需要解决的关键技术:医用冰泥冰晶生成机理及其与制冷系统的耦合优化匹配度的研究 技术需求提出背景及技术应用领域需求:高质量冰泥设备在器官移植术、心外科手术、机器人肿瘤切除手术等高端外科手术,对降低代谢速率、为手术赢得必要的时间并提升其“新鲜”程度等是建立高端手术室必不可少的条件。 技术难点:器官和组织直接接触或浸没于冰泥,先要确保无菌性;严格的隔离要求增加了设备和制冰流程的复杂性;且要求冰泥粒径足够细小,完全均匀,以确保组织器官的均匀冷却,防止冰粒与组织粘连;要求冰晶微粒不能存在锐角,接近圆球为佳,以防止对无皮肤保护的器官和组织的损伤;此外,受到手术进度和周期限制,对制冰速度和保存时间等也提出了要求。 主要技术经济指标:实现输入功率800W条件下90分钟内制成粒径小于28μm、锐角率低于3%的滚动式无菌冰泥5L以上,并实现24小时不凝结保存。
本项目依托宁波惠康工业科技股份有限公司开展研发。公司占地面积近30万平方米,主营制冰机、深冷冰柜、冰箱、酒柜等创新型制冷产品,集研发、生产、销售为一体。公司凭借扎实的行业沉淀,致力于研发全球领先的新质制冷制冰产品。建有省级高新技术企业研究开发中心,设有研发部以及制冰机研发团队。公司前期已联合科研院校开展了医用制冰机的基础研究、零部件设计和样机的初步试制。设计并试制了符合医疗规范和无菌要求的复合冰泥冰桶,进一步初步设计建立了微晶粒全钝角医用冰泥设备一号样机,初步实现了冰泥的制取,但在成冰时长、含水率、冰泥粒径和角度上与目标相比仍有差距,尤其在冰泥成形、传热传质过程强化等理论和技术上亟待突破。公司在前期研发中,在装备设计、模具制造、样机搭建、实验测试和研发人员上已投入上百万元,初步建立了冰泥样机的研发体系。
1)明确内筒壁温度、转速、时间对冰泥粒径、角度、含水率的作用机理 2)通过传热和均匀性优化设计,冰桶内外温差小于10℃,桶间不均匀性小于±1.5℃ 3)得到医用冰泥低温制冷系统室温到-30℃降温时间不大于30分钟,箱内温度波动低于±0.5℃,温度均匀性小于±2℃ 4)实现常用规格的医用冰泥装备产品化制造,所制取冰泥平均粒径不大于28μm,含水率低于15%,锐角率低于3%,成冰时间小于70min
完整的工艺流程