Não. A definição de um filtro
esterilizante, segundo o FDA, é aquele que, quando desafiado com 107 Brevundimonas
diminuta por cm2 de área filtrante, produz efluente estéril. Não há
nenhuma menção à especificação de "micragem" do filtro. De fato, vários
são os filtros disponíveis no mercado como sendo de 0.2 µm ou 0.22 µm e que não podem
ser considerados esterilizantes, já que não há comprovação do desafio
bacteriológico.
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Os poros de um filtro
esterilizante são todos "calibrados" em 0.2 µm ou 0.22 µm ?
Através da técnica da microscopia
eletrônica de varredura, foi possível detectar-se que os poros de uma membrana
esterilizante estão longe de ser exatamente de 0.2 µm ou 0.22 µm. Na realidade, existem
poros até maiores do que 1 µm. O que define um filtro esterilizante é o desafio
bacteriológico com Brevundimonas diminuta (ver Filtro Esterilizante).
Esta bactéria possui forma bastonada, com dimensões da ordem de 0.3 µm x 0.8
µm. No
passado acreditava-se que as membranas esterilizantes removiam todas as bactérias na sua
superfície (daí serem erroneamente conhecidas como filtros de superfície). Como essas
membranas eram capazes de efetivamente remover a Brevundimonas diminuta, passou-se
a classificar estas membranas como tendo poros uniformes de 0.2 µm ou 0.22 µm,
dimensões menores do que a menor dimensão da bactéria (0.3 µm).
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A utilização de um filtro
esterilizante adquirido no mercado, e que vem acompanhado de um certificado confiável,
comprovando que o mesmo foi corretamente submetido ao desafio bacteriológico, é uma
garantia de que o meu produto será esterilizado ?
Exigir o certificado de desafio
bacteriológico de qualquer filtro esterilizante ou microbiológico é fundamental. Mas
isso em si não basta para garantir que o filtro adquirido possa ser considerado
esterilizante em um processo de produção específico. É necessário registrar
evidências de que este filtro efetivamente esteriliza o produto em questão. Isso porque
o filtro esterilizante deve ser desafiado, segundo o FDA, com Brevundimonas diminuta.
Se no produto existir algum microrganismo de dimensões menores do que a B. diminuta,
o filtro poderá não removê-lo. O filtro adquirido não deixa de ser considerado um
filtro esterilizante segundo o FDA, mas não pode ser validado como o filtro esterilizante
do processo. Nesse caso, pode-se avaliar o uso de filtros de 0.1 µm.
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O uso de filtros de 0.1
µm em processo é um exagero ?
Dependendo do processo, é possível
que existam organismos extremamente pequenos no produto a ser filtrado, que podem
eventualmente atravessar membranas esterilizantes. É o caso, por exemplo, da Ralstonia
picketii. Em produtos contendo conservantes é possível que as bactérias assumam a
chamada "forma L", diminuindo o seu tamanho (diminuição do volume celular).
Tornando-se menores do que a Brevundimonas diminuta, podem não ser removidas por
filtros esterilizantes.
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Como funciona o zeta
potencial de filtros na remoção de pirogênios ?
Sabe-se que pirogênios, quando
presentes em soluções aquosas, adquirem carga negativa (zeta potencial negativo). O uso
de filtros cujos meios filtrantes possuam zeta potencial positivo possibilita a remoção
de pirogênios. Filtros esterilizantes de 0.2 µm não são capazes de remover
pirogênios. Porém, filtros com zeta potencial positivo de 2 µm absoluto apresentam
eficiência de remoção de pirogênio da ordem de até 99.99%. O mecanismo de remoção
não é mais mecânico, mas sim por atração de cargas elétricas. Uma vez saturados os
sítios de zeta potencial positivo do filtro, este deve ser trocado, mesmo que ainda não
esteja entupido (não apresente
P
elevado). O controle desse tipo de filtração não
deve ser por
P, mas por análise da qualidade do filtrado (no caso de pirogênio pode-se
fazer o teste de LAL).
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O filtro ideal é aquele
que não entope ?
ERRADO ! Pela própria definição,
filtro é um dispositivo que deve remover contaminantes de um líquido ou de um gás.
Assim, após algum tempo em processo, a maioria dos seus poros devem ter sido bloqueados
com contaminantes. Os poucos poros livres restantes não são mais suficientes para
permitir a vazão de processo, quando é, então, chegado o momento de trocar o elemento
filtrante (no caso de cartuchos descartáveis) ou de regenerá-lo (no caso de cartuchos
recuperáveis, como os metálicos). Portanto, o filtro deve entupir em algum momento.
Filtros que não entopem não estão cumprindo sua função. Se os cartuchos estão
entupindo muito rapidamente (em horas por exemplo), prejudicando a produção, deve-se
investigar se o dimensionamento do filtro foi corretamente feito para as condições de
processo, ou se houve alguma mudança do processo que possa ter causado a baixa vida útil.
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Como posso saber o momento
correto de se trocar o cartucho ?
A forma correta de se avaliar o
momento de troca do elemento filtrante é monitorar o
P através do filtro. Por isso, é
essencial que a carcaça do filtro seja provida de manômetros de entrada e saída (ou de
um manômetro diferencial). Quando o
P do elemento filtrante atingir um valor próximo
de 5 vezes o
P inicial (com o elemento limpo), estamos próximos do momento da troca,
porque aproximadamente 80% dos poros do meio filtrante encontram-se bloqueados com
contaminantes.
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Trocar-se os cartuchos com
base em tempo de uso é correto ?
Depende. Se houve algum estudo
empírico sério, comprovando que, por exemplo, a cada dois meses, um determinado cartucho
atinge um grau de entupimento tal que não se obtém mais a vazão exigida pelo processo,
então a troca a cada dois meses é correta, e tem fundamento. Porém, estabelecer a troca
de cartuchos a cada semana ou a cada 15 dias, sem que se saiba se ao fim desse período
eles estão efetivamente próximos do seu entupimento, é um erro grave, comprometendo a
economia do processo de filtração, pois podemos estar descartando cartuchos que ainda
estão longe do entupimento.
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O uso de manômetros em
filtros é necessário ?
Não só é necessário como é
essencial do ponto de vista de economia do processo de filtração. Através da
monitoração do
P do filtro é que podemos ter certeza que os cartuchos estão
funcionando (caso o
P aumente ao longo do tempo) ou não (caso ele não se altere por
longos períodos de tempo, o que pode ser causado pelo uso de cartuchos com poros maiores
do que os contaminantes presentes no fluido a ser filtrado).
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Posso prever qual a vida
útil de um filtro em processo ?
É impossível prever-se a vida útil
de um filtro em processo, já que isso é diretamente dependente da quantidade de
contaminantes presentes no fluido a ser filtrado. Em alguns casos é possível fazer-se
algumas estimativas, tendo por base dados de vida útil obtidos em aplicações
semelhantes. Mas cuidado, o mesmo sistema de filtração utilizado em duas plantas de
produção distintas, mesmo que filtrando o mesmo fluido (água deionizada por exemplo),
pode apresentar vidas úteis completamente diferentes (já que a água de uma planta pode
ter uma quantidade de contaminantes muito superior à da outra).
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Qual a micragem ideal para
fazer uma clarificação visual de um líquido ?
A menor partícula visível a olho nu
tem aproximadamente 40 µm de tamanho. Em princípio, o uso de filtros de 40
µm
absoluto
(e não nominal !) é normalmente adequado para produzir um filtrado límpido, sem a
presença de partículas ou fibras visíveis a olho nu. Porém, dependendo do produto e do
tipo de contaminante presente, pode ser necessário o uso de filtros mais finos. É o
caso, por exemplo, de produtos com base alcoólica, onde partículas muito pequenas têm a
capacidade de se aglomerar após algum tempo e provocar um precipitado. Para esses casos
pode ser necessário o uso de filtros de 10 µm absoluto ou ainda mais finos.
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Como posso resolver o
problema de baixa vida útil de meus filtros ?
Se for um sistema de filtração
recém instalado, é importante avaliar se o dimensionamento do filtro foi feito de forma
correta, tendo por base as condições de processo (ex. vazão, tipo de fluido, densidade
e viscosidade do fluido na temperatura de operação, etc.). Outro ponto a ser investigado
é se temos pressão disponível para uma filtração econômica. O ideal, em filtração
de líquidos, é dispor-se de bombas. Filtração por gravidade apresenta limitação de
pressão disponível para o filtro. Se o sistema já estiver operando há algum tempo e
só recentemente começou a apresentar baixa vida útil, a hipótese mais provável é que
tenha havido alguma alteração na qualidade do produto a ser filtrado, como por exemplo
um novo lote de matéria-prima. No caso da filtração de água de superfície, é comum,
em determinadas épocas do ano, a presença maciça de ferro e/ou sílica, que provoca o
aparecimento de um gel, capaz de colmatar os filtros em espaços de tempo muito curtos.
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O uso de pré-filtros é
sempre adequado para aumentar a vida útil de um sistema de filtração ?
Quando a causa do entupimento do
filtro final é a presença de uma grande quantidade de contaminantes, com tamanho
superior à micragem desse filtro, é provável que um pré-filtro contribua para melhorar
a sua vida útil. Em alguns casos, porém, o ideal é aumentar a área filtrante do filtro
final. Veja-se o exemplo de um filtro de 0.2 µm, esterilizante, que esteja filtrando
água proveniente de osmose reversa. Em princípio, essa água é de excelente qualidade
do ponto de vista de particulado. Um pré-filtro, para ser eficiente, teria de ser
extremamente fino, com uma micragem muito próxima ao do filtro final. Assim, nos casos em
que os pré-filtros têm de ter uma micragem muito próxima ao do filtro a ser protegido,
a melhor solução é aumentar a área filtrante do filtro final.
Mas atenção, pré-filtros devem ser confiáveis
(ou seja, de classificação absoluta e com matriz de poros fixa), do contrário a sua
inclusão no processo só é prejudicial ao filtro final, que passaria a ter de remover os
contaminantes naturais do produto e, além disso, fibras e outros resíduos provenientes
do próprio pré-filtro.
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É melhor filtrar um
líquido em alta ou em baixa temperatura ?
Não havendo problemas de
compatibilidade térmica com o filtro e o produto não sendo sensível ao calor
(termolábeis), é sempre melhor opção a filtração em temperaturas mais elevadas,
porque a viscosidade de um líquido diminui com o aumento da temperatura, o que facilita a
filtração.
Porém, há situações em que, devido às
características do produto, sua filtrabilidade é melhor em baixa temperatura.
Isso vale, por exemplo, para produtos que tenham proteínas, como soro bovino.
Assim, a seleção da temperatura ótima de filtração é função do tipo de
produto a ser filtrado
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Devo sempre selecionar o
filtro de micragem mais fina para minha aplicação ?
Do ponto de vista do custo-benefício
da filtração, o correto é sempre usar-se o filtro mais "aberto" (ou de maior
micragem) possível, que garanta a qualidade do filtrado, conforme os parâmetros
estabelecidos pelo CQ. É muito comum usuários de filtros nominais optarem por elementos
de 1 µm nominal, e não de 5 µm nominal, porque se sentem mais "seguros" com
filtros mais finos. Na realidade, dependendo da linha de filtros nominal que se utilize,
pouca diferença existe entre um elemento de 1 µm e outro de 5 µm nominal, em termos de
qualidade do filtrado.
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Qual o critério para
dimensionar-se um filtro de respiro de tanque ?
Se o tanque não sofrer nenhum
processo que envolva oscilação de temperatura (ex. esterilização), o filtro é
dimensionado com base na vazão de ar necessária para impedir o vácuo causado pela
descarga de produto do tanque (ou a vazão de ar que sai do tanque no momento do
carregamento de produto). No entanto, a situação mais crítica é a que envolve
esterilização por vapor in situ do tanque. Nesse caso, a vazão de ar que é
considerada para o dimensionamento do filtro é aquela necessária para impedir que o
tanque entre em vácuo no momento do seu resfriamento após a esterilização. Normalmente
esta vazão provocada pelo resfriamento é muito maior do que a vazão de carga/descarga
do tanque. Sempre recomendamos a instalação de discos de ruptura ou outros dispositivos
de segurança que protejam os tanques que não suportam vácuo total.