ed processos cinetica de esterilização

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Processos Bioquímicos e Microbiológicos Industriais
Exercícios 1: Cinética de esterilização
Júlia Stephania dos Reis
Observe o gráfico C abaixo, em que cada equação se refere à relação entre a taxa específica de morte (k) de uma espécie de microorganismo encontrada em um meio de cultivo específico submetido ao tratamento térmico por calor úmido e a temperatura (T) (Gráfico de Arrhenius). Considerando que: Constante dos gases perfeitos R = 8,31 Equação ajustada 1: ln K = (- 3,2/T + 4,6) Equação ajustada 2: ln K = (-1,2/T + 2,2), Calcule o valor adimensional da energia de ativação (E) de cada um dos processos de esterilização representados pelas equações 1 e 2.
Resposta: ln k = lnA− E/RT
Equação ajustada 1: ln K = (- 3,2/T + 4,6)
lnA− E/RT= −3,2/T+4,6
E/RT= 3,2/T
E/R=3,2
E/8,31=3,2
E=26,592
Equação ajustada 2: ln K = (-1,2/T + 2,2)
lnA− E/RT= −1,2/T+2,2
E/RT= 1,2/T
E/R=1,2
E/8,31=1,2
E=9,972
O valor de k para B. stearothermophilus, a 121oC, é igual a 1,535 min-1 . Considerando as exigências a seguir, calcule o tempo necessário para a esterilização dos meios A e B. 
Meio A: é necessário que, a cada 1.000 operações, no máximo 3 apresente uma célula viável.
Meio B: é necessário que, a cada 1.000.000 operações, no máximo 1 apresente uma célula viável. 
Dados: No = 2x10^9 cel/L; V = 2.
Resposta:
k = 1,535 min-1, para B. stearothermophilus, a 121oC
Dados: No = 2x10^9 cel/L; V = 2L, logo No = 4x10^9 cel
Meio A
P=3 /1000= 3 x 10^−3
t= 1/k.ln No/P
t= 1/1,535.ln 4x109/3x10^−3
t= 0,6515 .14,10
t= 9,188 min
Meio B
P=1/ 1.000.000=1 x 10^−6
t= 1/k.ln No/P
t= 1/1,535.ln 4x10^9/1x10−6
t= 0,6515 .4x10^15
t= 2,606x1015 min
A fermenter containing 40 m3 of medium (25°C) is going to be sterilized by the direct injection of saturated steam. The typical bacterial count of the medium is about 5 x 1012 m-3 , which needs to be reduced to such an extent that the chance for a contaminant surviving the sterilization is 1 in 1,000. Calculate the Del Factor.
Resposta: V = 40m3 de meio a 25oC
No = 5x10^12cel/m3 = 5x10^12.40 = 2x10^14 células
P = 1/1000 = 1x10^-3
Df =ln(No/Nt)
Df =ln(2x10^14/1x10^−3)
Df =ln2x10^11
Df=26,02
Media is to be batch sterilized in a 100 liter fermenter before it is used to grow microorganisms. Using 0.001 as the probability of an unsuccessful sterilization, compute the time required for sterilization at 121⁰, 125⁰, 130⁰C, and 135⁰C. Ignore heat up and cool down. Data are below are for bacillus stearothermophilus spores which is the standard data used in the absence other microbe specific data. (put boxes around your answers).
For Spores present in the media: 
Spore concentration: 1 X 106 spores/liter 
E = 67.7 kcal/mol 
A = 1 x 1036.2 min-1
Resposta: 
Df =ln(No/Nt)
Df =ln(1x10 ^8 /0,001)
Df=ln1x10^11
Df=25,33
lnt= E/RT+ln Df/A
T = 121oC
lnt= 67,7/8,31 x 121 + ln 25,33/1 x 1036,2
lnt= 0,06733 − 80,12
lnt= −80,053
t= e ^−80,053
t=1,7122 x 10^−35 min
T = 125oC
lnt= 67,7/8,31 x 125 + ln 25,33/1 x 1036,2
lnt= 0,06517 − 80,12
lnt= −80,055
t= e ^−80,055
t=1,7086 x 10^−35 min
T = 130oC
lnt= 67,7/8,31 x 130 + ln 25,33/1 x 1036,2
lnt= 0,06267 − 80,12
lnt= −80,057
t= e ^−80,057
t=1,7043 x 10 ^−35 min
T = 135oC
lnt= 67,7/8,31 x 135 + ln 25,33/1 x 1036,2
lnt= 0,06035 − 80,12
lnt= −80,060
t= e ^−80,060
t=1,7003 x 10 ^−35 min