TRATAMENTO DE ÁGUA PARA USO FARMACEUTICO

Prévia do material em texto

FACULDADE PARANAENSE
ADRIANE DYBAS
ANDERSON BERTOTI
JOYCE GIACOMELLI
LUZIA NEVES
NELIMÁRIA MOREIRA
TRATAMENTO DE ÁGUA:
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA UTILIZAÇÃO NA PRODUÇÃO DE MEDICAMENTOS
CURITIBA
2019
Sistemas de Tratamento de Água para uso Farmacêutico
A água utilizada na síntese de fármacos, na formulação e produção de medicamentos, laboratórios de ensaios, diagnósticos e aplicações, limpeza dos utensílios, equipamentos e sistemas, são ditos com água para o uso farmacêutico.
A estrutura química da água, lhe dá uma condição favorável para solubilizar, absorver, adsorver ou suspender compostos, transportar contaminantes e substâncias indesejáveis, que irão alterar a pureza e eficácia de um produto farmacêutico.
A qualidade da água dependerá da sua finalidade e emprego. A purificação deve atender o grau de pureza estabelecidos, com seus adequados objetivos, controles e verificações, exigidos, garantindo a qualidade estabelecida, para atender aos parâmetros das específicas monografias.
De acordo, com a legislação, o controle de contaminação de água é dividido em dois grupos: químico e microbiológico.
Contaminantes químicos 
São orgânicos e inorgânicos: fonte de alimentação, resíduos de poluentes, sanitização de equipamentos, e outros. As endotoxinas bacterianas, gram negativos, são de grande importância, que devem ser eliminados. 
Contaminantes microbiológicos
São as bactérias, originadas da microbiota da fonte da água e de alguns equipamentos de purificação, de limpeza e sanitização. Estas podem afetar a qualidade da água por desativar reagentes e ou alterar substratos por ação enzimática.
Tipos de água
De início, a água potável, que se divide em: água para injetáveis, água purificada e água ultra purificada, água reagentes. 
Água potável
O ponto início para qualquer processo de purificação de água para fins farmacêuticos, é a água potável. Sendo retirada de mananciais, através de meios adequados aos parâmetros da legislação brasileira (físicos, químicos, microbiológicos e radioativos). 
A água potável aplica-se na etapa inicial dos procedimentos de limpeza e obtenção de uma água com alto nível de pureza. Usada também na climatização térmica e síntese de ingredientes.
O controle deve ser periódico garantindo que o sistema de purificação esteja apropriado para as condições da fonte de alimentação, para não ocorrer alteração na qualidade da água.
Água reagente
Produzida por meio de destilação simples, deionização, filtração, descloração. Aplicada a limpeza de materiais e equipamentos, autoclaves e banho-maria.
Água purificada (AP)
Originada da água potável ou reagente, atendendo as especificações vigentes, não possuem nenhuma adição de substância, obtida por combinação de sistemas de purificação: destilação, troca iônica, osmose reversa, e outras. Empregada em formas farmacêuticas não parenterais e em formulações magistrais, desde que não possua recomendação de pureza superior. Utilizada em lavagem de material, preparo de soluções reagentes, meio de cultura, tampões, diluições, microbiologia, análises clínicas, técnicas por Elisa ou radioimunoensaio, e outros. Dependendo da aplicação pode ser esterilizada.
Água ultra purificada (AUP)
Esta possui baixa concentração iônica, baixa carga microbiana e baixo nível COT. Utilizada em aplicações mais exigentes, laboratórios de ensaios, diluição de substâncias de referência, controle de qualidade e limpeza final de equipamentos, que requerem uma água com nível de pureza alto. 
O laboratório deve utilizar esse tipo de água requerida para a leitura final da análise na preparação de amostras, obtenção da curva padrão, controles, preparo de soluções, lavagem final do material e em toda vidraria.
Água para Injetáveis (API)
Utilizada para preparação de produtos farmacêuticos parenterais de pequeno e grande volume, na produção de princípios ativos de uso parenteral, produtos estéreis, equipamentos de preparação dos processos, e demais produtos que necessitam de controle de endotoxinas, e não são submetidas a etapa de remoção posterior.
Esta água esterilizada engloba a água estéril de injeção, que é embalada em frasco hermético e esterilizada por tratamento de calor. 
A obtenção, distribuição e armazenamento desta água deve ser validado, de modo apropriado, impedindo a contaminação microbiana e formação de endotoxinas bacterianas.
Sistemas de Purificação de Água
Há todo um controle nas instalações e operação dos sistemas para a produção de água purificada, água para injetáveis e a água ultra purificada, onde reside um parâmetro endotoxinas bacterianas na água de injetáveis e métodos de preparação.
Projeto de instalação do sistema de purificação da água, leva-se em conta a qualidade de fornecimento e da água que se deseja no final. São observados a vazão, a distância entre o sistema de produção e os pontos de uso, o layout da tubulação e conexões, material empregado, facilidade de assistência técnica e manutenção, e instrumentos adequados para se fazer o monitoramento. Tudo em função da remoção de contaminantes em estágios diferentes na sequência do processo de purificação.
Principais tecnologias empregadas, necessariamente obrigatórias, dependendo do tipo de água que deseja obter.
Pré filtração
Filtração de profundidade ou filtração inicial. Remove partículas contaminantes, 5 e 10 mm. Protegendo as tecnologias seguintes. Utiliza-se filtros de areia ou combinação de filtros.
FIGURA 1. Ilustração do processo de filtração.
Fonte: Adaptado de Li et al, 2014.
Adsorção por carvão vegetal ativado
Capacidade de adsorção do carvão ativado, quando em contato com compostos orgânicos ou contaminantes, como as cloraminas. Este remove agentes oxidantes por redução química, em especial o cloro livre, que pode afetar outras tecnologias de membrana como a osmose reversa ou a ultrafiltração.
Tal processo é propício ao crescimento de bactérias e formação de biofilme, havendo assim a necessidade de sanitização do carvão ativado, com vapor quente ou água quente, para o controle das partículas e contagem microbiana de seu efluente.
 
FIGURA 2. Ilustração do funcionamento do processo de adsorção.
Fonte: Adaptado de Merck Millipore, 2018.
Tratamento com aditivos químicos
Destinado a ajustar o pH, a remover carbonatos e amônia, para proteger as próximas tecnologias, como a osmose reversa.
Nesta se utiliza o ozônio, para controle de micro-organismos e o metabissulfito, usado para reduzir o cloro livre, substituindo o carvão ativado.
Tratamento com abrandadores
Utilizado no tratamento de água de alimentação “dura”. Usa-se abrandadores que são resinas regeneráveis de troca iônica, que capturam os íons de cálcio e magnésio, liberando íons de sódio na água. Este processo se faz necessário para proteger a tecnologia de osmose reversa. Também é necessário controlar a contagem microbiana.
Deionização e eletrodeionização contínua
Utilizada para remoção de sais inorgânicos dissolvidos. Originária da água purificada de uso rotineiro, que por meio de resinas de troca iônica específicas para cátions ou para ânions. As resinas catiônicas capturam os íons liberando o íon H+ na água e as aniônicas liberam OH. São regeneráveis com ácidos e base. Isolado não produz água de alta pureza, por conter resinas e fácil crescimento microbiano, por haver baixa remoção de orgânicos.
A eletrodeionização combinam resinas catiônicas e aniônicas com membranas semipermeáveis e a aplicação de um campo elétrico, que remove íons de forma contínua, sem parada para regeneração.
DEIONIZAÇÃO
FIGURA 3. Ilustração das trocas iônicas realizadas na deionização.
Fonte: Adaptado de US Water Systems, 2018
FIGURA 5. Representação do processo de eletrodeionização.
Fonte: Adaptado de Merck Millipore.
Osmose reversa
Tecnologia de purificação baseada em membranas semipermeáveis, com propriedades especiais de remoção de íons, micro-organismos e endotoxinas bacterianas. 
Este processo ocorre quando a água sob pressão é forçada a passar por uma camada muito fina, queé a membrana, sendo do meio com maior concentração pra o de menor. Desta forma, as impurezas dissolvidas e os sais ficam retidos nesta membrana seletivamente permeável, obtendo água ultra purificada.
Fatores como o pH, pressão diferencial ao longo da membrana, temperatura, tipo de polímero de membrana e a própria construção de cartuchos de osmose reversa podem afetar a preparação.
As membranas de osmose reversa devem ser controladas quanto a formação de incrustações, como sais de cálcio, magnésio, de biofilme, que é fonte de contaminação microbiana e endotoxinas. Deve-se fazer periodicamente a sanitização.
Este processo possui uma vantagem expressiva na redução de uso de produtos químicos, sendo um dos processos ecologicamente corretos. Baixo custo e produção de água puríssima.
FIGURA 5. Representação do funcionamento da osmose reversa.
Fonte: Adaptado de Puretec, 2018.
Ultrafiltração
Processo muito utilizado para o uso de produtos farmacêuticos, na remoção de endotoxinas. Também é usado no consumo humano. 
Utiliza-se uma membrana especial para reter moléculas, de acordo com seu peso molecular e estereoquímica (estuda o arranjo dos átomos e importância nas transformações químicas). É estabelecido procedimentos de limpeza e sanitização, para manter a qualidade da água. Uma grande vantagem desse processo é a baixa incrustação, gerando pouca tendência a obstrução.
Filtração com carga eletrostática
Utiliza-se cargas positivas na superfície das membranas, que reduzem os níveis de endotoxinas que possuem natureza elétrica negativa. Possui um limite quando as cargas estão totalmente neutralizadas, por saturação pela captura de endotoxinas, assim esta remoção paralisa. Filtros com carga eletrostática são difíceis de validar, quando estes não mais retêm os contaminantes.
Microfiltração – retenção de micro-organismos
Este sistema de tecnologia utiliza membranas micro porosas, especificação do tamanho dos poros. Deve validar a retenção, por meio de testes bacteriológicos, onde determina o valor da redução logarítmica dos micro-organismos nas membranas. Esta membrana pode ser utilizada para reduzir a flora microbiana, mas não server para esterilizar.
A microfiltração é usada na filtração de gases, ventilação de tanques de armazenamento, evitando assim a contaminação da água.
Radiação ultravioleta (UV)
É usada para a desinfecção de água potável. Substitui o uso de cloro, o ozônio e outros oxidantes.
Utilizada em purificação de água de dois comprimentos de onda: 185nm + 254nm, originando dois efeitos:
185nm + 254nm – oxidação de compostos orgânicos e redução de sua concentração;
254nm – ação germicida em vários pontos da purificação, precisando reduzir a contagem microbiana. 
Este processo é feito no final da purificação, sendo mais efetiva quanto menor for a carga de contaminantes. Uma das limitações, seria quando partículas depositam nas lâmpadas, diminuindo a radiação e prejudicando a eficiência do processo.
Destilação
Pode ser feito em destiladores simples industriais, com múltiplos efeitos e compressão de vapor, sendo usados em grandes volumes. A concentração de silicatos é crítica, como que qualquer sistema de vaporização. Possível carreamento de compostos voláteis no condensado, quando se refere as impurezas orgânicas, como dióxido de carbono e amônia. O controle da água potável de entrada, é fundamental para a purificação.
FIGURA 6. Esquematização do processo de destilação da água.
Fonte: Adaptado de Azevedo et al., (2014)
DISTRIBUIÇÃO, SANITIZAÇÃO, ARMAZENAMENTO E VALIDAÇÃO
Distribuição
Esta água purificada deve estar em constante circulação e manutenção da temperatura. Se preciso, deverá ter um trocador de calor para fornecer água mais fria aos pontos de uso.
Tubulações, válvulas, instrumentos e outros, devem ter construção e acabamento sanitário, de modo que não ocorra contaminação microbiana e devem ser sanitizados.
Não deve ser utilizados filtros no final, pois pode ocorre depósitos de micro-organismos, formação de endotoxinas. Pontos devem feitos de modo evitar volumes mortos, fazendo com que a água circule, mesmo estando fechados.
Sanitização
O material usado na construção deve ser resistente aos agentes e temperatura empregados. Impedir a formação de biofilmes, usando uma combinação de agentes químicos e calor. A sanitização, deve ser periodicamente validado. Normalmente, usa-se os seguintes agentes químicos: oxidantes, os compostos halogenados, peróxido de hidrogênio, ozônio, ou combinação destes.
Armazenamento 
O armazenamento da água, devem ser adequadas as qualidades da água. A água ultra purificada não deve ser armazenada por mais de 24 horas. Pois quanto mais purificada, maior o seu risco de contaminação. O material de construção do armazenamento deve apresentar características e rugosidades, para dificultar a aderência de resíduos, formação de biofilme e a corrosão pelos agentes sanitizados. A escolha deve obedecer às exigências específicas. O reservatório deve ser protegido de luz, não deve ser feito o esgotamento até o fundo. Deve possuir um filtro respiro. O reservatório de água para injetáveis, devem ser encamisadas, manter a água circulante, em temperatura de 80°C, evitando o crescimento de bactérias.
Validação
Deve assegurar a confiabilidade de um sistema de purificação de água, envolvendo a obtenção, armazenamento, distribuição e sua qualidade para uso.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
FARMACOPÉIA BRASILEIRA VOLUME 1 5ªEDIÇÃO 2010 AGÊNCIA NACIONAL DA VIGILÂNCIA SANITÁRIA