1esterilização de meios de cultura e equipamentos de

8/19/2019 1Esterilização de Meios de Cultura e Equipamentos De

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Esterilização de meios de culturae equipamentos de fermentação

Introdução:Esterilizar ⇒ significa remover todas as

formas de vida da superfície ou interior de umequipamento;

Pode ser feita ⇒ métodos físicos ⇒ calor seco e úmido, radiação !, gama e ultra"som;

#étodos químicos ⇒ líquidos ou gases,$ipoclorito, %&ido de etileno, oz'nio, di%&idode en&ofre(


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#odo de atuação:

♦ calor úmido ⇒ desnaturaçãoirreversível das proteínas , como as enzimas;

♦ calor seco ⇒ elimina microrganismos pela o&idação de seus constituintes químicos

♦ luz ultravioleta ⇒ a1sorvida de modo significativo pelos 0cidos nucléicos, les2esentre 334 a 544 nm;

♦ radiaç2es ionizantes ⇒ como alfa + e gama + , raios 6 levando 7 invia1ilidadeda molécula de *8-(


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9&ido de etileno ⇒ agente alquilante, su1stituindo das proteínas e 0cidosnucléicos por Et;

► -gentes físicos ⇒ calor úmido em processo descontínuo


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=0lculos de esterilização:

- ação do calor úmido elimina os

microrganismos numa velocidade que est0relacionada:

C com microrganismo ⇒ g.nero,

espécie, lin$agem, idade, esporos;C com meio de cultura ⇒

composição, p, s%lidos em suspensão;

C com temperatura do processo;


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- morte do microrganismo num meio comtemperatura superior 7 letal pode ocorrer

por: ► ativação da molécula pelaenergia térmica;

►reação da molécula como&ig.nio;

►reação molécula com vapordF0gua;

Godas as reaç2es ocorridas pela ação docalor úmido são reaç2es químicas de


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-ssim, considerando que, em temperaturaconstante e ta&a de morte de


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N k dt

dN .−=

)endo a temperatura constante, a integraçãoda equação +3 entre 8o para tH o e 8 paratHt, tem"se a relação:

t k N

N o .ln =

t k N

N

o

.ln −=

⇒

t k N N o .lnln −=ou

+3

+5


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- relaçãoo

N

N

)ignifica a fração de microrganismos vi0veisap%s um tempo t de tratamento térmico, sendo uma constante dependente datemperatura de tratamento(

- figura a seguir mostra o gr0fico que éo1tido se um grande número de 1actérias for su1metido a um tratamento térmico(

- ordenada é logarítmica e a a1scissa linear


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t k N

N

o

.ln −=

Esta equação não admite a redução donúmero de microrganismos a zero, pois se 8 c$egar a zero, o tempo de tratamento ser0infinito;

Entretanto, isso é o1tido na pr0tica dentro deum determinado período;

que esta equação realmente indicaJ


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Para valores de 8 menores do que < não $0 pro1lema, pois representa a fração de

microrganismos vi0veis ap%s um tempo t;

)upondo que 8 H 4,< ap%s um tempo t detratamento;

8ão se pode considerar que um décimo+


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L ⇒ constante de destruição térmica,função da temperatura para um

microrganismo;

Em temperatura constante é possíveldeterminar 8 a partir da equação +5;

t k N N o .lnln −=

- partir de valores de 8 o1tidos emdiferentes tempos, pode"se calcular ;

8a pr0tica industrial não se podeconsiderar somente o tempo na temperaturade esterilização(


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8os processos em 1atelada devem serconsiderados tam1ém os períodos deaquecimento e resfriamento do meio;

valor da constante ir0 variar com atemperatura, de acordo com a equação de -rr$enius:

2ln

RT E

dT k d = RT E C k −=ln⇒

E: energia de ativação

?: constante dos gasesG: temperatura a1soluta=: constante de -rr$enius

+M


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!alores de em diversas temperaturas, se plotados como ln &


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*eve ocorrer morte térmica nos períodos -O+aquecimento e =* +resfriamento;

- seção O= é o período de manutenção natemperatura de esterilização G s ;

8ão $avendo danos ao meio de cultura pode"

se desconsiderar os períodos de aquecimentoe resfriamento;

#as se considerar, $aver0 redução do tempo

O=, pela ação letal nos dois períodosconsiderados(


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Para destruir esporos de um microrganismo precisaremos con$ecer:

E +energia de ativação;= +constante de -rr$enius;

Pois estes parmetros caracterizam a

destruição térmica de um microrganismo(Então, a partir da equação RT

E

e Ak

−

= .

Pode"se construir um gr0fico & G para afai&a de atuação(


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*efinindo o valor +na1la▽ como:

▽

= N

N Oln

=onsiderando que o processo de esterilizaçãoé de


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=om1inando +-, +O e +=, ter"se"0:

▽ = A . dt et

RT

E

.0

∫

−

Em temperatura constante:

▽ = . G H - ( G ( RT E

e

−

E&emplo: esterilizar


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=omo:

▽ = 64,2710log303,210lnln 12120 ===

N

N

valor de ▽ para todo o processo ser0 3B,AM mas parte da população micro1iana cair0 no período deaquecimento e resfriamento(

*esta forma:▽t otal = ▽aquecimento + ▽esterilização + ▽resfriamento

Para determinar os valores no aquecimento e

resfriamento, deve"se integrar a equação:

▽ = dt e At

RT

E

..

0

∫ −


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Para resolver analiticamente ⇒ con$ecer arelação matem0tica entre temperatura etempo para as curvas de aquecimento e

resfriamento;

*a equação:

▽ = k . t = A. t.

RT

E

e

−

período de perman.ncia na temperaturaconstante é dado por:

▽ = k . t*e onde se pode o tempo na temperaturaconstante; valor de na parte de aquecimento temque ser calculada pelo método gr0fico(


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8o gr0fico temperatura & tempo cada degrau pode ser considerado estar em G constante;

*essa forma, o1t.m"se valores de ▽ paracada um deles, onde t é o intervalo de tempoescol$ido;

▽1 = k 1 .t ▽2 = k 2 . t .......▽n = k n . t etc.

Para o primeiro degrau:

▽1 =

1

0ln

N

N

nde 8


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*a mesma forma para o segundo degrau:

▽ =

2

1ln

N

N

*essa forma:

▽1 + ▽2 =

=

=

+

2

0

2

1

1

0

2

1

1

0 lnlnln N

N

N

N x

N

N

N

N

N

N

- soma do valor dos ▽ de cada degrau dacurva de aquecimento dar0 o valor total do ▽

do período de aquecimento;

-ssim na curva de aquecimento +fig( B(


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=onsideraç2es so1re c0lculo do tempo deesterilização

*a e&pressão ⇒ ln 8 H ln 8o N ( t +5o1tém"se:

= N

N

k t 0ln

1

)a1endo valor de ⇒ calcular t necess0rio para reduzir 8o até o valor 8;

#as a aplicação dessa equação para calcularo tempo de esterilização não é simples;

Pelos seguintes motivos:


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M - pr%pria definição de esterilização, emque o 8 H 4 no fim do processo, tornandoimpratic0vel esta equação(

item M pode ser resolvido pela aplicaçãoda pro1a1ilidade de fal$a da esterilização;

)endo:E t H no total de esterilizaç2es realizadas; E f H no de esterilizaç2es que fal$aram;

- pro1a1ilidade de fal$a +P ser0:P H

t

f

E

E


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#ultiplicando por


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Geremos

=

=03,0

ln1

3

100ln

10

N

k

N

k t

*e um modo geral, sendo P a pro1a1ilidadede fal$a, pode"se escrever:

= P N

k t

0

ln

1

E&( m volume de meio contém 3,> (


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