Biotecnologia Industrial - Vol 2 - Willibaldo Schmidell

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DisciplinaEngenharia Química693 materiais1.720 seguidores
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Normalmente, com a finalidade de aumentar a vida útil do filtro, suge-
re-se a instalação de pré-filtros, construídos com materiais mais grosseiros e de 
baixo custo, a fim de retirar do ar partículas de poeira de maiores dimensões . 
...___ _____ -- ---~-·-···---- - --~--,--. ----~-~----·--·--- - - ---· - - ···- ·· 
86 Esterilização de ar 
Perda de carga (mbar) 
600 r-------~~~------~----------------. 
500 
400 
300 
200 
100 
50 1 00 150 200 250 300 350 400 
Vazao de ar (Nm %> 
Figura 5.1 O - Perda de carga em função da vazão de ar (expressa em metros cúbicos de ar, nas condições normais, 
por hora), para filtro tipo cartucho de I O", da Millipore Co. 2 
400 Perda de carga (mbar) 
300 
200 
100 
o 
o tO O 200 300 400 500 600 700 800 
Vaza o de ar (Nm %> 
Figura 5.11 - Perda de carga em função da vazão de ar, para fiH:ro tipo cartucho de 40" de comprimento, da Millipo-
re~.n o 
Como se pode observar, deve-se prever a entrada de vapor a fim de esterili-
zar o filtro, devendo este vapor ser devidamente filtrado, para evitar o acúmulo 
de sólidos na superfíCie do elemento filtrante. Nos instantes iniciais, a válvula de 
dreno do recipiente que contém o filtro (detalhe 1 na Fig. 5.12), deve ser mantida 
aberta para a expulsão do ar, para que se possa atingir a temperatura adequada de 
esterilizaÇão. Também, após a esterilização, passa-se ar peio sistema, permitindo 
que este ar saia pelo dreno de linha (detalhe 2 na Fig. 5.12), a fim de drenar a água 
que tenha ficado retida. Finalmente, pode-se fechar esse dreno e abrir a válvula 
que comunica o filtro com o reator. o 
Válvula 
Métodos para a esterilização de ar 87 
FiHro 
absoluto 
Reator 
Figura 5.12 - Esquema geral para a instalação de um filtro de membrana polimérica (absoluto). 
Não se procede à esterilização de pré-filtros. 
Os filtros existentes no mercado são bastante resistentes à esterilização, ha-
vendo menções da possibilidade de efetuar ·algo como 150 esterilizações a 145°C 
por 30 min. Novamente, supondo-se a execução de uma esterilização por semana, 
isto significaria algo como 3 anos de operação. No entanto, encontram-se suges-
tões na literatura6'15'23 segundo as quais se deve providenciar a troca dos elementos 
filtrantes uma vez por ano, o que significaria algo como 50 esterilizações. Clara-
mente há a possibilidade de operações mais prolongadas, mas deve ocorrer um 
aumento da perda de pressão nos elementos filtrantes, aumento este que depende 
da qualidade do ar que chega à membrana esterilizante. 
A troca dos elementos esterilizantes é muito simples, . requerendo pouco 
tempo para a sua realização. No entanto, tal operação deve ser efetuada com todo 
cuidado, a fim de não se ,danificar a membrana filtrante, além de posicionar ade-
quadamente os anéis de vedação do sistema. Após a operação de troca de cartu-
chos, deve-se efetuar testes de manutenção de pressão interna, a fim de verificar a 
existência de vazamentos, assim como é recomendável a realização de testes de 
efetiva obtenção de ar esterilizado, através do uso de amostradores. 
As diversas empresas fornecedoras desse tipo de filtros, normalmente ga-
rantem a integridade dos seus produtos, pois efetuam testes antes da entrega do 
material, de forma que falhas eventuais, mais freqüentemente, são atribuídas a um 
manuseio não adequado dos elementos filtrantes. 
5.4.3.3 - Filtros HEPA 
Os filtros HEP A ("High Efficiency Particulate Air") são os filtros especial-
mente empregados em câmaras assépticas, ou áreas limpas. São placas de acetato 
de celulose, apresentando24 uma eficiência de 99,97% na remoção de partículas de 
diâmetro médio 0,3 ,.tm, ou ainda elaborados a partir de fibra de vidro, apresen-
tando21 eficiência superior a 99,97% na remoção de partículas superiores a 0,5 ,.tm. 
Normalmente esses filtros são montados com vários elementos filtrantes se-
parados por folhas de alumínio, de forma a se obter uma grande área para a passa-
88 Esterilização de ar 
gem do ar e, desta forma, possibilitar o uso de ventiladores, evitando a necessidade 
de compressores, em virtude da baixa perda de pressão através do leito filtrante . 
Conforme salientado, esses filtros são empregados especialmente em câ-
maras assépticas, registrando-se que presentemente predominam as chamadas 
câmaras de fluxo laminar, ou seja, câmaras nas quais a velocidade de circulação 
do ar é baixa, de forma a se contar com um fluxo em regime laminar. Dessa forma, 
imagina-se que os contaminantes gerados no interior da câmara possam ser retira-
dos deste ambiente pelo próprio fluxo de ar, impedindo que um fluxo turbulento 
possa causar um acúmulo de contaminantes. 
Um exemplo de uma câmara desse tipo está indicado na Figura 5.13, a 
qual ilustra um sistema com circulação vertical de ar. O ar penetra pelo teto da 
câmara, saindo pelo piso da mesma, circulando a uma velocidade da ordem de 
50 cm/s.24 
filtro HEPA 
ventilador grade pré-filtro ventilador 
Figura 5. 13 - Câmara asséptica com fluxo laminar vertical de ar. 24 
\u2022 
Existem muitas outras idéias a respeito do assunto, conforme o tipo de tra-
balho a ser executado. Assim, existem câmaras de fluxo horizontal, nas quais o ar 
entra por uma das paredes e sai pelo lado oposto. 
Em uma câmara de fluxo laminar, não se deve contar com a presença de um 
número exagerado de equipamentos, ou mesmo de pessoas circulando, pois é fácil 
compreender que qualquer obstáculo provoca turbilhões no ar, não se obtendo um 
fluxo em uma determinada direção. 
Por esse motivo, nas câmaras onde se executá a embalagem de produtos 
com assepsia, não se podeimaginàr um fluxo laminar em toda a câmara, em virtu-
de de suas dimensões. Em alguns casos, tanto quanto possível, introduz-se no in-
terior de uma câmara convencional, no local onde se executa uma determinada 
operação mais delicada, um gabinete ou capela de fluxo laminar, o que torna a 
operação mais segura. 
Tais capelas de fluxo laminar de ar, São presentemente muito comuns em la-
boratórios que manuseiam culturas puras de microrganismos, ou mesmo para a 
··-·--·------·--·--·---;-- ---.-- ---· --. -'-----------·-··--- ···--___,. 
Métodos para a esterilização de ar 89 
execução de transferências de meios de cultura previamente submetidos à esterili-
zação. Na Figura 5.14 indica-se um esquema geral de uma capela desse tipo.24 
Em instantes anteriores à utilização da capela, recomenda-se efetuar uma 
desinfecção das superfícies, empregando-se etanol ou outras soluções desinfetan-
tes, permitindo-se ainda que a capela permaneça fechada durante algum tempo e, 
adicionalmente, ligando-se uma lâmpada ultravioleta para a desinfecção do seu 
interior. Ao iniciar a oper~ção asséptica, desliga-se a lâmpada ultravioleta, acio-
na-se a circulação do ar, tomando-se sempre a precaução de evitar um excesso de 
movimentação no interior da capela. 
O conceito de fluxo laminar encontrou várias aplicações, havendo diferentes 
sistemas operando em distintas condições, como é o caso de operar com velocida-
des de circulação do ar muito baixas, da ordem de 0,1 m/s e até 0,075 m/s.25 
vidraça 
corrediça 
Figura 5.14 - Capela de fluxo laminar. 24 
ventilador 
ventilador 
Pode-se, inclusive, contar com câmaras de fluxo laminar portáteis, ou seja, 
que podem ser facilmente deslocadas pp.ra locais da indústria onde seja necessária 
uma dada operação asséptica. Essas câmaras são fechadas por uma cortina de ma-
terial plástico, havendo no teto um sistema de distribuição do ar. Esse ar é forneci-
do por uma unidade colocada ao lado da cabine, unidade esta que contém o filtro 
HEP A. Dessa forma o ar circula verticalmente, saindo pela parte de baixo das cor-
tinas. Quando adequadamente operados, esses sistemas portáteis permitem a ob-
tenção de ambientes protegidos, em princípio em qualquer lugar da indústria.