mas superior 310, una lamina de entrada a nivel medio 305a y una lamina de entrada de nivel inferior 305b. Como se menciona, el apilamiento 805 esta formado de laminas de entrada y laminas de salida alternas intercaladas entre si. Los calentadores 220 estan situados dentro de recortes que se extienden a traves del apilamiento 805 completo a traves de todas las laminas en el apilamiento 805. La camara de residencia 360 y las aberturas de entrada 320 y aberturas de salida 325 alineadas tambien se extienden completamente a traves del apilamiento 805. Las laminas tambien pueden incluir uno o mas orificios 810 que se alinean cuando las laminas estan apiladas para formar ejes a traves de los cuales pueden insertarse postes de alineamiento. Las laminas se apilan de una manera que consigue un alineamiento apropiado de las laminas. Por ejemplo, cuando se apilan apropiadamente, las aberturas de entrada 320 de todas las laminas se alinean para formar colectivamente un paso de entrada para que el liquido fluya al sistema y las aberturas de salida 325 se alinean para formar colectivamente un paso de salida, como se muestra en la figura 9. El apilamiento alineado apropiadamente de laminas tambien puede incluir uno o mas bases para acoplar los calentadores 220 en el apilamiento. Pueden usarse uno o mas elementos para ayudar a la alineacion apropiada de las laminas en el apilamiento, tal como postes de alineamiento y/o indicadores visuales de alineamiento apropiado. El apilamiento puede incluir una tapa superior situada sobre la lamina mas superior y una tapa inferior situada en la lamina mas inferior.

Los sistemas de dialisis conocidos en la tecnica pueden ser relativamente ineficaces energeticamente y requerir grandes cantidades de energfa para el uso apropiado, que limita su uso en dialisis en el hogar. El sistema de intercambio de calor 110 descrito en este documento puede tener una arquitectura aislante que evita la perdida de calor del agua que pasa a traves del mismo tal como al entorno exterior. Por tanto, el consumo global de energfa se reduce o minimiza y los sistemas se optimizan para su uso en dialisis en el hogar.

En algunas realizaciones, el apilamiento 805 de laminas del sistema de intercambio de calor 110 incluye una envoltura de aislamiento externo. El apilamiento 850 tambien puede encajonarse en aislamiento para prevenir la perdida de calor al entorno exterior. En otras realizaciones, el apilamiento 805 puede incluir uno o mas canales aislantes 812 que pueden evitar o inhibir la perdida de calor desde una o mas regiones del campo de flujo. Como se muestra en la figura 10, el canal aislante 812 puede estar formado por uno o mas recortes que se extienden cada uno a traves de una lamina respectiva en el apilamiento. Los recortes pueden situarse de modo que se alineen de

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forma vertical entre si con las laminas que estan apropiadamente apiladas una encima de otra. De esta manera, los recortes forman colectivamente una camara que se extiende a traves de y por todas las laminas en el apilamiento. En algunas realizaciones, el metodo de formacion del apilamiento que provoca la adhesion de las laminas ente si puede producir la formacion de un vacfo parcial en el canal 812. El vacfo puede potenciar las propiedades aislantes del canal 812. La camara sirve como aislante que evita o inhibe la perdida de calor de la trayectoria de lfquido. A este respecto, la camara puede tener el tamano y la forma adecuados para extenderse alrededor del perfmetro completo o de una parte del perfmetro de la trayectoria de lfquido. Por ejemplo, el canal puede extenderse a lo largo de al menos 4, 3, 2 o 1 lado de la trayectoria de flujo. En diversas realizaciones, el canal se extiende en aproximadamente un 50, 60, 70, 80, 90 o 95 por ciento de un perfmetro de la trayectoria de flujo.

Los canales pueden tener cualquiera de una diversidad de formas configuradas para rodear una parte de la trayectoria de flujo completa. Por ejemplo, en la realizacion mostrada en la figura 10, cada canal 812 esta formado por tres segmentos rectos que forman colectivamente una forma de "U" sustancial alrededor de tres lados de las trayectorias de flujo. Los segmentos no tienen que ser rectos, sino que tambien podrfan estar curvados. En otra realizacion, se usa una pluralidad de canales 812 donde cada canal individual rodea justo una parte del campo de flujo y la pluralidad de canales rodea colectivamente una mayorfa de las trayectorias de flujo. La figura 11 muestra otra realizacion de las laminas que incluye un par de regiones de intercambio de calor 350 que se alimentan del lfquido de una entrada 320. Las laminas pueden incluir dos o mas regiones de intercambio de calor 350 que estan rodeadas colectiva o individualmente por los canales 812 que sirven para aislar las regiones de intercambio de calor. En otra realizacion mas, mostrada en la figura 12, las regiones de intercambio de calor 350 tienen una configuracion en espiral y estan rodeadas por un canal en espiral de forma similar 812. El canal 812 sirve para aislar las regiones de intercambio de calor 350.

Cualquiera de los volumenes o trayectorias de lfquido dentro del apilamiento 805 puede estar rodeado por uno o mas de los canales 812. En algunas realizaciones, al menos la region de intercambio de calor 350 esta sustancialmente rodeada por uno o mas de los canales 812. En otra realizacion, al menos la region de calentamiento 355 esta sustancialmente rodeada por uno o mas de los canales 812. O al menos la camara de residencia 360 esta sustancialmente rodeada por uno o mas de los canales 812. En otras realizaciones, la region de intercambio de calor 350, la region de calentamiento 355 y la camara de residencia 360 estan rodeadas sustancialmente por uno o mas de los canales 812. Los canales 812 pueden estar llenos de un material o pueden estar vacfos. En el apilamiento ensamblado de laminas, los canales estan encerrados a lo largo de los lados por las propias laminas y encerrados en la parte superior e inferior por una o mas placas de modo que los canales forman colectivamente una camara encerrada que rodea al menos parcialmente las trayectorias de lfquido de las laminas. Tras el uso del sistema, los diferenciales de presion dentro del sistema pueden causar que se evacue aire o cualquier otro lfquido de los canales 812 de modo que se forma un vacfo o vacfo parcial. El vacfo actua aislando las trayectorias de flujo del entorno exterior, que evita o inhibe la perdida de calor y finalmente reduce el consumo de energfa del sistema.

C. Subsistema de preparation de dializado

El agua esta en un estado pasteurizado segun sale del sistema de purificacion de agua 5 y fluye al sistema de preparacion de dializado 10. El sistema de preparacion de dializado 10 esta configurado para mezclar el agua pasteurizada con un suministro de soluciones de concentrado para preparar el dializado. La figura 4 muestra una vista esquematica global del sistema de preparacion de dializado 5. La realizacion de la figura 4 es ejemplar y debe apreciarse que hay variaciones dentro del alcance de la divulgacion.

El sistema de preparacion de dializado 10 puede incluir una bomba de acido 170 que comunica de forma fluida con un suministro de concentrado de dializado acidificado concentrado para su mezcla con el agua purificada. El agua puede fluir desde el sistema de purificacion de agua 5 hasta la bomba de acido 170, que bombea el concentrado de acido en el agua. El agua (mezclada con el acido) entonces puede fluir a una primera camara de mezcla 172, que esta configurada para mezclar el agua con el acido tal como causando flujo turbulento. Desde la primera camara de mezcla 172, la mezcla de acido-agua puede fluir hacia una bomba de bicarbonato 174. Un detector, tal como un detector de conductividad, puede estar situado posterior a la primera camara de mezcla 172. El detector de conductividad esta configurado para detectar un nivel de electrolitos en la mezcla. El detector de conductividad tambien puede estar en una comunicacion de bucle cerrado con la bomba de acido 170 y un sistema de control que puede regular la velocidad de la bomba de acido para conseguir un nivel deseado de bombeo de acido al agua.

La bomba de bicarbonato 174 puede bombear concentrado de bicarbonato a la mezcla de acido-agua a un nivel suficiente para formar el dializado. La mezcla resultante de lfquido fluye a una segunda camara de mezcla 177 y sale de la segunda camara de mezcla 177 como un dializado. Otro detector, tal como un detector de conductividad, puede estar situado posterior a la segunda camara de mezcla 172. El segundo detector de conductividad puede estar en una comunicacion de bucle cerrado con la bomba de bicarbonato 177. El dializado entonces puede fluir hacia el sistema de equilibrio de flujo y el dializador.

D. Subsistema dializador

La figura 5 es una vista esquematica en seccion transversal del dializador 15, que define un compartimento de

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sangre que tiene una trayectoria de flujo de sangre 205 y un compartimento de dializado que tiene una trayectoria de flujo de dializado 210 separadas por una capa de transferencia comprendida de una membrana semipermeable 215. En una realizacion, el dializador incluye una o mas trayectorias de microfluidos tales como campos de microflujo y/o microcanales. Se describen realizaciones ejemplares de dializadores que utilizan campos de microflujo y/o microcanales y/o dializadores de campo de flujo en la publicacion de patente de Estados Unidos n.° 2010/0326914, presentada el 7 de junio de 2010. Sin embargo, el sistema de dialisis puede usarse con cualquiera de una diversidad de dializadores incluyendo una diversidad de dializadores disponibles en el mercado.

La sangre (de un paciente) puede entrar en la trayectoria de flujo de sangre 205 a traves de una entrada de sangre 216, fluye a traves de la trayectoria de flujo de sangre 205 y sale a traves de la salida de sangre 217. El dializado puede entrar en la trayectoria de flujo de dializado 210 a traves de una entrada de lfquidos 218, fluye a traves de la trayectoria de flujo de dializado 210 y sale a traves de una salida de lfquidos 219. La membrana semipermeable 215 esta configurada para permitir la transferencia de una o mas sustancias de la sangre en la trayectoria de flujo de sangre 205 al dializado en la trayectoria de flujo de dializado 210 o viceversa.

Algunos ejemplos de materiales que pueden usarse como membrana semipermeable 215 incluyen polfmeros, copolfmeros, metales, ceramica, compuestos y/o membranas lfquidas. Un ejemplo de una membrana compuesta es membrana compuesta de polisulfona-celulosa nanocristalina tal como membranas de lamina plana AN69 disponibles en Gambro Medical. Tambien pueden emplearse membranas de contacto de gas-lfquido para transferir una sustancia entre un lfquido y un gas tal como para la oxigenacion de la sangre, por lo que la membrana permite la transferencia de dioxido de carbono y oxfgeno, de modo que se transfiere oxfgeno a la sangre desde el oxfgeno o el aire enriquecido con oxfgeno, y se transfiere dioxido de carbono de la sangre al gas. Tambien pueden emplearse membranas lfquidas. Las membranas lfquidas pueden incluir una lamina que tiene microcanales con cortes totales que contienen lfquido y un primer y un segundo soporte de membrana situados para contener lfquido en los microcanales.

Cuando fluye a traves del dializador 15, la sangre y el dializado pueden fluir en una configuracion contracorriente donde la sangre fluye a traves de la trayectoria de flujo de sangre 205 en una direccion y el dializado fluye a traves de la trayectoria de flujo de dializado 210 en la direccion opuesta. El dializador 15 se describe en el contexto de tener una configuracion de contracorriente, aunque tambien puede usarse una configuracion de flujo cruzado. Segun fluye la sangre y el agua a lo largo de la membrana 215, puede producirse la hemodialisis. El dializador 15 tambien esta configurado para realizar ultrafiltracion donde un diferencial de presion a traves de la membrana 215 provoca que el lfquido y los solutos disueltos pasen a traves de la membrana 215 desde la sangre hasta el dializado.

El dializador 15 tambien esta configurado para realizar hemodiafiltracion donde el movimiento de solutos a traves de la membrana semipermeable 215 esta gobernado por conveccion en lugar de por difusion. Un diferencial de presion hidrostatica positivo entre la trayectoria de flujo de sangre 205 y la trayectoria de flujo de dializado 210 dirige el agua y los solutos a traves de la membrana semipermeable 215 desde la trayectoria de flujo de sangre hasta la trayectoria de flujo de lfquidos. Los solutos tanto de moleculas pequenas como de moleculas grandes se ven arrastradas desde la membrana semipermeable 215 junto con el lfquido. En un procedimiento tfpico de hemodiafiltracion, la direccion de movimiento del agua y de los solutos puede oscilar entre mover agua y solutos desde la sangre al dializado y mover agua y solutos desde el dializado a la sangre. Durante un tramo predeterminado de tiempo, hay una perdida neta de cero y una ganancia neta de cero de lfquido de la sangre al dializado. Sin embargo, durante periodos de tiempo concreto dentro de ese tramo de tiempo, puede haber una perdida neta de lfquido de la sangre al dializado y una ganancia neta de lfquido a la sangre del dializado.

E. Sistema de equilibrio de flujo

La figura 6 muestra una vista esquematica del sistema de equilibrio de flujo 20 que incluye el dializador 15. El sistema de equilibrio de flujo 20 esta adaptado para regular el flujo de dializado entrante y saliente del dializador 15 para conseguir diversos tipos de dialisis, incluyendo hemodialisis, ultrafiltracion y hemodiafiltracion. El sistema de equilibrio de flujo 20 puede incluir una primera bomba para bombear dializado al dializador y una segunda bomba para bombear dializado desde el dializador. El sistema tambien puede incluir una tercera bomba que proporciona control mejorado de un nivel de ultrafiltracion, hemodiafiltracion o ambos. Variando las velocidades de bomba relativas de las bombas, un operario puede variar el nivel de filtracion de la sangre y tambien puede conseguir selectivamente ultrafiltracion y hemodiafiltracion de la sangre.

El sistema de equilibrio de flujo 20 puede incluir conductos que forman una pluralidad de trayectorias de flujo de lfquido, que pueden ser cualquier tipo de tuberfa de conduccion a traves de la cual puede fluir un lfquido tal como dializado. Las trayectorias de flujo de lfquido pueden incluir una trayectoria de entrada 250 a traves de la cual un lfquido tal como un dializado no usado fluye desde el sistema de preparacion de dializado 10 hacia y al dializador 15. Al menos una primera bomba 255 esta situada a lo largo de o en comunicacion con la trayectoria de entrada 205 para bombear el lfquido hacia el dializador 15 a un caudal deseado. Puede acoplarse uno o mas detectores S a la tercera trayectoria de flujo de lfquido para detectar una o mas caracterfsticas del lfquido entrante, tal como la presion, el caudal, la temperatura, la conductividad, etc. Ademas, puede acoplarse uno o mas accesos de muestra P a las trayectorias de flujo de lfquido que proporcionan acceso al fluido que fluye a traves de los conductos. La figura

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6 muestra los detectores S y los accesos de muestra P acoplados a las trayectorias de flujo de liquido en localizaciones especificas, aunque la cantidad y las localizaciones de los detectores S y accesos de muestra P puede variar.

Las trayectorias de flujo de liquido pueden incluir adicionalmente una trayectoria de salida 260 a traves de la cual el dializado usado fluye desde el dializador 15 hacia uno o mas drenajes 25. En algunas realizaciones, el dializado que sale del dializador puede usarse para precalentar otros liquidos entrantes en el sistema, tal como la corriente de agua que entra en el sistema de intercambio de calor y de purificacion, antes de alcanzar el drenaje 25. La trayectoria de salida 260 puede bifurcarse en dos o mas trayectorias de salida incluyendo una trayectoria de salida principal 260a y una segunda trayectoria de salida 260b. Al menos una segunda bomba 265 puede estar situada a lo largo de o en comunicacion con la trayectoria de salida principal 260a para bombear el dializado desde y mas alla del dializador 15 a traves de la trayectoria de salida principal 260a.

Una tercera bomba 270 puede estar situada a lo largo de o en comunicacion con la trayectoria de salida secundaria, la segunda valvula 285. La tercera bomba 270 puede usarse para aumentar el flujo de liquido a traves de las trayectorias de flujo de liquido tal como para conseguir selectivamente diferenciales en los caudales entre la trayectoria de entrada 250 y la trayectoria de salida 260 conforme a conseguir diversos tipos de dialisis, incluyendo hemodialisis, ultrafiltracion y hemodiafiltracion, como se describe mas completamente a continuacion. La tercera bomba puede bombear dializado a traves de las trayectorias de flujo de liquidos cuando el sistema esta en modo de dialisis. La tercera bomba tambien puede bombear otro liquido, tal como agua o desinfectante, cuando el sistema esta en un modo diferente, tal como en un modo de calibracion o en un modo de limpieza.

La tercera bomba 270 puede estar situada a lo largo de la trayectoria de entrada 250 anterior a la entrada 215 del dializador 15. En esta realizacion, la trayectoria de salida secundaria 260 se ramifica de la trayectoria de entrada 250 en una localizacion posterior a la primera bomba 255 y anterior a la primera valvula 280. La tercera bomba 270 puede bombear liquido hacia el drenaje 25. En otra realizacion, la tercera bomba 270 y la segunda bomba 265 estan ambas situadas a lo largo de una unica trayectoria de flujo saliente que no se bifurca.

Pueden usarse diversos tipos de bombas para la primera, segunda y tercera bomba. En una realizacion, las bombas son bombas nutantes. En otras realizaciones, las bombas podrfan ser bombas de embolo rotativo, bombas de cavidad progresiva, bombas de engranaje rotativo, bombas de piston, bombas de diafragma, bombas de tornillo, bombas de engranaje, bombas hidraulicas, bombas de paletas, bombas regenerativas (perifericas) o bombas peristalticas, o cualquier combinacion de las mismas. Tambien pueden usarse otros tipos de bombas. La primera bomba 255 y la segunda bomba 265 pueden estar accionadas por un eje comun para asegurar la sincronfa de los golpes de bomba y el volumen de liquido bombeado. Se entiende que la primera bomba 255 y la segunda 265 pueden ser tambien completamente independientes entre si.

Como se menciona, puede usarse cualquiera de una diversidad de conductos de liquido para formar las trayectorias de flujo de liquido del sistema de equilibrio de flujo 20. En una realizacion, al menos una parte de la trayectoria de flujo de liquido se forma de conductos que tienen un diametro interior de 0,32 cm a 1,27 cm (1/8 pulgadas a 1/2 pulgadas). El caudal en los conductos podrfa variar entre aproximadamente 50 ml/min a aproximadamente 1000 ml/min. En una realizacion, el caudal esta en el intervalo entre aproximadamente 100 ml/min y aproximadamente 300 ml/min.

Las trayectorias de flujo de liquidos pueden incluir adicionalmente una trayectoria derivada 275 que conecta directamente de forma fluida la trayectoria de entrada 250 y la trayectoria de salida 260. Un proposito ejemplar de la trayectoria derivada 275 es proporcionar una trayectoria de flujo de liquidos donde el liquido puede fluir a y desde el sistema de dialisis y esquivar el dializador 15, tal como para purgar, limpiar o calibrar el sistema. En una realizacion, la union entre la trayectoria de entrada 250 y la trayectoria derivada 275 esta localizada anterior a la entrada de liquidos 120 del dializador 15, y la union entre la trayectoria derivada 275 y la trayectoria de salida esta localizada posterior a la entrada de liquidos 125 del dializador 15. Sin embargo, pueden usarse otras configuraciones de la trayectoria derivada 275 para conseguir esquivar el dializador 15.

Una primera valvula 280 puede estar situada en la union entre la trayectoria de entrada 250 y la trayectoria derivada 275. Una segunda valvula 285 puede estar situada en la union entre la trayectoria derivada 275 y la trayectoria de salida 260. La primera valvula 280 y la segunda valvula 285 pueden ser valvulas de tres vfas, tales como valvulas solenoides, que pueden usarse para regular selectivamente el flujo de liquidos a traves de las trayectorias de flujo de liquidos. Es decir, la primera valvula 280 puede configurarse a cualquiera de dos o mas configuraciones incluyendo (1) una configuracion de dialisis donde la primera valvula dirige todo el liquido entrante a lo largo de la trayectoria de entrada 250 hacia el dializador 15 (como se representa por la flecha A en la figura 6) y evita que el liquido entrante fluya a la trayectoria derivada 275; o (2) una configuracion derivada donde la primera valvula 280 desvfa todo el liquido entrante a la trayectoria derivada 275 (como se representa por la flecha B en la figura 6) y evita que el liquido entrante fluya pasada la primera valvula hacia el dializador 15.

La segunda valvula 285 tambien puede configurarse a cualquiera de dos configuraciones incluyendo (1) una configuracion derivada donde la segunda valvula 285 dirige el liquido entrante de la trayectoria derivada 275 a la

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trayectoria de salida 260 (como se representa por la flecha C en la figura 6); o (2) una configuracion de dialisis donde la segunda valvula 285 cierra el flujo desde la trayectoria derivada 275 de modo que el lfquido saliente de la salida del dializador 125 sigue fluyendo hacia el exterior a lo largo de la trayectoria de salida 260 (como se representa por la flecha D en la figura 6). La primera valvula 280 y la segunda valvula 285 se configuran ambas generalmente en tandem a la configuracion derivada o a la configuracion de dialisis. El sistema puede incluir un sistema de control y de seguridad que asegura que la primera y la segunda valvula no estan configuradas a configuraciones incompatibles.

La disposicion de los diversos componentes del sistema de dialisis mostrado en la figura 6 es ejemplar y son posibles otras disposiciones. Por ejemplo, las trayectorias de flujo y las bombas pueden colocarse en diferentes localizaciones a lo largo de las trayectorias de flujo de las que se muestran en la figura 6. En una realizacion, la tercera bomba 270 puede situarse en la trayectoria de flujo en una localizacion anterior al dializador 15 y posterior a la primera valvula 280 o la tercera bomba puede situarse posterior al dializador 15 y anterior a la segunda valvula 285. Ademas, el sistema puede emplear mas de tres bombas.

El agua purificada de dentro de los sistemas descritos en este documento puede usarse para purgar, cebar y lubricar los componentes de las diversas bombas de los diversos subsistemas. Por ejemplo, el agua purificada del sistema de intercambio de calor 110 puede usarse para cebar o para purgar los prensaestopas de la bomba, los cabezales de la bomba y las juntas de la bomba de acido 170 y/o la bomba de bicarbonato 174 del sistema de preparacion de dializado 10 (figura 4). Asimismo, el agua purificada del sistema de intercambio de calor 110 puede usarse para cebar la una o mas bombas de equilibrio de flujo 255, 265, 270 (figura 6). Usando el agua purificada interna al sistema como lfquido de purga de la glandula de bomba para lubricar los cabezales del sistema de flujo reduce la necesidad de lfquido de una fuente exterior y reduce el consumo global de agua de los sistemas y aprovecha el agua altamente pura disponible en el sistema HEX. A este respecto, los conductos del sistema pueden incluir una o mas trayectorias de flujo que estan destinadas a guiar el agua purificada a la bomba o las bombas que tienen que purgarse. El sistema de control puede configurarse para guiar automaticamente el agua purificada a las bombas o el sistema de control puede configurarse para permitir que un usuario guie selectivamente el agua purificada a las bombas.

F. Otras aplicaciones

Como se menciona anteriormente, los sistemas de purificacion de lfquidos descritos en este documento pueden ser utiles con fines diferentes a dialisis. Por ejemplo, el subsistema de purificacion de agua 5 y, en particular, el sistema de intercambio de calor 110 puede ser beneficioso para la purificacion de lfquidos tales como fuentes de agua para consumo humano. Ademas, los sistemas de purificacion de lfquidos descritos en este documento no tienen que alimentarse con fuentes de energfa convencionales tales como conectados a un enchufe electrico. Los sistemas de purificacion de lfquidos descritos en este documento pueden alimentarse por fuentes de energfa renovable incluyendo fuentes solares, generadores impulsados por el usuario u otras fuentes de energfa sin conexion a la red electrica. Dichas fuentes de energfa permiten que el sistema se use en situaciones de emergencia, fallos de suministro, localizaciones remotas o cualquier otra aplicacion desconectada tal como en regiones pobres del mundo donde no hay electricidad facilmente disponible y el agua limpia puede estar muy demandada. En algunas realizaciones, el sistema de intercambio de calor 110 puede acoplarse a un generador impulsado por el usuario e incluye una o mas batenas configuradas para hacer funcionar pequenos electrodomesticos y con capacidad de cargarse por el generador. El generador impulsado por el usuario puede arrancarse tanto a mano como pedaleando en una bicicleta para cargar las batenas y alimentar el sistema de intercambio de calor 110.

Aunque esta memoria descriptiva contiene muchos detalles, estos no deben interpretarse como limitaciones del alcance de la invencion que se reivindica, sino en su lugar como descripciones de caractensticas espedficas para realizaciones particulares. Ciertas caractensticas que se describen en esta memoria descriptiva en el contexto de realizaciones diferentes tambien pueden implementarse en combinacion en una unica realizacion. A la inversa, diversas caractensticas que se describen en el contexto de una unica realizacion tambien pueden implementarse en multiples realizaciones por separado o en cualquier subcombinacion adecuada. Asimismo, aunque se representan operaciones en los dibujos en un orden particular, este no debe entenderse como que requiere que dichas operaciones se realicen en el orden particular mostrado o en orden secuencial, o que todas las operaciones ilustradas tienen que realizarse, para conseguir resultados deseables.

Aunque se describen en este documento realizaciones de diversos metodos y dispositivos en detalle con referencia a ciertas versiones, debe apreciarse que tambien son posibles otras versiones, realizaciones, metodos de uso y combinaciones de los mismos.

Tabla 1

Temperatura_____Tiempo__________________Tipo de pasteurizacion_____________

63 °C (145 °F) 30 minutos Pasteurizacion en cubeta

72 °C (161 °F) 15 segundos Pasteurizacion de alta temperatura de corto tiempo (HTST)

8 °C (191 °F) 1,0 segundo Pasteurizacion de mayor calor de menor tiempo (HHST)

90 °C (194 °F) 0,5 segundo Pasteurizacion de mayor calor de menor tiempo (HHST)

94 °C (201 °F) 0,1 segundo Pasteurizacion de mayor calor de menor tiempo (HHST)

96 °C (204 °F) 0,05 segundo Pasteurizacion de mayor calor de menor tiempo (HHST)

100 °C (212 °F) 0,01 segundo Pasteurizacion de mayor calor de menor tiempo (HHST)

138 °C (280 °F) 2,0 segundos______Pasteurizacion de temperatura ultra alta (UHT)

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para el tratamiento de agua, que comprende:

al menos una primera y una segunda lamina (305, 310) dispuestas en una relacion apilada para formar un apilamiento de laminas, teniendo cada lamina un campo de flujo de lfquidos;

una trayectoria de entrada que comprende el campo de flujo de lfquidos de la primera lamina, teniendo la trayectoria de entrada una region de intercambio de calor (350a);

una trayectoria de salida que comprende el campo de flujo de lfquidos de la segunda lamina, teniendo la trayectoria de salida una region de intercambio de calor (350b);

una capa de transferencia metalica interpuesta entre la primera lamina (305) y la segunda lamina (310) y configurada para permitir que se transfiera calor entre el lfquido que fluye en la trayectoria de entrada y el lfquido que fluye en la trayectoria de salida;

un primer recorte en la primera lamina, en el que el primer recorte esta separado de y rodea al menos una parte del campo de flujo de lfquidos de la primera lamina sin cruzar el campo de flujo de lfquidos de la primera lamina; un segundo recorte en la segunda lamina, en el que el segundo recorte esta separado de y rodea al menos una parte del campo de flujo de lfquidos de la segunda lamina sin cruzar el campo de flujo de lfquidos de la segunda lamina, y

en el que el primer y el segundo recorte se alinean de forma vertical entre sf en el apilamiento para formar un recorte colectivo que se extiende a traves del apilamiento; y

una primera placa sobre la parte superior del apilamiento y una segunda placa sobre la parte inferior del apilamiento, en el que la primera y la segunda placa encierran la parte superior y la parte inferior del recorte colectivo creando una camara aislante a los campos de flujo de lfquidos del apilamiento.
2. El dispositivo de la reivindicacion 1, en el que cada uno del primer y segundo recorte rodea un campo de flujo respectivo a lo largo de al menos tres lados del campo de flujo.
3. El dispositivo de la reivindicacion 1 o de la reivindicacion 2, en el que cada uno del primer y segundo recorte rodea al menos un ochenta por ciento del campo de flujo respectivo.
4. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el apilamiento incluye mas de dos laminas.
5. El dispositivo de la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un calentador (220) situado dentro de un tercer recorte que se extiende a traves del apilamiento a traves tanto de la primera lamina (305) como de la segunda lamina (310).
6. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la camara aislante inhibe la perdida de calor desde una o mas regiones del campo de flujo.
7. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se forma un vacfo parcial dentro de la camara aislante.
8. El dispositivo de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los campos de flujo de lfquidos de las laminas tienen una configuracion en espiral y estan rodeadas por una camara aislante en espiral.