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Borzani, V. Biotecnologia Industrial Vol. 2  1ª Ed.

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do meio, e de outros requisitos ou limitações inerentes 
ao projeto global. Por segurança, o projeto poderá prever, no tubo de espera, um 
"tubo em U" (ver Figura 4.4) suplementar. 
Tabela 4.6- Valores do diâmetro (D) e do comprimento (L) do tubo de espéra, e da velocidade (v) do meio no 
tubo de espera para diferentes valores do número de Reynolds (Re ), no exemplo numérico considerado. 
R e D (em) v (cm/s) 
40000 42,6 4,87 
L (m) 
:é 
10,2 ~~~ r 
50000 34,1 7,60 16,0 i~.-· '~ 
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60000 28,4 10,96 23,0 "' ·-;'··· 
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70000 24,3 14,97 31,4 ... i' 
80000 21,3 19,49 
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Literatura recomendada 
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(1) AIBA, S., HUMPHREY, A.E. & MILLIS, N .F. Biochemical Engineering. Univer-
sity of Tokyo Press, Tóquio, 1973. 
(2) BAILEY, J.E. & OLLIS, D.F. Biochemicai Engineering Fundamentais. McGraw-Hill 
Book Company, Nova York, 1986. 
(3) BLAKEBROUGH, N . Biochemicai and Bioiogicai Engineering Science. Academic 
Press, Nova York, 1967 e 1968. 
(4) SIMON, P. & MEUNIER, R. Microbioiogie Industrielle et Génie Biochimique. Mas-
son et Cie., Éditeurs, Paris, 1970. 
(5) SOLOMONS, G.L Materiais and Methods in Fermentation. Academic Press, Lon-
dres, 1969. 
63 
:: 
Willibaldo Schmidell 
5.1- Introdução 
Como se sabe, os processos químicos industriais podem ser divididos, de 
uma forma simples e global, em processos inorgânicos, orgânicos e biológicos. 
Assim, um processo químico industrial biológico é aquele no qual o processo de 
conversão da matéria-prima em produto repousa basicamente em um fenômeno 
biológico. 
Esse tipo de indústria apresenta uma série de características próprias, 
pois freqüentemente trata-se de fazer crescer um certo microrganismo ou, de 
forma mais geral, uma dada célula, seja microbiana, animal ou vegetal. Esse 
fato exige a pres.ença, desde o projeto da planta até sua operação em regime, de 
uma mentalidade própria e particular em relação à existente na indústria quí-
mica não biológica. 
É também fato conhecido, que até a Segunda Guerra Mundial não s~ dispu-
nha de tecnologias adequadas para a condução de processos fermentativos em 
grande escala e em condições de assepsia, motivo pelo qual não havia a possibili-
dade de se fabricar produtos tais como antibióticos, vitaminas, enzimas, etc. 
Os produtos elaborados por processos fermentativos eram aqueles cuja ge-
ração, no caldo em fermentação, tornassem o meio não adequado para a prolifera-
ção de possíveis contaminantes, determinando, desta forma, uma proteção natural 
ao meio (etanol, acetona, ácidos orgânicos, etc.). 
O grande avanço observado durante a Segunda Guerra Mundial foi exata-
mente o desenvolvimento dessas estratégias que permitiram a condução de pro-
cessos em larga escala em condições de assepsia, em particular a possibilidade 
· de se efetuar a esterilização de grandes volumes de ar, necessário aos processos 
biológicos aeróbios. 
Apenas para se ter uma idéia da importância da: esterilização do ar, imagi-
ne-se a necessidade de fornecer ar esterilizado para um reator de 100 m 3 a uma va-
ffi 
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li. 
I 
64 Esterilização de ar 
zão específica de 0,5 min-1 (ou, como freqüentemente mencionado, 0,5 v.v.m., ou 
seja, volume de ar por volume de meio por minuto). Esse problema, que nada tem 
de extraordinário, sendo mesmo bastante freqüente, pode ser resumido à necessi-
dade de se esterilizar 50 rn 3 ar I rnin. 
Admitindo-se urna contaminação do ar ambiente da ordem de 103 partícu-
las/m3 (vide item seguinte), caso não houvesse a esterilização do ar, introdu-
zir-se-iam no reator 5x104 partículas/min. Lembrando que um processo 
fermentativo pode freqüentemente ocorrer durante 50 ou 100 horas, isto significa-
ria introduzir um total de 3x108 partículas contendo microrganismos, ao longo de 
100 horas de fermentação. 
Esse exemplo torna claro que não se poderá obter sucesso nesse processo, 
caso o acúmulo do produto desejado dependa da ação isolada do microrganismo 
responsável pela síntese deste produto. 
Na verdade, caso se trate de um processo descontínuo de fermentação, os 
instantes mais problemáticos são os instantes iniciais do processo, pois aí se tem 
baixa concentração do microrganismo produtor e alta concentração de substratos, 
o que significa alta potencialidade de contaminação do sistema. Já nos instantes 
mais avançados tem-se uma alta concentração do microrganismo responsável pelo 
processo produtivo e uma baixa concentração de substratos, o que torna o caldo 
em fermentação menos suscetível a contaminações. Isso não significa que se possa 
conduzir o process<;> de forma menos atenta, pois a ocórrência de contaminações 
que produzam substâncias que destruam o produto gerado pode _comprometer o . 
processo, como é o caso de contaminações com células produtoras de proteases 
em um processo de produção de uma dada enzima. 
Claro está que o nível de preocupação com a esterilização do ar depende da 
maior ou menor suscetibilidade do. processo quanto a cúntaminantes. Caso o meio 
de cultivo, ou as condições impostas ao reator (pH, temperatura), sejam extrema-
mente seletivos, os cuidados podem ser atenuados, mas ainda assim a ocorrência 
de contaminações pode interferir negativamente no que se refere à obtenção de al-
tos rendimentos, o que geralmente não compensa a economia que se tenha feito, e 
que não mais permita uma operação asséptica eficiente. 
No presente capítulo pretende-se descrever certas particularidades sobre os 
aerossóis microbianos, indicar formas para se estimar a concentração de microrga-
nismos suspensos no ar, apresentar as formas mais freqüentes e disponíveis para 
se executar a esterilização do ar, sempre com a principal preocupação no forneci-
mento de ar esterilizado para processos fermentativos aeróbios. 
5.2 - Aerossóis microbianos 
As espécies microbianas suspensas no ar atmosférico, assim como sua con-
centração, podem ser extremamente variáveis, dependendo de uma série de fato-
res. Pode-se encontrar microrganismos de maiores dimensões, como bolores 
(fragmentos de hifas) e leveduras, assim como espécies de menores dimensões 
como bactérias ou seus esporos. Esses microrganismos são provenientes do solo, 
ou de plantas, ou ainda de cursos de água, sendo postos ein suspensão pela 
·.' 
Amestradores 65 
movimentação do ar ambiente, sendo os de menores dimensões freqüentemente asso-
ciados a partículas de poeira. 
A simples menção desses fatos já indica que, dependendo do clima de urna 
dada localidade, ou mesmo de um dia para outro em urna mesma localidade, po- , 
dern-se encontrar diferentes concentrações de microrganismos suspensos no ar, 
assim corno distintas espécies de microrganismos suspensos. De fato, ao se efetuar 
a contagem de rnicrorgàni~rnos no ar em um ambiente livre de radiações solares e 
com umidade relativa elevada, muito provavelmente obtêm-se concentrações ele-
vadas de células vegetativas. Ao contrário, urna determinação feita após longa ex-
posição à luz solar forneceria urna contagem preferencial de espécies mais 
resistentes, corno ·os esporos de bactérias. Analogamente, a concentração de mi-
crorganismos suspensos no ar é drasticamente reduzida após um período de chu-
vas e extremamente elevada após. um período de ventos fortes . 
Essas informações permitem refletir sobre o local de onde se deve proceder 
à captação de ar para processo. Esse local de captação não deve ser entendido 
corno aleatório, pois podemos estar captando ar de locais IIJ.Uito contaminados, 
corno seria o caso de se localizar a entrada de ar do sistema de compressão muito 
próxima do solo, ou ainda voltada para locais particulares e sujeitos a um maior 
nível de contaminação. 
No próximo item se buscará descrever