ESTERILIZAÇÃO DESCONTÍNUA

1. ESTERILIZAÇÃO DESCONTÍNUA • A esterilização de meios em grande escala é normalmente realizada no próprio fermentador, que contém dispositivo para aquecimento com vapor, agitação e resfriamento. • Ao se aquecer um meio por processo descontínuo, a variação da temperatura em função do tempo tem o seguinte perfil:

2. O cálculo do tempo de esterilização () pode ser feito conhecendo-se: • a)  a variação de k em função da temperatura; • b)  as curvas de aquecimento e de resfriamento do meio; • c)  a temperatura de esterilização; • d)  a temperatura mínima letal; • e)  o número inicial de células viáveis (N1); • f)  o número final de células viáveis (= probabilidade de falha = N4).

3. No tempo t1 tem-se o número inicial de células viáveis (N1); • No tempo t2 tem-se o número de células viáveis igual a N2; • No tempo t3 tem-se o número de células viáveis igual a N3; • No tempo t4 tem-se o número de células viáveis igual a N4.

4. - Com a curva de aquecimento em função do tempo e de k em função da temperatura, obtém-se o valor de médio de k (k’m) no intervalo de tempo t1 a t2. • - Analogamente obtém-se o valor médio de k (k’’m) no intervalo de tempo t3 a t4 (fase de resfriamento). • Considerando que de t1 a t4 está ocorrendo morte celular, tem-se:  (Fórmulas) • Rearranjando, tem-se: ln N1/N4 = k’m (t2-t1) + k  + k’’m (t4-t3), que permite calcular .

5. ESTERILIZAÇÃO CONTÍNUA • A esterilização contínua é muito útil para os processos em que o meio é adicionado ao reator durante a fermentação (evita recontaminação durante o processo). • Normalmente o método denominado “HTST” (high temperature short time), que atinge temperaturas entre 110 e 140 oC, empregando vapor saturado. Esquema de um aquecedor instantâneo com trocador de calor:

6. Ao se aquecer um meio por processo contínuo, a variação da temperatura em função do tempo tem o seguinte perfil: Neste caso, a destruição de células viáveis durante o aquecimento e o resfriamento pode ser desprezada. Sendo N1 o número inicial de células viáveis, N2 a probabilidade de falha e k a constante de destruição na temperatura de esterilização, o tempo de esterilização pode ser calculado pela expressão:  = 1 . ln N1 k N2

7. Valores de D e k para esporos de B.stearothermophilus em diferentes temperaturas Temperatura em oC D (min) k (min-1) 115 15,0 0,1535 121 1,5 (90 s) 1,535 127 9 s 15,35 133 0,9 s 153,5

8. Exemplo • Calcular o tempo de esterilização em sistema contínuo para um meio que contém uma contaminação inicial de 109 cel./m3, baseando-se na resistência térmica do B. stearothermophilus a 127°C. A probabilidade de falha é de 10-6 cel./m3.