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

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simplesmente num recipiente, normalmente em 
aço inoxidável, com dimensões da ordem de 2 a 3m de altura e 1 a 1,5 m de diâ-
metro, dimensões estas que são variáveis, dependendo da quantidade de lã de vi-
dro que deve acomodar. Na parte inferior conecta-se a tubulação de entrada do ar 
e, na parte·superior, a de saída para o fermentador. 
Entrada 
do ar 
-
Salda de 
condensados . 
Métodos para a esterilização de ar 81 
-Ar 
esterilizado 
Figura 5.8 - Esquema de um filtro tradicional de lã de vidro para a esterilização do ar. 
A camada filtrante ocupa a parte central do recipiente, apresentando dimen-
sões variáveis dependendo de uma série de fatores, tais como vazão de ar e diâ-
metro do recipiente (a eficiênçia de coleta de aerossóis depende da velocidade de 
passagem do ar através do leito filtrante e, portanto, depende da vazão do ar e do 
diâmetro do recipiente), compactação da camada filtrante (massa de fibras novo-
lume de filtração), diâmetro da fibra e eficiência de retenção desejada. 19 Apenas 
para se ter uma idéia a respeito da espessura de um leito filtrante desse tipo, po-
dem-se mencionar alturas da ordem de 1,3 a 1,8 m. 
A camada de lã de vidro é sustentada por uma grade de ferro e comprimida 
por uma segund~_ grade, colocada na parte superior da camada filtrante . Após o 
preenchimento do recipiente com a lã de vidro, coloca-se a tampa que veda perfei-
tamente o sistema. Nessa tampa existem hastes que servem para fixar a grade su-
perior, impedindo que ocorra a movimentação da camada · filtrante, quando 
submetida a elevadas vazões de ar. 
O preenchimento do filtro com a lã de vidro deve ser feito de forma muito 
cuidadosa, procurando-se distribuí-la uniformemente em todo o volume disponí-
vel, buscando evitar a ocorrência de zonas contendo menos fibras, o que propicia-
rá a formação de caminhos preferenciais para a passagem do ar. Obviamente esses 
caminhos preferenciais, com menor perda de carga, poderão comprometer a efi-
ciência do filtro. Nesse sentido, um cuidado todo especial deve ser dedicado à 
zona próxima às paredes do recipiente, local especialmente propício para a forma-
ção destes caminhos preferenciais. · 
Justamente para diminuir a possibilidade de formação de càminhos preferen-
ciais, busca-se trabalhar com camadas filtrantes bastante compactadas e, por isso 
mesmo, de menor espessura (menor altura da camada filtrante) . Ainda, no caso de 
serem necessárias camadas filttantes muito · espessas, pode-se providenciar a colo-
cação de grades intermediárias ao longo da altura do leito filtrante . 
.....____ - ·- ·· -- -·- ·· --·. - - · ~---------- - ·--···------------------------------ ----·------------.... 
I 
..L 
82 EsterilizaÇão de ar 
A fim de evitar o deslocamento de fibras, há a possibilidade do uso de lã de 
vidro embebida em resinas e cornpactada em mantas de pequena espessura (por 
exemplo, mantas de cerca de 0,5 em de espessura). O emprego dessas mantas tor-
na o leito filtrante bem menos espesso, em virtude da maior compactação, obten-
do-se urna camada filtrante bem mais regular. 
Essas mantas são colocadas em recipientes corno o esquematizado na Figura 
5.8, se bem que de menores dimensões, sendo também comprimidas corno no caso 
anterior. Para evitar o problema da zona periférica, existem sistemas de vedação 
através de flanges, de forma a impedir a passagem do ar. 
Quando se trabalha com filtros de lã de vidro, sempre se busca fazer com 
que o ar passe através da camada filtrante a urna temperatura superior à ambien-
te, de forma a manter a camada aquecida e evitar a condensação de umidade. Sa-
be-se que urna camada fibrosa umedecida apresenta urna menor eficiência de 
retenção de aerossóis, provavelmente em virtude de urna menor contribuição do 
rnecani~rno de retenção devido à atração eletrostática (cargas elétricas distintas 
entre aerossóis e as fibras, causando atração que contribui para o choque das par-
tículas contra as fibras e sua retenção). 
Por esse motivo, o ar aquecido pela compressão normalmente é resfriado de 
forma a passar pelo leito filtrante a 40 ou 50°C. Alternativamente pode existir na 
parte inferior do recipiente, que contém o leito filtrante, um conjunto de resistores 
elétricos, com a finalidade de aquecer o ar. Esses resistores podem também ser 
empregados para a esterilização do filtro por calor seco, empregando-se, para esta 
finalidade, temperaturas da ordem de 180 a 200°C durante 2 horas. 
Corno seria de se esperar, antes de iniciar o fornecimento de ar para o reator, 
o filtro deve ser submetido a urna esterilização, a fim de evitar que microrganis-
mos aderidos às fibras possam ser arrastados para o tanque. 
Apesar de existir a possibilidade de executar essa esterilização por calor 
seco, conforme mencionado acima, o que evita o umedecimento das fibras, na 
maioria das instalações esta operação é executada através de vapor saturado, 
empregando-se vapor a urna pressão efetiva de 1 kg* I cm2 durante 2 h, ou vapor 
a 3 kg* I cm2 durante 1 h. Nesse caso~ fecha-se a comunicação entre o filtro e o re-
ator e o registro de entrada do ar, introduzindo-se o vapor pela parte superior do 
recipiente (vide Fig. 5.8), deixando-se o registro de saída de condensados inicial-
mente aberto. Após a completa expulsão do ar, operação esta de fundamental 
importância para o sucesso da esterilização, fecha-se esse último registro, permi-
tindo que as condições mencionadas sejam atingidas. 
Terminada a esterilização, passa'-se ar aquecido através da camada filtrante, 
a fim de secar completamente b leito fibroso, obtendo-se desta forma o filtro erri 
condições de operação. 
A esterilização pelo vapor pode causar urna certa contração do leito filtran-
te; especialmente no caso de filtros cjue tenham sido pouco cornpactados. Para 
esse caso, antes de iniciar o fornecimento de ar estéril para o processo, convém 
proceder-se à abertura do recipiente e observação da camada, cornpletando.;se 
com quantidade adicional de lã de vidro, caso seja necessário. Obviamente o filtro 
deve ser submetido a urna nova esterilização. · 
Métodos para a esterilização de ar 83 
Além desse problema, existem outros associados ao uso de vapor. Normal-
mente o filtro deve ser esterilizado ao final de cada processo fermentativo, de for-
ma a se iniciar o processo seguinte em perfeitas condições de segurança. Com isso 
os filtros são esterilizados com muita freqüência (da ordem de uma vez por sema-
na), ocorrendo uma deterioração da lã de vidro, a qual vai se tornando opaca e 
quebradiça, havendo um nítido aumento da perda de carga e diminuição da efi-
ciência de coleta da camaida filtrante (formação de canais preferenciais). Esses fa-
tos também ocorrem com as fibras impregnadas com resinas. 
A ocorrência de fibras quebradiças causa também o arraste de pequenos pe-
daços de fibras, juntamente com a corrente de ar. A perda de eficiência, o aumento 
da perda de carga e esse arraste, obrigam a se providenciar a troca completa da ca-
mada filtrante após algum tempo de operação. Esse tempo depende das condições 
de utilização do filtro, mas pode-se citar, como intervalo razoável, a troca do leito 
filtrante a cada 4 meses, quando se executa uma esterilização do filtro por semana. 
Essa operação de troca do material filtrante é sempre complicada na indús-
tria, pois, como se deve contar com um filtro para cada reator e freqüentemente 
dispõe-se de vários reatores, se estará manuseando lã de vidro com muita fre-
qüência, o que não é apreciado pelos operários incumbidos desta tarefa, aumen-
tando as possibilidades de uma operação não adequada, o que coloca em risco a 
condução asséptica do processo. 
Todos esses problemas permitiram o surgimento de filtros mais adequados, 
no caso os filtros de membranas poliméricas~porosas, que serão abordados no item 
seguinte. Tais filtros encontram hoje grande aplicação,