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:

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).  

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.

- 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 .

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:

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

Valores de D e k para esporos de B 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  

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.