Aula7 Esterilizaçao22107

Prévia do material em texto

Aula 7: Princípios 
de Esterilização
PROF. TALITA CARMO
Em um processo fermentativo são três os pontos de 
esterilização necessários:
1) Equipamento
2) Meio de Cultura
3) Ar
Esterilização do Equipamento
Esterilização:
Processo físico ou químico que destrói ou inativa TODAS as formas de vida
presentes em um determinado material.
A esterilização de equipamentos é feita pela aplicação de métodos físicos
(calor seco, calor úmido, radiação ultravioleta, radiação com partículas ionizantes
(gama) e ultrassom) e químicos (limpeza de equipamentos com líquidos ou gases
que matam microrganismos ou danificam irreversivelmente sua capacidade
reprodutiva (hipoclorito, fenóis, formaldeído, óxido de etileno, ozônio, dióxido de
enxofre).
Os métodos de esterilização agem destruindo ou comprometendo
estruturas microbianas, como paredes celulares, ácidos nucléicos ou
inativando enzimas, proteínas, etc.
� Reatores bioquímicos e tubulações são, geralmente, esterilizados pela
aplicação de calor úmido (vapor saturado).
� Equipamentos destinados ao processamento de produtos de fermentação
(bomba, filtros, centrífugas, misturadores, separadores, colunas
cromatográficas, homogeneizadores, etc.) são esterilizados preferencialmente
por calor úmido.
�Material de laboratório utilizado no processo é esterilizado por vapor úmido
(autoclave), seco (fornos) e por radiação ultravioleta.
� Embalagens são em geral esterilizadas por radiação gama, calor úmido ou
por lavagem com produtos químicos apropriados.
EsterilizaçãoEsterilizaçãoEsterilizaçãoEsterilização emememembateladabateladabateladabatelada ---- VaporVaporVaporVapor
Utiliza vapor ou aquecimento direto para aumentar a temperatura. De um 
modo geral o sistema de resfriamento do equipamento é utilizado após para 
alcançar a temperatura desejada de fermentação. 
PrincipaisPrincipaisPrincipaisPrincipais DesvantagensDesvantagensDesvantagensDesvantagens::::
* Possíveis alterações na composição do meio de cultivo;
* Elevados consumos de vapor, água e energia;
* Possível corrosão;
* Aumento de tempo “não produtivo” do fermentador.
ReaçãoReaçãoReaçãoReação de de de de MaillardMaillardMaillardMaillard
Reação entre aminoácidos e açúcar redutor em elevadas temperaturas (140-
165oC). 
CinéticaCinéticaCinéticaCinética de de de de destruiçãodestruiçãodestruiçãodestruição térmicatérmicatérmicatérmica de de de de microrganismosmicrorganismosmicrorganismosmicrorganismos
Velocidade de destruição térmica de Velocidade de destruição térmica de Velocidade de destruição térmica de Velocidade de destruição térmica de microrganimosmicrorganimosmicrorganimosmicrorganimos
Fatores:
1. Microrganismo
2. Meio de cultivo
3. Temperatura
Como vocês imaginam a cinética de destruição de um microrganismo?
dN = -k. N
dT
lnN= lnN0 – K.Δt
Tempo de Tempo de Tempo de Tempo de reduçãoreduçãoreduçãoredução decimal (D)decimal (D)decimal (D)decimal (D)
Tempo necessário para reduzir o número de microrganismos a 1/10 do
valor inicial, ou seja, tempo necessário para destruir 90% dos
microrganismos vivos existentes.
Substituindo na equação: lnN= lnN0 – K.Δt
Dificuldades na implementação desta equação
* Meios de cultivo não apresentam um único tipo de microganismo a ser
eliminado. 
* Microrganismo referência- Bacillus stearothermophilus.
* A constante k depende do meio de cultivo e temperatura utilizada. 
* Formação de aglomerados celulares ou biofilmes.
* Própria definição de esterilização.
Correlação de k e temperatura
Equação de Arrhenius
k= A.exp(-α/RT)
onde,
A= constante empírica
R= constante universal dos gases
T= temperatura absoluta
α= energia aparente de ativação da destruição térmica
Influência da temperatura (T) na constante de destruição térmica (k)
Destruição de nutrientes do meio em consequência da esterilização
Quanto maior for a temperatura de esterilização, menor é a destruição
nutrientes existentes e, consequentemente, melhor a performance de
fermentação.
Componente do meio Energia de ativação
(Kcal/mol)
Vitamina C 23,1
Ácido Fólico 16,8
Vitamina B12 23,1
Vitamina A 14,6
Vitamina B1 26,0
Pasteurização:
A pasteurização reside basicamente no fato de se aquecer o alimento
a determinada temperatura, e por determinado tempo, de forma a eliminar os
microrganismos presentes no alimento. Posteriormente estes produtos são
selados hermeticamente por questões de segurança, evitando assim uma nova
contaminação.
Obs.: Aumento da vida de prateleira do alimento, reduzindo as taxas de
alterações microbiológicas e enzimáticas.
Existem três tipos de pasteurização:
Pasteurização lenta: na qual utilizamos temperaturas menores durante
maior intervalo de tempo. Este tipo é melhor para pequenas quantidades de
leite, por exemplo o leite de cabra. A temperatura utilizada é de 65º C durante
trinta minutos.
Pasteurização rápida: na qual utilizamos altas temperaturas durante curtos
intervalos de tempo. É mais utilizada para leite de saquinho, do tipo A, B e C. A
temperatura utilizada é de 75˚C durante 15 a 20s. Freqüentemente
encontramos este tipo de pasteurização com a denominação HTST (High
Temperature and Short Time), alta temperatura e curto tempo.
Pasteurização muito rápida: na qual as temperaturas utilizadas vão de 130˚C
a 150˚C, durante três a cinco segundos, este tipo é mais conhecido como UHT
(Ultra High Temperature) ou longa vida.
Pasteurização:
A pasteurização é fundamental no processamento de: 
- Alimento infantil à base de maçã e banana
- Antepasto de Berinjela
- Catchup
- Cerveja
- Cogumelo em conserva
- Molho de pimenta
- Suco de laranja
- Suco de Laranja Concentrado
- Vinagre de maçã
- Geléia de pimentão
Desinfecção:
É um processo menos rigoroso de eliminação de microrganismos,
envolvendo o uso de um agente químico (desinfetante ou germicida),
geralmente líquido e à temperatura ambiente ou moderada.
* Não tem ação esterilizante, mas garante a assepsia adequada.
Agentes esterilizantes podem ser classificados como agentes físicos ou
químicos. Podem induzir, por diferentes mecanismos, a formação de
substâncias químicas letais no interior das células e/ou alterações em
moléculas essenciais para a manutenção e sobrevivência celular, levando à
morte do microrganismo.
Termo Significado 
Esterilização Remoção de todas as formas de vida de um objeto ou material. 
Desinfecção Remoção ou destruição dos organismos vivos capazes de promover 
desinfecção. 
Desinfectante 
ou germicida 
Agente químico capaz de promover desinfecção. 
Antisséptico Agente químico aplicável em pessoas ou animais, com capacidade de 
eliminar microrganismos patogênicos. 
Assepsia Remoção de microrganismos patogênicos ou indesejados. 
Pasteurização Tratamento térmico (geralmente 62º C por 30 min, seguido de 
resfriamento brusco) para redução drástica no número de 
microrganismos - presentes em alimentos, normalmente leite, seus 
derivados, e bebidas enlatadas ou engarrafadas. 
Tindalização Processo de esterilização capaz de eliminar esporos altamente 
resistentes ao calor. Consiste em manter o material a 100º C por 
vários minutos, resfriá-lo a temperatura ambiente e incubá-lo por 
cerca de 24h. O procedimento é repetido por várias vezes. Durante a 
incubação, os esporos passam à forma vegetativa, onde são 
susceptíveis à destruição durante o aquecimento seguinte. 
Biocidas Agentes capazes de causar a morte de microrganismos. 
Biostáticos Agentes capazes de impedir a reprodução de microrganismos, sem 
necessariamente matá-los. 
 
Calor úmido
A temperatura elevada, associada ao alto grau de umidade, representa
um dos métodos mais efetivos para destruição dos microrganismos.
Como?
Desnaturação irreversível de suas proteínas,destruindo elementos
essenciais para a sobrevivência e multiplicação celular, como enzimas e
membranas celulares. Carboidratos também sofrem alterações, sendo muitas
vezes caramelizados e gerando produtos tóxicos.
Calor seco 
Destrói os microrganismos através da oxidação de seus constituintes
químicos. É muito mais lenta e menos eficaz que por calor úmido.
Irradiação por luz ultravioleta (UV)
A radiação UV é absorvida de modo mais significativo pelos ácidos
nucléicos e o seu efeito letal é proporcional à dose de radiação aplicada. A
região do espectro de UV com ação esterilizante é de 220 a 300nm, muitas
vezes chamada de região “abiótica”.
Radiação ionizante 
As radiações ionizantes eletromagnéticas são principalmente alfa, beta,
raios X, raios catódicos, além de prótons, nêutrons, elétrons de alta energia. A
morte celular resulta da formação da cadeia de ionização numa porção significativa
do DNA.
Óxido de etileno
Éter cíclico que mata as células, agindo como alquilante. Ação:
substituição de um átomo de hidrogênio de grupos funcionais de proteínas, ácidos
nucléicos e outras moléculas (carboxila livre, amino ou sulfidrila) pela molécula de
EtO aberta.
Glutaraldeído
Age na superfície das células, onde ocorrem interações glutaraldeído-
proteínas, gerando diversos produtos. Esta interação aumenta com a elevação do
pH, mas os produtos formados são estáveis à hidrólise ácida.
ESTERILIZAÇÃO POR AGENTES FÍSICOS:
1) ESTERILIZAÇÃO POR CALOR ÚMIDO
Calor úmido = vapor de água saturado
Usos:
- Esterilização de reatores vazios;
- Esterilização de reatores com meio de cultura (esterilização descontínua).
- Reatores com esterilização programável.
- Esterilização em autoclaves. 
Esterilização DescontínuaEsterilização DescontínuaEsterilização DescontínuaEsterilização Descontínua
Feita em 3 etapas:
◦ Circulação de vapor pela serpentina ou camisa até que a temperatura do
meio de cultura seja maior que 96 °C.
◦ Injeção de vapor diretamente no meio de cultura até que este atinja 100 °C.
O reator é completamente fechado e a injeção de vapor continua até que a
temperatura e pressão internas sejam adequadas (121 °C e 1atm).
◦ O resfriamento é feito pela circulação de água fria na serpentina ou camisa.
Quando a temperatura atingir a marca dos 100 °C, deve-se injetar ar
esterilizado no tanque para evitar a formação de vácuo pela condensação de
vapor presente.
Tempo de esterilização: é função das condições do próprio reator e do
processo.
Esterilização em autoclaves:
Utilizada para reatores de pequeno porte (até 30 L), vidrarias e outros
materiais, incluindo meio de cultura.
As autoclaves apresentam modelos verticais e horizontais. O aquecimento
da água para geração de vapor pode ser elétrico ou a gás. Ainda pode ser gerado
por uma caldeira externa e enviado para a autoclave.
Exemplos de AUTOCLAVES
Modelos de biorreatores com serpentina, jaqueta e camisa para o sistema de 
aquecimento / resfriamento
Jaqueta
Camisa
Serpentina interna
Serpentina interna
Serpentina interna
Reatores com esterilização programável (SIP):
Equipamentos mais sofisticados, completamente automatizados,
tem a função de esterilização incorporada em seu software de controle. Em
geral, pode-se escolher o tempo e a temperatura de esterilização.
A auto-esterilização pode ser realizada com injeção de vapor, do
mesmo modo como descrito anteriormente.
A injeção direta de vapor pode, em alguns casos, provocar a
formação de espuma em grande quantidade. Se o problema for crítico, a
esterilização deve ser realizada através da camisa ou serpentina.
2) ESTERILIZAÇÃO POR CALOR SECO
Empregada a vidrarias, metais e sólidos resistentes ao calor; realizada
em fornos ou estufas que atingem temperaturas superiores à 150º C. O tempo
de exposição é maior (3 a 4h), porque a transferência de calor é mais lenta.
3) ESTERILIZAÇÃO POR RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA
Utilizada para esterilizar materiais sólidos, como vidrarias,
utensílios metálicos, embalagens. A fonte de ultravioleta é normalmente
uma lâmpada emissora de radiação. A emissão diminui com o tempo,
exigindo um controle sobre o tempo de vida útil dessas lâmpadas.
Apenas a superfície do material exposto e o ar ao redor são
esterilizados.
4) ESTERILIZAÇÃO POR RADIAÇÃO GAMA
Produzida por Cobalto 60 ou Césio 137 e tem poder de penetração 
extremamente alto. 
Dada a complexidade do método, apenas materiais como vidrarias, 
metais e materiais sólidos como pós, solo, alimentos, sementes, embalagens 
são submetidos a este processo.
Interior da câmara de irradiação: mesas giratórias para
posicionamento dos produtos a serem irradiados e protetor
da fonte de Cobalto 60.
Sala de Operação do Laboratório de
Radiação Gama.
Centro de desenvolvimento da energia nuclear – UFMG – Belo Horizonte - Laboratório de
radiação gama
Café tratado por processo de
irradiação visando desinfestação.
Frutas e legumes tratados por
processo de irradiação.
Irradiação de Livros e papel para
conservação e desinfestação.
Esterilização de Produtos Médico-Farmacêuticos.
Esterilização e desinfecção por agentes químicos 
GERMICIDAS QUÍMICOS: Utilizados quando equipamentos de
operação unitários ou componentes de uma instalação industrial não admitem
esterilização pelo vapor de água saturado.
Necessidade de tempos maiores de contato para produzir o efeito
desejado.
A capacidade sanitizante está fortemente relacionada às
propriedades físicas do material a ser tratado:
- material plástico ou metálico;
- superfície lisa ou rugosa;
- porosidade do material;
- ausência ou presença de locais de difícil acesso.
Características químicas do ambiente: pH, presença de matéria
orgânica contaminante, formação de filmes e depósitos no material, dureza
da água utilizada na diluição do princípio ativo, presença de resíduos de
sabão.
Exemplos:
* Germicidas de nível intermediário: soluções hidroalcoólicas 70 a 90% de
etanol ou isopropanol, compostos clorados com cerca de 500 a 5000 ppm de
cloro livre, solução aquosa de peróxido de hidrogênio3 a 6%, algumas
preparações fenólicas.
* Germicidas de nível baixo: capazes de destruir as formas vegetativas de
bactérias, a maioria dos fungos, assim como vírus que contém lipídios em sua
composição. Exemplo: compostos quaternários de amônio à concentração de
0,1 a 0,2%.
AntissépticoAntissépticoAntissépticoAntisséptico
Agente químico capaz de eliminar microrganismos patogênicos.
AssepsiaAssepsiaAssepsiaAssepsia
Remoção de microrganismos indesejados
BacteriostáticoBacteriostáticoBacteriostáticoBacteriostático
Agente que inibe o crescimento bacteriano.
1. Bacteriostático
2. Bactericida
3. Bacteriolítico
Tempo
No de células totais
Células viáveis
DiferentesDiferentesDiferentesDiferentes agentesagentesagentesagentes antimicrobianosantimicrobianosantimicrobianosantimicrobianos
Etapas de desinfecção/esterilização de equipamentos:
1) Desmontagem do equipamento (se for o caso);
2) Limpeza dos componentes, procedendo-se à remoção de todo tipo de
resíduos de meio de cultura, biomassa e produtos, fazendo uso de
detergentes, se necessário;
3) Lavagem dos componentes com água com baixo teor de dureza para
remoção dos detergentes utilizados;
4) Montagem do equipamento e introdução da solução aquosa do germicida,
propiciando o tempo de exposição preestabelecido para a ação germicida
requerida;
5) Drenagem da solução germicida do sistema;
6) Remoção dos resíduos do germicida através de circulação cuidadosa de
água ou outro fluido estéril.
Agentes Gasosos
Rara utilização. A assepsia de salas e laboratórios é comumente 
realizada com vapores de formaldeído.
Agentes de esterilização: 
-óxido de etileno: itens hospitalares, artigos plásticosde laboratório;
-óxido de propileno: alimentos;
-formaldeído e betapropiolactona: desinfecção de câmaras, salas e ambientes. 
Esterilização de Meios de Cultura por Aquecimento com Vapor
Esterilização de meios de cultura
Os meios de cultura devem ser esterilizados para que todos os
contaminantes (microrganismos estranhos) que estão presentes no ar, água,
equipamento, vidraria, e no próprio meio de cultura sólido sejam retirados para
não consumirem o meio de cultivo, competindo assim com os microrganismos
responsáveis pela fermentação desejada.
1) Processo descontínuo – processo de batelada
2) Processo contínuo
Na esterilização descontínua distinguem-se três fases:
a) Aquecimento: eleva a temperatura inicial do meio (T de preparo) até a
temperatura de esterilização (geralmente 121°C);
b) Esterilização: temperatura na qual é mantida constante durante o intervalo
de tempo da esterilização;
c) Resfriamento: realizado com o auxílio da serpentina ou camisa, passando-se
água fria, até a temperatura atingir a temperatura de fermentação.
A rigor, a destruição dos microrganismos não se dá somente na fase de
esterilização. Durante o aquecimento e resfriamento, enquanto a temperatura
for superior a temperatura mínima letal (80 a 100°C), também ocorre
destruição dos microrganismos.
Representação esquemática da
variação de temperatura do
meio durante sua esterilização
por processo descontínuo.
Vantagem:
� Esterilização do meio de cultura e do fermentador simultaneamente,
diminuindo os riscos de contaminação nas operações de transferência do
meio para a dorna.
Desvantagens:
�Manutenção do meio em temperaturas relativamente altas (acima de
100°C) por períodos longos (horas);
� Elevados consumos de vapor e de água: consequentes da eficiência baixa
do sistema de troca de calor;
� Problemas de corrosão;
� tempo ‘não produtivo’ muito elevado: no período de esterilização, o
fermentador é utilizado como um tanque de esterilização, sem produção.
Contínuo
O meio de cultura é esterilizado antes de entrar no fermentador através
do sistema mostrado abaixo:
Preaquecimento: 
utilizado como 
fluido de 
resfriamento
Trocador de calor
de placas ou de
tubos.
Mistura do meio com o vapor: atinge a T de esterilização
Tubo de espera: termicamente
isolado dimensionado de modo
que o tempo de espera seja igual
ao tempo de esterilização.
Trocador de calor onde a T é
reduzida até a T de fermentação.
Fermentador
Vapor
Vapor
Água fria
Meio
Esterilizado
Tanque
de mistura bomba
Coluna
De
esterilização
Tanque
de
manutenção
Encanamento
De resfriamento
FluxoFluxoFluxoFluxo de de de de EsterilizaçãoEsterilizaçãoEsterilizaçãoEsterilização ContínuaContínuaContínuaContínua
VantagensVantagensVantagensVantagens::::
* Tempo do mosto em alta temperatura é menor do que na esterilização em
batelada;
* Redução na contaminação metálica uma vez que a tubulação utilizada é fina
e ligas especiais podem ser usadas;
* No caso de mosto de alta viscosidade não há necessidade da utlização de 
agitadores;
* Economia de vapor e água;
* Pode ser associada a processos de sacarificação.
Principal Principal Principal Principal desvantagemdesvantagemdesvantagemdesvantagem::::
* Insuficiente para esterilização de meios de cultivo com presença de
partículas sólidas.
Representação esquemática da variação de temperatura do meio
durante sua esterilização por processo contínuo.
Neste caso, a destruição dos microrganismos durante o aquecimento
e resfriamento pode ser desprezada.
Contínuo X Descontínuo
O processo contínuo de esterilização do meio de cultura apresenta
algumas vantagens com relação ao processo descontínuo, a saber:
�Menor destruição de nutrientes do meio de cultura: por trabalhar com T
mais elevadas e por ser um processo mais rápido tanto no aquecimento como
no resfriamento, o tempo de permanência do meio em T elevada é
relativamente pequeno (10 a 15 min). As fermentações que utilizam
esterilização do meio de cultura por processo contínuo apresentam maior
rendimento do que as realizadas com meio esterilizado por processo
descontínuo.
� Evita contaminação metálica do meio de cultura com a parede do tubo: tubo de
espera com dimensões pequenas.
� Dispensa a utilização de motores de potência elevada para acionamento dos
agitadores, como no processo descontínuo: especialmente quando o meio é
viscoso ou de alta densidade.
� Economia de vapor, e de água de resfriamento, em relação ao processo
descontínuo.
� Os esterilizadores contínuos podem também serem utilizados nos processos de
cozimento e sacarificação de matérias-primas amiláceas.
FiltraçãoFiltraçãoFiltraçãoFiltração
Utilizada quando o meio de cultivo não pode ser
submetido a altas temperaturas.
Esterilização de Ar
Esterilização de Ar
As espécies microbianas suspensas no ar
atmosférico, assim como sua
concentração, podem ser extremamente
variáveis. Esses microrganismos são
provenientes de:
� solo: ventos
� água: gotas d’água que se desprendem
da superfície
� irrigação com efluentes de esgoto
� colheitas
� abatedouros
� criação de animais
� depósitos de resíduos
Principais tipos de microrganismos encontrados no ar:
- Esporos de fungos constituem a maioria.
ex. Cladosporium, Aspergillus
- Bactérias esporulantes (endósporos)
Podem atingir grandes altitudes, até 5000 m, e distâncias intercontinentais.
Métodos para a esterilização de ar
Aquecimento Radiações Filtração
Impactador de fenda ou orifício
Amostragem de bioaerossóis
Amostragem global 
(viáveis e não viáveis) Amostragem deorganismos viáveis
Impactação sobre
lâmina de vidro
Contagem direta
de esporos
Amostragem de bioaerossóis
Amostragem global 
(viáveis e não viáveis) Amostragem deorganismos viáveis
Impactação sobre
lâmina de vidro Amostragem ativa
(impactação)
Amostragem passiva
(sedimentação)
Contagem direta
de esporos
Meio de cultura
Sólido
Meio de cultura
Líquido
Tipo Impinger
Amostragem de bioaerossóis
Amostragem global 
(viáveis e não viáveis) Amostragem deorganismos viáveis
Impactação sobre
lâmina de vidro Amostragem ativa
(impactação)
Amostragem passiva
(sedimentação)
Contagem direta
de esporos
Meio de cultura
Sólido
Meio de cultura
Líquido
Tipo ImpingerAmostrador de Fenda
Amostrador de Andersen
Amostrador de Andersen
Amostragem de microrganismos do Ar:
Tanto a amostragem por fenda como
por peneira pode ser feita em
cascata.
Pode-se utilizar diferentes meios de cultura
A remoção de microrganismos do ar utilizando filtros fibrosos
pode acontecer pelos seguintesmecanismos:
* Impacto de inércia
* Intercepção
* Difusão
* Atração eletrostática
–Size exclusion
Removal mechanisms
– Diffusional
Interception
– Electrostatic
Attraction
– Inertial impaction
Há a necessidade de realizar um pré-tratamento do ar:
Deixa o ar mais limpo;
Funciona com um sistema para retirar partículas sólidas do ar;
“Coarse filter”
1.Coarse filter 5. Separador
2. Compressor de ar (120∼∼∼∼150℃℃℃℃) 7. Coletor de umidade
3. Tanque de recuperação 8. Aquecedor (30∼∼∼∼35℃℃℃℃) 
4 e 6.Resfriador (20∼∼∼∼25℃℃℃℃) 9. Filtro
Processo de filtração de ar
Separador em ciclone
Eliminador de vapor “wire mesh demister”
180M180M180M180M3 3 3 3 FermentadoresFermentadoresFermentadoresFermentadores
Compressor de ar
Contaminantes em compressores de ar:
- Pó atmosférico, fumaça, vapor de água, microrganismos;
- Óleo originado do próprio compressor;
- Contaminantes sólidos originados do próprio sistema.
Filtros de ar em uma plantade fermentação
Esterilização por radiação
Teoricamente muitas radiações podem ser utilizadas para esterilizar o ar,
entretanto apenas as radiações ultravioleta encontram aplicação prática.
Baixo poder de 
penetração
Longos períodos de 
exposição
Inviabilidade do processo
As radiações ultravioletas são utilizadas no interior de salas ou câmaras
para esterilização do ar circundante e de mesas, uma vez que o ar introduzido
nestes locais é previamente esterilizado por filtração.
Esterilização por Filtração
A esterilização do ar por filtração é a solução mais adequada para a
obtenção de altas vazões de ar esterilizado, em virtude dos baixos custos
envolvidos e de filtros bastante confiáveis. Por esses motivos a filtração é utilizada
em praticamente todas as instalações industriais.
Filtros de materiais fibrosos: filtros de lã de vidro
* Poros ou interstícios entre as fibras (por onde passa o ar) são de
dimensões maiores do que o diâmetro das fibras – fibras com diâmetro de 3 µm a
19 µm.
* Operação de filtração em profundidade, pois as partículas são retidas ao
longo de toda altura da camada filtrante.
* Retenção dos microrganismos por impacto direto e retenção mecânica.
Filtração em profundidade
Esquema de um filtro tradicional de lã de vidro para a esterilização de ar.
Recipiente em aço inoxidável, com dimensões na ordem de 2 a
3 m de altura e 1 a 1,5 m de diâmetro.
: O ar que passa através da camada filtrante deve ter a T superior (40 a 50°C)
a T ambiente para evitar condensação de umidade.
Lã de vidro
Vapor utilizado para a
esterilização do filtro
antes de iniciar o
fornecimento de ar
para o fermentador.
Após o filtro é seco
com ar aquecido.
Filtros de Membranas
Filtros de membranas microporosas, elaborados com material polimérico,
por exemplo politetrafluoretileno (PTFE – teflon).
Poros de dimensões menores do que os microrganismos a serem retidos
(0,2 µm, 0,22 µm ou 0,45 µm).
Retenção dos microrganismos por impacto direto na superfície do
elemento filtrante.
Filtros hidrofóbicos: sem água na superfície do filtro diminui o
crescimento microbiano, diminuindo a possibilidade de enviar ar contaminado
para o biorreator.
Filtros HEPA (High Efficiency Particulate Air)
* São empregados para a filtração do ar em câmaras de fluxo laminar de
segurança biológica ou em “salas limpas”.
* Permitem a retenção de pelo menos 99,97% das células e esporos
microbianos ou outras partículas presentes no ar.
* Removem partículas com diâmetro médio de 0,3 µm a 0,5 µm.
* São montados com vários elementos filtrantes separados por folhas de
alumínio, obtendo-se grande área para a passagem do ar e a utilização de
ventiladores ao invés de compressores de ar, devido a baixa perda de pressão
através do leito filtrante.