Dispositivo de filtro con fibras huecas distribuidas de manera heterogénea y procedimiento para su fabricación.

Dispositivo de filtro (10) con una carcasa cilíndrica (12) y una multiplicidad de fibras huecas (30),

en el que lasfibras huecas (30) están agrupadas para obtener un haz en la carcasa (12) y respectivamente en el lado de extremoestán incrustadas y sujetas en una masa de relleno (20), caracterizado por que la densidad de empaquetamientode las fibras huecas (30) con respecto a la superficie de sección transversal del dispositivo de filtro (10) es desimetría rotativa y partiendo del eje longitudinal de la carcasa (12) aumenta de manera homogénea en direcciónradial concéntricamente hacia fuera, en el que las fibras huecas (30) están dispuestas en dirección longitudinal demanera paralela una con respecto a otra.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/002275.

Solicitante: FRESENIUS MEDICAL CARE DEUTSCHLAND GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ELSE-KRONER-STRASSE 1 61352 BAD HOMBURG V.D.H. ALEMANIA.

Inventor/es: MAURER,MATTHIAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D63/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 63/00 Aparatos en general para los procedimientos de separación que utilizan membranas semipermeables. › Módulos con fibras huecas.

PDF original: ES-2428854_T3.pdf

 

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Dispositivo de filtro con fibras huecas distribuidas de manera heterogénea y procedimiento para su fabricación.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de filtro con fibras huecas distribuidas de manera heterogénea y procedimiento para su fabricación La presente invención se refiere a un dispositivo de filtro con una carcasa cilíndrica y una multiplicidad de fibras huecas, en el que las fibras huecas están agrupadas para obtener un haz en la carcasa y respectivamente en el lado de extremo están incrustadas y sujetas en una masa de relleno. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un dispositivo de filtro, así como una máquina de diálisis con un dispositivo de filtro.

Ciertas evaluaciones de secciones de relleno de manera perpendicular a la dirección longitudinal de dializadores dan como resultado que las fibras huecas están aleatorizadas y distribuidas radialmente no de manera uniforme en la carcasa del dializador (véase la figura 1) . En particular en las zonas de borde pudo determinarse una reducción de la densidad de fibras. Esta densidad de fibras baja en la zona de borde es evidentemente una consecuencia de la “apertura espontánea del haz” tras el moldeo del haz de fibras huecas en la carcasa. A este respecto se mantiene evidentemente la densidad de empaquetamiento de las membranas de fibras huecas en el interior del haz, mientras que se produce una expansión y con ello una reducción de la densidad de empaquetamiento en la zona de borde.

Mediante la densidad de fibras reducida en la zona de borde predomina allí otra resistencia al flujo, de modo que el flujo de dializado está distribuido no de manera uniforme por toda la sección transversal de manera perpendicular a la dirección longitudinal del dializador.

Sin embargo, para un aprovechamiento óptimo de los datos de rendimiento de un dializador es deseable una buena circulación alrededor de todas las membranas de fibras huecas y una distribución de flujo homogénea del dializado.

En relación a las sustancias predeterminadas puede medirse la calidad de un dializador por medio del aclaramiento. El aclaramiento se define como el volumen de sangre que se purifica por unidad de tiempo de una sustancia disuelta determinada, por ejemplo urea. El aclaramiento de un dializador depende a este respecto de las velocidades de flujo de los flujos de líquido en la circulación sanguínea extracorpórea, de la superficie de membrana, de la concentración de la sustancia disuelta en la sangre, del volumen de transporte convectivo y difusivo a través de las membranas semipermeables, de la porosidad y el tamaño de poro de la membrana y otros factores.

Para una mejora del aclaramiento que se origina mediante la presión transmembrana es decisiva una buena circulación alrededor de la membrana de fibras huecas que conduce la sangre con dializado. En la disposición densamente empaquetada de un haz de fibras en una carcasa de dializador es posible un buen flujo por las fibras pero no homogéneo.

La densidad de fibras de un haz de fibras en una carcasa depende del sitio y da como resultado distintas capacidades de filtración de las fibras dependientes del sitio. En zonas densamente empaquetadas del haz de fibras no puede realizarse un flujo con dializado óptimamente. En zonas empaquetadas de manera demasiado suelta están a disposición para una buena filtración posiblemente muy pocas fibras.

Por el estado de la técnica se conocen ya planteamientos para la solución del problema mencionado anteriormente de la membrana de fibras huecas distribuidas de manera no uniforme de un dializador.

El documento US 5.584.997 describe por ejemplo el problema de membranas de fibras huecas dispuestas de manera no uniforme o aleatorizada y el flujo de dializado no uniforme que se produce probablemente debido a ello por las membranas de fibras huecas. Para la solución se propone disponer las membranas de fibras huecas para obtener dos esteras que se encuentran una sobre otra y enrollar estas esteras conjuntas en forma de espiral para conseguir una distribución uniforme de las membranas de fibras huecas. Además del hecho de que este procedimiento es costoso puede conseguirse una distribución uniforme únicamente de manera aproximada. Entonces la distancia de las fibras en el plano de estera se determina ya en la fabricación de la estera y conduce con el enrollamiento a irregularidades tales como compresiones o expansiones. También pueden producirse huecos en los respectivos extremos de la estera en el enrollamiento del haz de fibras, por ejemplo en los respectivos extremos de la estera enrollada.

El documento EP 1 714 692 A1 se refiere a un filtro de diálisis, en el que el haz de membrana de fibras huecas se adapta de manera trenzada y comprimida a una carcasa de filtro cilíndrica. En los haces se generan mediante esto en dirección longitudinal del dializador zonas con distinta densidad de fibras. A este respecto, el haz de fibras huecas en la zona de flujo del espacio de fluidos que rodea las fibras huecas debe presentar una densidad de empaquetamiento más baja que en la zona central subsiguiente del dializador.

El documento JP 2003159325 se refiere a un dializador y a un procedimiento para su fabricación. A este respecto se hace girar el haz de fibras del dializador a lo largo de su eje longitudinal entre dos rodillos, para impedir una adhesión o autoadhesión de las membranas. Además, eventualmente una película de revestimiento que va a aplicarse puede aplicarse de manera uniforme sobre todas las membranas de fibras huecas y aparte de las membranas de fibras huecas exteriores.

El documento JP 2006297222 se refiere a un procedimiento para la fabricación de un haz de fibras huecas para un dializador así como un dispositivo de fabricación para un dializador. De manera comparativa con el documento JP 2003159325 se hace girar en este caso igualmente un haz de fibras huecas alrededor de su eje longitudinal entre tres rodillos, para impedir una adhesión o autoadhesión de las membranas. Al mismo tiempo debe posibilitarse una humectación uniforme de todas las fibras del haz con una película de revestimiento.

El documento EP 1 201 293 A1 da a conocer un dispositivo de filtro con una carcasa cilíndrica y una multiplicidad de fibras huecas, estando agrupadas las fibras huecas para obtener un haz en la carcasa y estando incrustadas y sujetas respectivamente en el lado de extremo en una masa de relleno. Las fibras huecas usadas presentan espesores de pared y diámetros internos distintos. La distribución de las fibras huecas por la sección transversal del haz no es homogénea, consiguiéndose la distribución no homogénea mediante un tratamiento con aire caliente.

El documento EP 0 046 015 A1 da a conocer un procedimiento para engarzar los extremos de un haz de fibras de un dializador en las masas de relleno. El haz de fibras se hace girar tras su engarce en las masas de relleno.

El documento WO 91/04758 A1 da a conocer un oxigenador de sangre que presenta varias cámaras y haces de fibras huecas dispuestas en las mismas. Los haces de fibras huecas de distintas cámaras presentan distintas densidades de empaquetamiento.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es perfeccionar un dispositivo de filtro del tipo mencionado anteriormente de manera ventajosa, en particular en el sentido de que se mejora el flujo por las membranas de fibras huecas en un dispositivo de filtro para elevar la capacidad del dispositivo de filtro.

Este objetivo se soluciona de acuerdo con la invención mediante un dispositivo de filtro con las características de la reivindicación 1. Por consiguiente está previsto que un dispositivo de filtro esté realizado con una carcasa cilíndrica y una multiplicidad de fibras huecas, en el que las fibras huecas están agrupadas para obtener un haz en la carcasa y están incrustadas y sujetas respectivamente en el lado de extremo en una masa de relleno. Además está previsto que la densidad de empaquetamiento de las fibras huecas con respecto a la superficie de sección transversal del dispositivo de filtro aumente con simetría rotativa y partiendo del eje longitudinal de la carcasa en dirección radial hacia fuera de manera concéntricamente homogénea.

Una distribución concéntricamente homogénea se proporciona cuando la distribución radial es de simetría rotativa. Mediante esto puede evitarse ventajosamente que en las zonas de borde se produzcan puntos con densidad de fibras diferente. Es especialmente ventajoso que no se requiera ninguna modificación constructiva en los dispositivos de filtro habituales ni ningún componente adicional.

La homogeneización o la evitación de heterogeneidades en la distribución radial de las fibras huecas puede conseguirse ahora por ejemplo mediante una correspondiente etapa de homogeneización complementaria durante la fabricación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de filtro (10) con una carcasa cilíndrica (12) y una multiplicidad de fibras huecas (30) , en el que las fibras huecas (30) están agrupadas para obtener un haz en la carcasa (12) y respectivamente en el lado de extremo están incrustadas y sujetas en una masa de relleno (20) , caracterizado por que la densidad de empaquetamiento de las fibras huecas (30) con respecto a la superficie de sección transversal del dispositivo de filtro (10) es de simetría rotativa y partiendo del eje longitudinal de la carcasa (12) aumenta de manera homogénea en dirección radial concéntricamente hacia fuera, en el que las fibras huecas (30) están dispuestas en dirección longitudinal de manera paralela una con respecto a otra.

2. Dispositivo de filtro (10) según la reivindicación 1, caracterizado por que la densidad de empaquetamiento promedio de las fibras huecas (30) con respecto a la superficie de sección transversal del dispositivo de filtro (10) se encuentra entre 700 y 1300 fibras/cm2.

3. Dispositivo de filtro (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la densidad de empaquetamiento promedio de las fibras huecas (30) con respecto a la superficie de sección transversal del dispositivo de filtro (10) se encuentra entre 800 y 1200 fibras/cm2.

4. Dispositivo de filtro (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la densidad de empaquetamiento promedio de las fibras huecas (30) con respecto a la superficie de sección transversal del dispositivo de filtro (10) se encuentra entre 850 y 1150 fibras/cm2.

5. Dispositivo de filtro (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el centro del haz está prevista una zona con menor contenido en fibras en comparación con la otra sección transversal con una densidad de empaquetamiento de hasta 500 fibras/cm2.

6. Procedimiento para la fabricación de un dispositivo de filtro (10) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que se agrupa una multiplicidad de fibras huecas (30) para obtener un haz, se moldean en una carcasa (12) y respectivamente en el lado de extremo se incrustan y se sujetan en una masa de relleno (20) , caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar alrededor de su eje longitudinal tras el moldeo del haz de fibras huecas y antes de su incrustación y sujeción en el lado de extremo en las masas de relleno (20) .

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar con hasta 20000 r/min.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar con entre 300 y

15.000 r/min.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar con entre 3.000 y

9.000 r/min.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar durante hasta 60 segundos.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar durante entre 5 y 30 segundos, preferentemente durante entre 5 y 10 segundos.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que la carcasa (12) se hace girar durante entre 25 y 35 segundos.

13. Máquina de diálisis con un dispositivo de filtro (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5.


 

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