Canalização do Meio Filtrante

Fenômeno indesejável na filtração, ocorre quando a estrutura do filtro é do tipo de poros não fixos. Em função dos poros não permanecerem estáveis, tornando-se maiores durante a filtração, o fluido tende a passar por eles, comprometendo a eficiência de remoção. (ver Meio Filtrante de Poros Não Fixos)

Cartucho ou Elemento Filtrante

Dispositivo de filtração, normalmente com formato cilíndrico, especialmente desenvolvido para simplificar a operação de filtração, através da sua fácil instalação e remoção da carcaça. Normalmente composto por uma estrutura de suporte interno (núcleo), de suporte externo (gaiola) e terminais nas extremidades, nos quais o meio filtrante é selado (termicamente ou por meio de resinas especiais). O meio filtrante nele presente pode ser do tipo de profundidade ou plissado.

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Classificação Absoluta de Filtros

Maior partícula esférica, rígida, que pode passar pelo meio filtrante sob condições padronizadas de teste. É uma indicação do maior tamanho de poro do meio filtrante. (ver Classificação Nominal de Filtros)

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Classificação Nominal de Filtros

Um valor arbitrário, indicando o tamanho de contaminante que o fabricante declara que o filtro é capaz de remover. É um teste gravimétrico (baseado em peso) e não é reproduzível. Classificações nominais variam de fabricante para fabricante (i.e., filtros de 10 µm nominal de dois fabricantes diferentes podem ter desempenhos distintos), não servindo para comparar filtros. (ver Classificação Absoluta de Filtros, Meio Filtrante de Poros Fixos)

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Compatibilidade Química

Habilidade dos materiais de construção do filtro de resistirem a exposição a produtos químicos, de forma que a eficiência de remoção não seja prejudicada, que o filtro não libere partículas ou fibras e não adicione extraíveis aos produtos filtrados. A compatibilidade é específica para um determinado produto químico, ou combinação de produtos químicos, a uma certa temperatura.

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Descarga de Contaminantes

Fenômeno indesejável na filtração, ocorre quando a estrutura do filtro é do tipo de poros não fixos, liberando contaminantes anteriormente retidos, contaminando o filtrado. (ver Meio Filtrante de Poros Não Fixos)

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Eficiência de Remoção de Filtros ()

A eficiência de remoção mede a percentagem de partículas removidas de um fluido pelo filtro. Alguns fabricante de filtros utilizam a eficiência de remoção em termos de peso de contaminante retido, o que não expressa o real tamanho de partícula capaz de atravessar o meio filtrante. São os filtros de classificação nominal. Para filtros de alta eficiência, utilizados em processos críticos, a eficiência é expressa em termos de Índice Beta (ß). A relação entre ß e eficiência pode ser calculado pela seguinte fórmula : = 100*[(ß -1)/ß ]. Assim, um filtro com índice ß₁₀ =5000 apresenta eficiência de remoção, para partículas de 10 µm e maiores, de 99,98%. (ver Índice Beta ou Classificação Beta (ß))

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Estabilidade Térmica

Habilidade dos materiais de construção do filtro de manterem a integridade e funcionabilidade em elevadas temperaturas. É especialmente importante quando se considera a esterilização de filtros por vapor (em autoclave ou em linha). A compatibilidade de um filtro com um produto químico é uma função da temperatura, ou seja, um determinado meio filtrante pode ser compatível com um certo produto químico em temperatura ambiente, e não o ser em temperaturas mais elevadas.

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Extraíveis

São substâncias que podem ser liberadas por quaisquer dos componentes do filtro ou do sistema de filtração (ex. anéis de vedação), sendo incorporadas ao fluido filtrado. Estes contaminantes podem incluir agentes químicos que tornam o meio filtrante hidrofílico, resíduos químicos após a esterilização do filtro, etc. O tipo e a quantidade de extraíveis varia com o tipo de fluido filtrado. Alguns filtros não produzem extraíveis em nível significativo. Um pré- enxágüe do filtro, com água ou outro fluido de processo compatível, pode minimizar o nível de extraíveis. A validação de sistemas de filtração esterilizante deve incluir estudos de extraíveis.

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Filtração

Processo de separação no qual removem-se contaminantes em suspensão (ex. partículas, fibras, microrganismos, vírus) de uma corrente fluida (líquido ou gás), através da passagem do fluido por um meio filtrante permeável.

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Filtração Direta ou Convencional

Filtração no qual o líquido ou o gás flui diretamente através do meio filtrante. Existem apenas duas correntes envolvidas no processo : a alimentação e o filtrado. (ver Filtração Tangencial)

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Filtração Tangencial

Filtração no qual o líquido flui tangencialmente à superfície da membrana. Devido à pressão aplicada, parte desse líquido atravessa a membrana. Existem três correntes envolvidas no processo : a alimentação, o concentrado (ou retido) e o filtrado (ou permeado). (ver Filtração Direta ou Convencional)

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Filtro Esterilizante

Segundo o órgão norte-americano FDA (Food and Drug Administration), um filtro esterilizante é aquele que produz efluente estéril quando desafiado com uma concentração mínima de 10⁷ Brevundimonas diminuta por cm² de área filtrante. Embora comercialmente conhecidos no mercado como filtros de 0.2 ou 0.22 µm, nem todo filtro de 0.2 ou 0.22 µm é esterilizante. Para ser considerado um filtro esterilizante, o fabricante deve comprovar que o mesmo sofreu o desafio bacteriológico segundo a definição do FDA. (ver Redução de Título)

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Filtro Hidrofílico

Filtros hidrofílicos são facilmente molháveis com água e, praticamente, com qualquer tipo de líquido. São os filtros preferencialmente selecionados para filtração de líquidos, desde que quimicamente compatíveis. (ver Filtro Hidrofóbico)

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Filtro Hidrofóbico

Filtros hidrofóbicos não se molham com água ou soluções aquosas, apenas com líquidos de baixa tensão superficial, como álcoois por exemplo. Porém, uma vez molhado, um filtro hidrofóbico não mais mantém suas características hidrofóbicas, podendo ser molhado por soluções aquosas. São filtros especialmente adequados para serviço em respiros de tanques (vent filters) e na filtração de gases (ex. fermentação). A membrana hidrofóbica é normalmente em PTFE ou PVDF. Dependendo da aplicação, os filtros hidrofóbicos podem ser utilizados para filtração de líquidos, em função de compatibilidade química da membrana (ex. acetona filtrada por filtros de PFTE). (ver Filtro Hidrofílico)

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Filtro de Membrana

Um filtro cujo meio filtrante é constituído de uma membrana fibrosa (polipropileno, microfibra de vidro, celulose) ou de um filme polimérico (nylon 66, PVDF, PTFE, PES). Disponível na forma plissada (em cartuchos) ou plana (membranas em disco). Os contaminantes podem ser removidos tanto no interior quanto na superfície do meio filtrante. Erroneamente conhecidos como filtros de superfície (porque se acreditava que todos os contaminantes eram removidos na superfície da membrana). (ver Filtro de Profundidade)

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Filtro Microbiológico

Um filtro cujo objetivo é a remoção de microrganismos (bactérias) ou vírus de um fluido. Os filtros esterilizantes são um tipo de filtro microbiológico. (ver Filtro Esterilizante, Redução de Título)

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Filtro Oleofóbico

Filtros oleofóbicos têm a propriedade de repelir fluidos não polares, como por exemplo óleos e lubrificantes. São especialmente adequados para coalescência de água e óleo de correntes gasosas.

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Filtro de Profundidade

Um filtro cujo meio filtrante é constituído de múltiplas camadas ou de uma camada simples com certa espessura (usualmente da ordem de 1,0 a 1,5 cm). Os contaminantes são preferencialmente removidos no interior do meio filtrante (a sua "profundidade"), mas podem também ser removidos na superfície. Os meios filtrantes de profundidade mais avançados utilizam a tecnologia da variação do diâmetro da fibra, produzindo uma estrutura de poros de tamanho graduado, incorporando em um mesmo meio filtrante várias camadas de diferentes tamanhos de poros, o que prolonga a vida útil em serviço. (ver Filtro de Membrana)

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Índice Beta ou Classificação Beta (ß)

Forma de avaliar-se a eficiência de um meio filtrante na remoção de um determinado tamanho de partícula. Baseia-se na relação entre a quantidade de partículas de um determinado tamanho e maiores na entrada e na saída do meio filtrante. Por exemplo, se na entrada de um filtro temos 5.000 partículas de 10 µm e maiores e na saída encontramos apenas uma dessas partículas, especificamos o filtro como tendo um índice ß₁₀ = 5000. Isso significa que a chance é de 5000 : 1 de que uma partícula de 10 µm ou maior atravesse aquele meio filtrante. (ver Eficiência de Remoção de Filtros ())

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Meio Filtrante

É efetivamente o componente do cartucho que permite a passagem do fluido (líquido ou gás), retendo os contaminantes.

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Meio Filtrante de Poros Não Fixos

Os poros deste tipo de meio filtrante estão sujeitos a deformações durante a filtração, em função de flutuações de pressão e/ou vazão. Essas deformações provocam aumento no tamanho dos poros e ocorrem em diferenciais de pressão baixos (da ordem de 1 kgf/cm² em temperatura ambiente), provocando os fenômenos indesejáveis de migração do meio filtrante, descarga de contaminantes e canalização do meio filtrante, com conseqüente contaminação do filtrado. (ver Meio Filtrante de Poros Fixos)

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Meio Filtrante de Poros Fixos

Os poros deste tipo de meio filtrante mantém-se estáveis ao longo da filtração, mesmo com diferenciais de pressão da ordem de 4 a 5 kgf/cm², em temperatura ambiente. São os meios filtrantes utilizados nos filtros absolutos e com classificação Beta (ß). Proporcionam um filtrado de excelente qualidade, constante ao longo de toda a filtração. (ver Meio Filtrante de Poros Não Fixos)

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Micragem

Forma comum de se referir à especificação de tamanho de poro dos filtros de particulado. Não confundir com o conceito de porosidade. (ver Porosidade)

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Micrômetro

Milionésima parte do milímetro (mm), é a unidade usual para especificação do tamanho de partícula que um filtro é capaz de remover. O símbolo da unidade é "µm". Para se ter uma idéia da dimensão de um micrômetro, tome-se o exemplo do ponto formado no papel por um lápis com o grafite bem fino. Este ponto, conhecido como "ponto de lápis", é da ordem de 40 µm, sendo definido como o menor tamanho de partícula visível a olho nu. A bactéria Brevundimonas diminuta (da ATCC 19146), utilizada no desafio bacteriológico de membranas esterilizantes, possui uma forma bastonada, com diâmetro de aproximadamente 0.3 µm e comprimento de 0.8 µm. É comum utilizarem-se os termos micron (singular) e micra (plural), ao invés de micrômetro e micrômetros.

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Migração do Meio Filtrante

Fenômeno indesejável na filtração, ocorre quando a estrutura do filtro é do tipo de poros não fixos, liberando componentes de construção do próprio filtro (fibras), contaminando o filtrado. (ver Meio Filtrante de Poros Não Fixos)

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Nanofiltração

Filtração no qual partículas, moléculas de baixo peso molecular e íons são removidos. É um tipo de filtração tangencial, cuja membrana é mais fina do que a de ultrafiltração, mas não mais fina do que a de osmose reversa. (ver Filtração Tangencial, Osmose Reversa, Ultrafiltração)

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Osmose Reversa

É a tecnologia de filtração tangencial que envolve os tipos mais finos de membranas, em termos de tamanhos de poros. Remove partículas, moléculas e íons. Utilizada para dessalinização de água e produção de água ultrapura em indústrias de alimentos e bebidas e eletrônica e água para injetáveis (WFI) em indústrias farmacêuticas.(ver Filtração Tangencial, Nanofiltração, Ultrafiltração)

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Porosidade

É uma medida de todos os espaços vazios ("poros") do meio filtrante. Quanto maior a porosidade de um filtro tanto maior a capacidade de remoção de contaminantes. Quanto mais poroso o filtro, maiores são as vazões conseguidas e mais longa a vida útil em serviço. Erroneamente confundido com o conceito do tamanho de poro, é muito comum expressões do tipo "filtro de porosidade de 10 µm". (ver Micragem)

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Pressão Diferencial (P)

É a diferença entre a pressão de entrada e a de saída do filtro. À medida que o cartucho se entope, o P aumenta até atingir o valor limite para troca. É o parâmetro tecnicamente mais indicado para avaliar o entupimento do filtro e o momento ideal de sua troca.

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Redução de Título

Para filtros que removem microrganismos de fluidos, a eficiência pode ser expressa em termos de redução de título bacteriano. O título de redução é calculado pela relação entre a quantidade de unidades formadoras de colônia (ufc) de um determinado organismo na entrada e na saída do filtro. É comum expressar-se redução de título em termos de potências de 10 ou logs. Assim, se um filtro microbiológico remove 999.999 ufc de Brevundimonas diminuta de um total de 1 milhão, a redução de título é de 10⁶ ou de 6 logs. (ver Filtro Esterilizante)

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Separação

Processo de divisão de uma corrente fluida (líquida ou gasosa) em componentes distintos. Inclui purificação (remoção de componentes solúveis), filtração (remoção de componentes em suspensão) e separação em duas fases (líquido de gás, ou líquido de líquido).

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Surfactantes

São produtos químicos utilizados para aumentar a molhabilidade de uma superfície ou de uma partícula por um líquido, através do aumento da energia de superfície. O meio filtrante de um filtro pode ser tratado com surfactantes para molhar-se mais facilmente (tornar-se mais hidrofílico). Nesses casos, o agente surfactante pode ser parcialmente removido pelo fluido de processo, sendo agregado ao filtrado, na forma de um extraível. Por isso o uso de surfactantes é indesejável na construção de meios filtrantes.

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Teste DOP

Teste que avalia a eficiência de um filtro na remoção de partículas de ar, baseado na retenção de aerossóis de 0.3 µm de dioctilftalato (dioctyl phthalate – DOP), normalmente expresso em termos percentuais. Um filtro HEPA (High Efficiency Particulate Air) deve reter, no mínimo, 99.97% de aerossóis de DOP com 0,3 µm de tamanho. O tamanho de 0.3 µm foi escolhido em função de ser o mais difícil de ser removido por filtros de ar.

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Testes de Biosegurança

Termo genérico utilizado para caracterizar testes realizados para determinar se os materiais de construção de um filtro são capazes de induzir graus mensuráveis de toxicidade, irritação localizada na pele, reações de sensibilidade ou outras respostas biológicas. Podem ser empregados testes in vivo ou in vitro. Testes como os descritos na United States Pharmacopeia (Class VI Plastic Tests) asseguram que os filtros expostos às soluções de teste a 121^ºC não provocam reações adversas.

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Teste de Integridade

Procedimento utilizado para avaliar se um filtro microbiológico encontra-se íntegro, i.e., se mantém a eficiência de remoção de um determinado microrganismo (ex. Brevundimonas diminuta), conforme especificação do fabricante. Quando relacionado com filtros microbiológicos, os parâmetros do teste de integridade devem estar correlacionados com os resultados do desafio bacteriológico da membrana.

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Teste de Integridade : Ponto de Bolha

Baseia-se no princípio de molhar-se a membrana filtrante com um líquido adequado (ex. água, álcool) e verificar qual a pressão de gás necessária para expulsar o líquido dos poros da membrana. Esta pressão é denominada de Pressão de Ponto de Bolha, ou simplesmente Ponto de Bolha. Se a pressão encontrada for igual ou maior do que a especificada pelo fabricante, o filtro é considerado íntegro. É um teste subjetivo quando realizado manualmente.

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Teste de Integridade : Fluxo Difusivo

Baseia-se no princípio de molhar-se a membrana filtrante com um líquido adequado (ex. água, álcool), aplicar uma pressão de gás (determinada pelo fabricante) e medir a vazão de gás que atravessa o meio filtrante. Esta vazão de gás é denominada Fluxo Difusivo. Se o fluxo difusivo encontrado for menor ou igual ao especificado pelo fabricante, o filtro é considerado íntegro. É um teste quantitativo e preciso, mesmo quando realizado manualmente.

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Teste de Integridade : Decaimento de Pressão (ou Declínio de Pressão)

Baseia-se no princípio de molhar-se a membrana filtrante com um líquido adequado (ex. água, álcool) e aplicar uma pressão de gás (determinada pelo fabricante) durante um certo tempo. Em seguida, fecha-se a válvula que admite o gás para a carcaça e avalia-se, através de um manômetro, a queda de pressão durante um tempo pré-estabelecido (normalmente 10 min). Esta queda de pressão é denominada Declínio de Pressão ou Decaimento de Pressão. Se o declínio de pressão for menor ou igual ao especificado pelo fabricante, o filtro é considerado íntegro. É um teste quantitativo e preciso, mesmo quando realizado manualmente.

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Teste de Integridade : Intrusão de Água

É um teste específico para membranas hidrofóbicas. Baseia-se no princípio de mergulhar a membrana filtrante em água, aplicar uma pressão de gás (determinada pelo fabricante) e medir a vazão de vapor de água que atravessa o meio filtrante. Se a vazão encontrada for menor ou igual à especificada pelo fabricante, o filtro é considerado íntegro. É um teste extremamente sensível e preciso apenas quando realizado com equipamentos automáticos de teste de integridade. Não é recomendada a realização manual deste tipo de teste.

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Ultrafiltração

Filtração no qual partículas e espécies dissolvidas são removidas com base em seu peso molecular ou tamanho. É um tipo de filtração tangencial, no qual separam-se moléculas de relativo peso molecular (espécies maiores dos que as separadas na nanofiltração). (ver Filtração Tangencial, Nanofiltração, Osmose Reversa)

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