esterilizacao do equipamento

Esterilizao do

Equipamento

DEQ 0524 Engenharia Bioqumica

Docncia Assistida: Cynthia Krzia C. Arajo

Docente: Prof. Dr. Everaldo Silvino dos Santos

Esterilizao Por que???

Penalidade econmica alta se faltar esterilidade;

Muitas fermentaes precisam estar absolutamente desprovidas deorganismos estranhos;

Vacinas precisam ter somente vrus inativados (mortos);

Em alguns processos biotecnolgicos industriais, a eliminao parcial dapopulao microbiana dos equipamentos garante a qualidade que se deseja

no produto.

Esterilizao

Processo fsico ou qumico que destri ou inativa TODAS as formas de vidapresentes em um material (bactrias, fungos tanto em suas formas

vegetativas como esporuladas e vrus).

Possui significado absoluto, no existe parcialmente estril.

Esterilizao x Desinfeco

Processo menos rigoroso de eliminao de microrganismos, geralmente comuso de agente qumico (desinfetante ou germicida).

No necessariamente elimina todos os microrganismos, sendo direcionadaaos mais prejudiciais.

Modo de ao dos agentes esterilizantes

Agentes fsicos calor seco, calor mido, radiao ultravioleta e ultra-som.

Agentes qumicos lquidos ou gases (hipoclorito, fenis, formaldedo, xidode etileno, oznio, dixido de enxofre, etc).

Induzem, por diferentes mecanismos, a formao de substncias qumicasletais no interior das clulas, levando morte do microrganismo.

Agentes Esterilizantes

CALOR MIDO

Esterilizao por vapor sob presso (autoclaves):

Temperatura

elevada

Alto grau de

umidade

Desnaturao

irreversvel de

protenas

Transferncia de calor rpido

aumento de temperatura

Aumento do nvel de hidratao no

Interior das clulas coagulao

das protenas


APLICAO DE CALOR MIDO

Reatores bioqumicos e tubulaes;

Processamento de produtos de fermentao bombas, filtros, centrfugas, misturadores, separadores, etc.

Material de laboratrio autoclaves e fornos (calor seco)

Meios de cultura


CALOR SECO

Destruio dos microrganismos oxidao de seus constituintesqumicos

Transferncia de calor muito lenta e nvel de hidratao das clulas diminui(proteo s protenas)

Dependncia da quantidade de gua na clula


CALOR SECO X CALOR MIDO

Calor mido favorece a desnaturao de protenas;

Esterilizao por calor seco mais lenta e menos eficaz;

Calor mido o agente de uso mais frequente;

Calor seco utilizado para materiais sensveis ao calor mido.


IRRADIAO POR LUZ ULTRAVIOLETA (UV)

Efeito letal proporcional dose de radiao aplicada

Regio do espectro de UV com ao esterilizante de 220 a 300 nm Regioabitica (sem vida)

Fatores que podem influenciar na sensibilidade microbiana a UV pH,estado fisiolgico das clulas e a constituio gentica


RADIAO IONIZANTE

Principais: alfa, beta, gama, raios X, prtons, eltrons e nutrons de altaenergia

Alvo principal: molcula de DNA

Morte celular resulta da formao de uma cadeia de ionizao em umaporo significativa do DNA.

A sensibilidade dos diferentes organismos varia com o volume de DNA


XIDO DE ETILENO (EtO)

ter cclico que mata as clulas, agindo com agente alquilante

Gs inodoro, incolor, inflamvel e explosivo- Poderoso agente esterilizantecom ao bactericida, fungicida devido a sua capacidade de interferir na

sntese protica.

Reao de alquilao bloqueio dos grupos ativos das molculas


XIDO DE ETILENO (EtO) - Vantagens

Esteriliza materiais sem danific-los, promovendo um aumento da sua vidatil e proporcionando economia na reposio;

utilizado para materiais termossensveis;

Em muitas aplicaes substitui o calor seco ou vapor;

um gs altamente penetrante, com grande capacidade de difuso esolubilidade.

Legislao Brasileira

(Portaria n 482/99 e resoluo n 30/06 da ANVISA).

Estabelece condies mnimas de instalao e operao de processos de esterilizao a EtO que em resumo so:

Dispor de reas e processos adequados quanto ao risco de exploso do gs;

Dispor de sistemas de tratamento dos resduos do gs de forma a no poluir o ar ou osistema de esgotos;

Dispor de sistemas de ventilao e Aerao alm de EPIs adequados quanto aos riscosbiolgicos do gs;

Limite de Tolerncia para Exposio de funcionrios:1ppm ou 1,8mg/m3 ( 8 horas por dia)

5ppm ou 9 mg/m3 (15 minutos por dia)

Esterilizao de reatores por calor mido

Vapor obtido em caldeiras e distribudo por dutos de ao galvanizado ou ao inoxidvel,isolados termicamente.

Considerado estril (altas temperaturas e presses nas caldeiras).

Esterilizao de reatores vazios:

Injeo de vapor no interior e expulso do ar presente;

Fechar reator e injetar vapor at T e P adequadas (121C e 1 atm);

Novas injees s para manter T e P;

Fechar a entrada de vapor e injetar ar esterilizado para evitar que o resfriamento e acondensao do vapor presente no interior gere vcuo;

Aps resfriamento e estabilizao da presso interna, o meio de cultura esterilizadoexternamente pode ser carregado.


Esterilizao de reatores com meio de cultura:

Agitao mnima deve ser fornecida ao meio de cultura durante todo oprocesso.

1 etapa: Circula-se vapor pela serpentina ou camisa at que o meio atinja 96a 97 C, sendo que a cabea do tanque deve receber vapor fluente para

expulsar o ar do interior; Vapor fluente tambm deve ser usado para

esterilizar vlvulas, filtros e tubulaes de entrada e sada do reator;


Esterilizao de reatores com meio de cultura:

2 etapa: Injetar vapor diretamente no meio de cultura at 100 C . Fecharreator e injetar vapor at T e P adequadas (121 C e 1 atm) e corta-se a

injeo direta de vapor controlando T e P atravs da serpentina 20 a 40

min (reator em bom estado)

3 etapa: Para o resfriamento, circular gua fria nas serpentinas at 100 C einjetar ar esterilizado para evitar formao de vcuo pela condensao do

vapor


Esterilizao em autoclaves:

Reatores de at 30 L,

Vidrarias,

Meio de cultura



Erlenmeyers com meio de cultura, pipetas, tubos de ensaio, etc, soesterilizados por 15 a 30 min.

Reatores 40 min a 1 h (no so agitados durante a esterilizao e o seucentro demora para atingir a temperatura adequada)


Reator de 10 L



Etapa de resfriamento:

Somente abrir a autoclave aps a temperatura chegar prxima do ambiente,

j que uma despressurizao brusca pode provocar danos aos sensores

colocados no interior dos reatores.


Linha de exausto de gases com filtro esterilizante adequado;

Linhas de inoculao, amostragem e esgotamento devem tambm seresterilizadas pela passagem de vapor saturado.

Manuteno peridica: limpeza e eventual substituio de todas as vlvulasque tenham contato direto com o reator ou com linhas esterilizadas (ar,

inculo, amostragem, exausto, descarga, etc)

Verificao de vazamentos na serpentina: gua circulando sob presso por 24h aparecimento de gua no interior do reator

Esterilizao e desinfeco por agentes

qumicos Germicidas qumicos

Utilizados quando equipamentos de operaes unitrias ou componentes de uma instalao industrial no admitem esterilizao pelo vapor de gua

saturado;

Agem a temperatura ambiente;

Precisam de tempos maiores de contato;

Capacidade ligada fortemente s propriedades fsicas do material a ser tratado (plstico ou metlico, liso ou rugoso, porosidade) e s caractersticas qumicas

do ambiente;


qumicos

Ciclo de desinfeco /esterilizao qumica de um equipamento:

1) Desmontagem do equipamento (se for o caso);

2) Limpeza dos componentes, removendo-se todo o tipo de resduos de meiode cultura, biomassa e produtos usando detergentes (se necessrio);

3) Lavagem dos componentes com gua para remoo de detergentesutilizados;

4) Montagem do equipamento e introduo da soluo aquosa do germicida,propiciando o tempo de exposio preestabelecido para a ao germicidarequerida;


qumicos

Ciclo de desinfeco /esterilizao qumica de um equipamento:

5) Drenagem da soluo germicida do sistema;

6) Remoo dos resduos de germicida atravs de circulao cuidadosa de gua

ou outro fluido estril.


qumicos

Condies de tempo de esterilizao:

Agente qumico utilizado

Depende

Das caractersticas da populao microbiana

remanescente (tipo e nmero de microrganismo)

Esterilizao e desinfeco por agentes gasosos

No o mtodo de escolha em indstrias de fermentao para esterilizaode equipamentos (muito rara);

Assepsia de salas e laboratrios comumente realizada com vapores deformaldedo;

Os mais importantes: xido de etileno, xido de propileno, formaldedo ebetapropriolactona.

Esterilizao e desinfeco por agentes gasosos

xido de Etileno usado em itens hospitalares, artigos plsticos delaboratrio etc. dentro de cmaras especiais semelhantes a autoclaves;

xido de propileno esterilizao de alimentos;

Vapores de formaldedo e betapropiolactona desinfeco de cmaras, salase ambientes onde assepsia desejvel.

A resistncia de bactrias vegetativas e esporuladas, vrus e fungos aos mtodos de

esterilizao por gases bastante varivel, e depende do agente utilizado, sua

concentrao, umidade relativa do ambiente e temperatura do processo.

Controle de contaminaes microbianas em

processos fermentativos

Esterilizao no h grau - /no estril;

Desinfeco industrial implica que o material deve ser tratado, a fim deeliminar ou reduzir a carga microbiana patognica, mas no implica quetodos os microrganismos viveis tenham sido inativados;

Problema do contaminante:

1) Desviar a transformao das matrias primas fermentescveis para outras substncias que no o produto desejado;

2) Destruir por decomposio o produto final, ou atravs de enzimas indesejveis, ou pela modificao das condies ambientais.

Controle de contaminaes microbianas em

processos fermentativos

Fermentao - contaminao indesejvel!!

Operao de fermentao contnua - mais fcil de haver contaminao que na descontnua;

Alternativas para o processo

Utilizar microrganismos fermentadores que crescem em temperaturas prejudiciais aos contaminantes: Lactocobacillus delbrueckii que cresce entre 45C e 50C;

Trabalhar com microrganismos que suportem elevadas presses osmticas impedindo desta forma que contaminantes cresam;

Introduo de grandes quantidades de inculo para proteger indiretamente de contaminantes pela lei de antagonismo (diminuio de pH rapidamente tornando o meio no propcio para o crescimento do contaminante - ex. fermentao ctrica com baixa de pH a 2 2,5).

Referncias

Schmidell W, Lima UA, Aquarone E, Borzani W. Biotecnologia Industrial -Engenharia bioqumica. Volume II, So Paulo, Ed. Edgard Blcher LTDA,

2001. Captulo 3

esterilizacao do equipamento

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