AULA 03 PURIFICAÇÃO DA ÁGUA

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PURIFICAÇÃO DA ÁGUA
Professor Edson Luiz de Oliveira, MSc
Professor Edson Luiz de Oliveira
Farmacêutico – UEL
Especialização e Aperfeiçoamento – UFPR
Mestrado – UFPR
Faculdade Maurício de Nassau
Curso de Farmácia Clinica e Prescrição Farmacêutica – FFB
IOP – Cursos de Capacitação Farmacêutica
Métodos de Purificação
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Adsorção em carvão ativado
Deionização
Osmose reversa
Microfiltração em membrana
Radiação Ultravioleta
Destilação
Ultrafiltração
Absorção em carvão ativado
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Carvão Ativado é uma forma de carbono 
puro de grande porosidade, apresenta 
notáveis propriedades atribuídas à sua 
área superficial, entre elas, a remoção de 
impurezas dissolvidas em solução. Pode 
ser empregado em pó ou granulado, 
conforme a utilização.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 É usado como pré-tratamento
 Adsorve matérias orgânicas
 Reduz oxidantes: cloro livre
 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
SAIBA QUE...
O carvão ativado é obtido a partir da queima controlada de certos tipos de 
madeiras. 
Em sua constituição são utilizados elementos naturais como a dolomita e o 
quartzo que filtram as impurezas sólidas. 
O carvão ativado adsorve o cloro, retira efeitos como odores e sabores 
desagradáveis, além de reduzir a turbidez, substâncias químicas e orgânicas. O 
carvão ativado impregnado com prata coloidal inibe a reprodução de 
microorganismos. A dolomita libera cálcio e magnésio (combinados ou 
separados), benéficos ao organismo.
Pré-Filtragem: Camadas de Dolomita II e I: A água passa por orifícios 
milimétricos de um disco e por duas camadas de dolomita, que além de 
auxiliar na retenção das impurezas sólidas, libera cálcio e magnésio 
(combinados ou separados).
QUARTZO retem limo, lodo e outras impurezas. Depois passa por carvão 
ativado de diversas granulometrias...
 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
  Filtragem: Camadas de Quartzo II e I: A filtragem é feita através de cristais de 
quartzo, que retêm o limo, lodo e outras impurezas em suspensão na água.
  Pré-Purificação: Camada de Carvão Ativado III impregnado com Prata Coloidal: 
Nessa fase, que contém carvão ativado granulometria III, inicia-se a adsorção 
do cloro e redução de substâncias orgânicas e químicas.
  Camadas de Carvão Ativado II e I impregnado com Prata Coloidal: O carvão 
ativado em granulometria III, torna-se ainda mais atuante na adsorção do 
cloro, odores e sabores desagradáveis. Aumenta a eficácia na redução das 
substâncias químicas, orgânicas e turbidez.
  Carvão Ativado Extra-Fino Impregnado com Prata Coloidal: Com o carvão 
ativado extra-fino fica concluído o processo de decloração. Neste estágio, 
como nos anteriores 3 e 4, o carvão ativado encarrega-se de inibir a 
reprodução de microorganismos.
  Disco Microtexturizado: O disco microtexturizado age como um retentor de 
eventuais resíduos.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Retrolavagem: Sistema de limpeza interna dos elementos filtrantes por inversão 
do fluxo de água. A retrolavagem deve ser feita a cada 7 dias. 
Os elementos são distribuídos em câmaras verticais de filtragem e purificação, 
subdivididas em camadas com granulometrias decrescentes. Finalmente, um 
disco microtexturizado possibilita a saída de água cristalina, pura e saudável.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Deionização
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Processo de troca iônica com os contaminantes 
inorgânicos da água (cátions e/ou ânions), 
através de resinas catiônicas e/ou aniônicas;
 Eficiente na remoção de 
sais inorgânicos;
 Não produz água com 
elevada pureza
 Facilidade de crescimento 
microbiológico
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
As resinas catiônicas capturam os íons liberando o íon H+ na água e as 
aniônicas liberam OH-.
São regeneráveis com ácidos e bases, respectivamente.
Produz uma água com boas características químicas e baixa qualidade 
microbiológica
Sistemas mantidos em temperatura ambiente, tais como deionizadores, 
osmose reversa e ultrafiltração são especialmente susceptíveis a contaminação 
microbiológica, particularmente quando o equipamento permanece estático 
durante algum tempo, devido à baixa ou a nenhuma demanda de utilização da 
água.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Deionizadores
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Esse processo isolado não produz água de alta pureza, pois o processo libera 
pequenos fragmentos da resina, facilita o crescimento microbiano e promove 
baixa remoção de resíduos orgânicos.
Deionização através de resinas é muito útil como pré-tratamento da água, pois 
é muito eficiente na remoção de íons. A técnica de deionização com resinas, 
quando utilizada como única etapa de purificação da AP não é adequada, pois 
não atende às BPF 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Osmose reversa
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Passagem da água com contaminantes 
através de uma membrana semipermeável sob 
pressurização, obtendo água pura do outro 
lado da membrana;
 Remoção de íons, microorganismos e 
endotoxinas bacterianas;
 Remove 90 a 99% da maioria dos 
contaminantes.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
A técnica mais empregada como etapa 
final de tratamento para a produção da 
AP é a osmose reversa, pois ela é 
capaz de reduzir consideravelmente o 
risco de contaminação microbiana da 
água, além de ser de fácil operação e 
manutenção. 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Se for aplicada uma pressão na região da solução mais concentrada, ou 
mais salina, será provocada uma inversão no fluxo natural, ou seja, a 
água da solução salina irá passar para a região de menor concentração de 
sais, retendo-se os íons na membrana que separa as duas soluções - 
esse é o princípio da osmose reversa. A pressão a ser aplicada deve ser 
maior que a pressão osmótica
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
FATORES QUE AFETAM O DESEMPENHO DA 
PURIFICAÇÃO 
 pH
 Diferentes níveis pressóricos ao longo da 
membrana;
 Temperatura
 Tipo de membrana
 Construção dos cartuchos
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Devem ser devidamente controladas quanto à 
formação de incrustações provenientes de:
sais de Ca2+, Mg2+ e outros
biofilme (micro-organismos e endotoxinas)
 Instalação de sistema de pré-tratamento
remoção de partículas e agentes oxidantes
 Sanitização do sistema
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Àgua a ser tratada passa por um pré-tratamento e é lançada contra as membranas 
com alta pressão onde são extraídos os sais presentes. Posteriormente a água passa 
por um pós-tratamento para finalmente ser distribuída ao consumo. O rejeito 
(salmoura) é coletado para que seja dado o fim apropriado.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Tecnicamente a tecnologia de osmose reversa é inferior à destilação, devido 
a um maior risco de contaminação físico química, biológica e microbiológica 
da água. Outro problema relacionado às membranas de osmose reversa está 
no processo de sanitização, que geralmente é realizado por agentes 
químicos. Para que seja executado esse tipo de sanitização, as membranas 
necessariamente devem ser retiradas para limpeza, o que favorece a 
possibilidade de contaminação do sistema. Há também de se considerar que 
os processos de sanitização químicos são menos eficazes que a sanitização 
térmica. 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Ultrafiltração
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Consegue remover minúsculas partículas 
através de filtros de membrana com diâmetros 
de poros de 1 a 10 nm, além de bactérias e 
endotoxinas
 Pode ser usada em uma etapa final ou 
intermediária do sistema de purificação
 Necessita pré-tratamento, controle adequado 
das condições operacionais e procedimentos 
apropriados de limpeza e sanitização
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 São 2 membranas assimétricas, compostas de diferentes polímeros, 
com camada ativa muito fina (1 µm de espessura) na parte superior e 
uma camada de suporte mais espessa (100 µm) 
 Operam sob pressão.
 É usada para remover pirogênio da água purificada, e na análise de 
biologia molecular
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Microfiltração em Membrana
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Uso de membrana com porosidade de 0,22µm Evita a passagem de qualquer contaminante 
com diâmetro acima desse valor
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Radiação Ultravioleta
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
A luz ultravioleta (UVC) germicida faz parte do espectro eletromagnético não 
visível, com comprimentos de onda entre 100 e 400 nanômetros. Focando-nos 
numa célula básica de bactéria, interessa-nos a parede da célula, a membrana 
citoplasmática e o ácido nucléico. O alvo principal da desinfecção por luz 
ultravioleta UVC é o material genético, também chamado ácido nucléico. Os 
micróbios são destruídos quando a luz penetra a célula e é absorvida pelo ácido 
nucléico. Esta absorção provoca um rearranjo da informação genética que 
interfere com a capacidade de reprodução da célula. Os microorganismos são 
inativados pela luz UV resultado de um dano fotoquímico ao ácido nucléico
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Uso de radiações com diferentes 
comprimentos de onda 
 254 nm: Ação germicida nos diversos pontos 
da sequência de purificação, onde é necessário 
reduzir a contagem microbiana.
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Uso de radiações com diferentes comprimentos 
de onda 
 185 nm + 254 nm: Oxidação de compostos 
orgânicos e consequente redução de sua 
concentração, para atender aos limites da AP, 
AUP e API;
“Água deve estar no estágio final da 
purificação, e essa remoção será mais 
efetiva quanto menor a carga de 
contaminantes”
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Limitações
• Deposição de partículas sobre a lâmpada
• Profundidade/espessura do leito de água
• Fluxo de água
• Potência
• Tempo de uso da fonte de radiação
Destilação
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 Líquida Vapor Líquida
 A destilação usualmente produz uma água com boas 
características microbiológicas e baixa qualidade 
química. 
Destilação laboratorial
A destilação é um processo de purificação 
que parte do aquecimento da água em um 
compartimento até que ela evapore 
direcionando o vapor condensado para 
outro compartimento.
• Vaporização da água e posterior condensação;
• Retira íons, microorganismos, material 
orgânico, outras impurezas;
• RETIRA SOLVENTES ORGANICOS
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Considerações finais
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
Os materiais que entram em contato com a água para uso farmacêutico, 
incluindo a tubulação, as válvulas e armações, os lacres, os diafragmas e os 
instrumentos, devem ser selecionados para atender a requisitos básicos, 
dentre os quais podem ser citados:
 Compatibilidade: todos os materiais utilizados devem ser compatíveis com a 
temperatura e as substâncias químicas utilizadas pelo sistema ou dentro dele.
 Prevenção de vazamento: nenhum dos materiais que entram em contato com a água 
para uso farmacêutico pode apresentar vazamentos dentro da faixa de temperatura 
de trabalho.
 Resistência à corrosão: a água purificada e a água para injetáveis são altamente 
corrosivas. Para evitar falha do sistema e contaminação da água, os materiais 
selecionados devem ser apropriados, o processo de soldagem deve ser controlado 
cuidadosamente, e todos os vedantes e componentes devem ser compatíveis com a 
tubulação utilizada. O sistema deve ser submetido à passivação após a instalação 
inicial ou após modificações. Quando a passivação for realizada, o sistema deve ser 
totalmente limpo antes do uso. O processo de passivação deve ser realizado em 
consonância com um procedimento documentado claramente definido.
 Acabamento interno liso: devem ser utilizadas superfícies internas lisas que ajudem 
a evitar aspereza e fissuras no sistema de água.
 Soldagem: os materiais selecionados para o sistema devem ser facilmente soldáveis, 
de forma controlada
Anestésicos Locais
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	OPERAÇÕES UNITÁRIAS
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