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O Processo para Purificação de Água

 

A pureza da água é extremamente importante para as indústrias farmacêutica e bioquímica. As partículas suspensas ou dissolvidas, compostos orgânicos, impurezas e outros agentes contaminantes proíbem o uso de água de torneira em aplicações laboratoriais e pesquisas científicas. Parâmetros como resistividade, condutividade, questões particulares de tamanho e concentração de microorganismos são utilizados para categorizar a qualidade da água e, assim, especificar as utilizações pretendidas. Algumas aplicações podem tolerar a presença de impurezas específicas da água, porém outras, tais como Cromatografia Líquida de Alta Performance (High Performance Liquid Chromatography - HPLC) necessitam da remoção da maioria dos contaminantes.

 

Contaminantes

 

A água é um excelente solvente e pode ser obtido de quase todos os lugares da Terra. Esta propriedade torna-a propensa a todos os tipos de contaminação.

  • Particularidades: Silte e sedimentos que podem ser removidos com a passagem da água através de um filtro de 10 a 20 micron (ou menos se necessário).

  • Microorganismos: Agentes bacterianos constituem um grande desafio para os sistemas de purificação de água. Sua taxa de crescimento, tamanho e robustez requerem uma arquitetura eficiente (detecção, remoção da água que entra, inibição do crescimento, etc.). As bactérias são medidas em unidades de formação de colônia por milímetro e podem ser mortas com desinfetantes. Uma conseqüência é que suas secreções e fragmentos celulares devem também ser removidos para evitar contaminação.

  • Endotoxinas, pirogenes, DNA e RNA: Fragmentos celulares e sub-produtos bacterianos. Culturas danosas a não prejudiciais podem ser detectadas com um teste LAL (Limulus Amoebocyte Lysate)

  • Elementos inorgânicos dissolvidos: Incluem fosfatos, nitratos, cálcio e magnésio, dióxido de carbono, silicatos, ferro, cloridos, fluoridos e qualquer outra química natural ou feita pelo homem resultante da exposição ao ambiente. A condutividade elétrica (μSiemens/cm) é utilizada para monitorar a alta concentração de íons, enquanto a resistividade (MUcm) é utilizada para identificar os íons presentes em baixas concentrações. Estes contaminantes afetam a dureza e alcalinidade/acidez da água.

  • Elementos orgânicos dissolvidos: Pesticidas, restos ou fragmentos de plantas ou animais. Analisadores de Carbono Orgânico Total (TOC) são utilizados para medir o CO2 emitido por organismos sujeitos à oxidação. A água livre de organismos é usada principalmente em aplicações em que a análise de substâncias orgânicas é realizada (ex. HPLC, cromatografia e espectrografia de massa).

Aplicações científicas requerem a eliminação de certos tipos de contaminantes. Por outro lado, os produtos farmacêuticos precisam, na maioria dos casos, da remoção quase total das impurezas (critério ditado por padrões específicos ou por normas regulatórias locais/internacionais).

 

Processo de Purificação

 

Existem vários métodos comumente utilizados para purificar a água. Sua efetividade está ligada ao tipo de contaminante a ser tratado e o tipo de aplicação para qual a água será usada.

 

  • Filtração: Este processo pode ser dar das seguintes maneiras:

    • Filtração Sem Precisão: Também chamada de filtração de partículas, pode utilizar qualquer filtro de areia com placa de 1mm a 1micro.

    • Micro Filtração: Utiliza dispositivos de 1 a 0,1micron para filtrar as bactérias. A implementação típica dessa técnica pode ser encontrada nos processos de produção de cerveja.

    • Ultra Filtração: Remove fragmentos de pirogenes, endotoxinas, DNA e RNA.

    • Osmose Reversa: Freqüentemente chamada de OR, a osmose reversa é o grau mais refinado de filtração líquida. Ao invés de um filtro, ela utiliza um material poroso que atua unidirecionalmente e que pode separar partículas de proporção molecular.

    • Destilação: É o método mais antigo de purificação. Barato, mas não pode ser utilizado num processo com exigências. A água deve ser destilada e depois armazenada para uso posterior, tornando-a propensa novamente à contaminação se não armazenada apropriadamente.

  • Absorção por Carbono Ativado: Opera como um magneto no clorino e compostos orgânicos. 

  • Desionização: Também chamada de troca de íon, é utilizada para produzir água purificada com exigências, pela passagem da água através de placas de resina. Carregada negativamente (aniônico) a resina remove os íons positivos, enquanto que, carregada positivamente (catiônico) remove os íons negativos. O monitoramento contínuo e manutenção das placas podem produzir a mais purificada água.

Sanitização por Água Quente

 

O equipamento de Sanitização da água purificada com água quente é obtido através de uma combinação apropriada de tempo de exposição e temperatura. A utilização primária deste processo serve para desativar possíveis micróbios. Vale ressaltar que a redução de Endotoxinas não é alcançada como um resultado direto do processo de sanitização por água quente.

 

Baseada na fonte de alimentação de água, nas condições de operação do sistema e nos procedimentos de operação e manutenção para os usuários finais, os processos de limpeza química tradicionais ainda devem ser solicitados.

 

A Sanitização usando água quente envolve trocas de calor incorporadas num sistema CIP (limpeza no local - clean in place) tradicional para que haja circulação gradual de água quente e fria no sistema de membrana da osmose reversa. Os fabricantes de membrana comumente estipulam uma taxa de aquecimento e resfriamento para protege-la de damos irreversíveis e para garantir o desempenho do sistema no longo prazo.

 

Uma seqüência típica de Sanitização da água pode consistir nas seguintes fases:

  • Inicialização (verificação das condições)

  • Aquecimento

  • Espera

  • Resfriamento

Um sistema de controle de portanto fornecer flexibilidade para que o controle repetido e preciso da esterilização seja obtido o que inclui as seguintes funções:

  • Controle preciso do loop com programação do perfil do setpoint

  • Controle seqüencial para a Sanitização/esterilização

  • Mensagem para o operador na tela

  • Controle obrigatório de standby da bomba

  • Coleta segura de dados on-line do sistema de água purificada para análise e evidência

  • Visualização local para o operador com gráficos claros e controle de acesso aos parâmetros

O Supervisor Visual EyconTM é uma solução ideal para esta aplicação.

 
 

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