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Efeito da temperatura sobre a morte térmica A partir do gráfico de N = f (t) ou da expressão ln(No/N) = k.t, obtém-se o valor de D para uma determinada.

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1 Efeito da temperatura sobre a morte térmica A partir do gráfico de N = f (t) ou da expressão ln(No/N) = k.t, obtém-se o valor de D para uma determinada temperatura, sendo que quanto maior a temperatura menor o valor deste, e menor é a resistência do microrganismo. N t T1T1 T2T2 T3T3

2 Para B. stearothermophilus e para E. coli a ordem de grandeza das temperaturas de morte térmica são distintas: N t B. stearothermophilus

3 E. coli N t

4 Para relacionar o efeito da temperatura de morte térmica com a cinética de uma reação química, utiliza-se a equação de Arrhenius. k = K. exp(- /R.T) Onde: K é uma constante empírica é a energia de ativação R é a constante dos gases T é a temperatura absoluta

5 Linearizando, tem-se: log k = A – (B/T) Onde:A = log K B = /2,303.R k (min -1 ) 10 5 /T B. st K -1

6 Assim, pode-se obter o valor de k para qualquer temperatura de um intervalo

7 Cálculo de tempo de esterilização tempo necessário para reduzir o número de microrganismos de N o para N. Na prática, porém, sua aplicação apresenta restrições. 1. Meios de fermentação têm vários m.o., e o valor de k varia para m.o. diferentes; Como alternativa pode-se escolher um m.o. mais resistente como referência (ex. B. stearothermophilus) e considerar que todos apresentam resistência igual a ele 2. O valor de k depende também do meio e da temperatura, sendo, muitas vezes, necessário determinar experimentalmente o seu valor Pela equação: t = 1. ln N o é possível calcular o k N

8 3. Nos meios de fermentação industriais, as células podem formar aglomerados ou estar protegidas por partículas sólidas, o que implica maior resistência térmica. 4. Pelo conceito de esterilização: destruição de todos os m.o. vivos, ou seja, N = 0, é impossível aplicar a equação. Como alternativa pode-se admitir um número final aceitável e diferente de zero, ou seja, considerar uma Probabilidade de falha. Sendo E t o número de operações de esterilização realizadas nas mesmas condições e E f o número de operações de esterilização que falharam, define-se Probabilidade de falha como P = E f / E t

9 Multiplicando-se E f /E t por 100 tem-se a probabilidade de falha expressa em porcentagem. Exemplo: Admitir que, de 100 esterilizações (tanques), em 3 delas sobrará um m.o. viável. Portanto, N o(total) = 100. N o(individual) e N = 3 Aplicando a equação, tem-se: t = 1. ln 100.N o k 3 Assim, pode-se calcular o tempo substituindo-se o número final de m.o. viáveis pela probabilidade de falha: P 1. ln N o k 0,03 t = 1. ln N o k t =t =

10 Exercício O valor de k para B. stearothermophilus, a 121 o C, é igual a 1,535 min -1. Considerando as exigências a seguir, calcule o tempo necessário para a esterilização dos meios A e B. Meio A: é necessário que, a cada operações, no máximo 3 apresente uma célula viável. Meio B: é necessário que, a cada operações, no máximo 1 apresente uma célula viável. Dados: N o = 2x10 9 cel/L; V = 2 L

11 Exemplo Calcular o tempo de esterilização de um mosto, considerando os seguintes dados: -Volume = 100 m 3 -Contaminação inicial = 7, cel./L -Temperatura de esterilização = 120 o C -Temperatura mínima letal = 80 o C -Probabilidade de falha = 0,001 (0,1%) -Curva de aquecimento e de resfriamento (gráficos) -Variação de k em função da temperatura (gráficos) km = 19,40 min -1 km = 3,23 min -1 k = 1,60 min -1

12 Refazer o cálculo, considerando agora uma contaminação inicial de 4, cel./L e uma probabilidade de falha igual a 1%.


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