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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA – EEL-USP
JOÃO MANOEL ARCANJO MONTEIRO
ESTUDO DE UM NOVO PROCEDIMENTO DE LIMPEZA PARA REATORES FARMOQUÍMICOS MULTIPROPÓSITO
Lorena 2012
JOÃO MANOEL ARCANJO MONTEIRO
ESTUDO DE UM NOVO PROCEDIMENTO DE LIMPEZA PARA REATORES FARMOQUÍMICOS MULTIPROPÓSITO
Monografia apresentada à Escola de Engenharia de Lorena – EEL-USP como requisito para a conclusão de Graduação do curso de Engenharia Industrial Química. Orientador: Gerônimo Virgílio Tagliaferro
Lorena 2012
DEDICATÓRIA
Aos meus pais e irmãos,
A minha namorada,
Aos meus amigos,
Aos meus professores
... obrigado por todo apoio e incentivo em todo esses anos, sem vocês eu não
conseguiria.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, por ter me concedido saúde e capacidade
para me desenvolver como pessoa e profissional.
Agradeço aos meus pais, Mauro Aparecido Monteiro e Sueli Arcanjo
Monteiro, por não medirem esforços para me proporcionarem condições de cursar
o ensino superior.
Agradeço à minha namorada Michelli Buzogany Eboli pelo apoio
incondicional em todos os momentos.
Agradeço aos amigos da República Pinguin, pelo companheirismo e pela
amizade ao longo destes anos.
Por fim, agradeço a todos os professores que fizeram parte de minha
graduação e me prepararam para ser um profissional qualificado.
RESUMO
Neste trabalho será avaliado um novo procedimento de limpeza baseado no
sistema Cleaning in Place (CIP) e Cleaning out of Place (COP). Serão seguidas
as seqüências determinada pelo procedimento CIP, porém serão feitas de forma
manual (COP), pois a configuração dos equipamentos disponíveis não nos
permite fazer uma limpeza sem desmonte de equipamentos. Serão testadas duas
formas de limpeza, uma utilizando detergente industrial, e a outra utilizando ácido
sulfúrico e soda caustica substituindo o detergente. Ainda serão testadas
variações de concentração e temperatura dos ácidos e bases, visando obter a
melhor composição para limpeza. Com os resultados encontrados, espera-se
atingir um bom procedimento de limpeza, que esteja dentro das especificações de
limite de resíduos, que reduza o tempo de limpeza entre uma produção e outra, e
conseqüentemente reduza o número de amostras enviadas para análise em
laboratório
Palavras-chave: Procedimentos de Limpeza, Indústria Farmacêutica, Cleaning in
Place (CIP), Cleaning out of Place (COP).
v
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................. 1
1.1. JUSTIFICATIVA .................................................................................................................... 1
1.2. OBJETIVO ............................................................................................................................ 1
2. REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................ 2
2.1. Introdução ao conceito de Limpeza e Desinfecção de equipamentos .............................. 2
2.2. Justificativa da necessidade de um procedimento de Limpeza ......................................... 2
2.3. Procedimentos de Limpeza ................................................................................................ 5
2.4. Resistência à corrosão e oxidação ..................................................................................... 9
3. METODOLOGIA ............................................................................................. 10
3.1. Introdução ........................................................................................................................ 10
3.2. Detalhamento do procedimento de limpeza ....................................................................... 12
3.3. Análise das amostras ............................................................................................................ 20
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................... 20
4.1. Considerações Iniciais ...................................................................................................... 20
4.2. Ensaios com Detergente .................................................................................................. 21
4.3. Ensaios com Água ............................................................................................................. 23
4.4. Ensaios com NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 25º C ............................................ 25
4.5. Ensaios com NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 80º C ............................................ 27
4.6. Ensaios com NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 25ºC ........................................ 29
4.7. Ensaios com NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 80º C ........................................ 31
4.8. Tratamento dos Resíduos desconhecidos........................................................................ 33
4.9. Aplicação na Escala Industrial .......................................................................................... 36
5. CONCLUSÕES .............................................................................................. 38
REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 39
1
1. INTRODUÇÃO
1.1. JUSTIFICATIVA
Atualmente indústrias farmacêuticas e farmoquímicas são constantemente
submetidas a inspeções de órgãos regulamentadores visando garantir e controlar
a qualidade dos medicamentos e princípios ativos produzidos por elas. Dentre as
várias vertentes para se garantir a qualidade dos medicamentos e princípios
ativos produzidos, está um procedimento de limpeza que seja confiável e robusto
e que garanta uma limpeza eficaz evitando possíveis contaminações cruzadas.
Assim, o presente trabalho propõe o estudo de um novo procedimento de limpeza
para reatores em uma planta farmoquímica multipropósito, uma vez que o atual
procedimento de limpeza não é satisfatório, sendo necessárias inúmeras limpezas
para atender aos limites aceitáveis de resíduos. Este novo procedimento será
baseado nos conceitos de Cleaning in Place (CIP) e Cleaning out of Place (COP),
visando obter uma limpeza eficaz, reduzindo o tempo morto do equipamento e
consequentemente diminuindo o número de amostras de limpeza enviadas para
análise no laboratório.
1.2. OBJETIVO
Este projeto de monografia propõe o estudo de um novo procedimento de
limpeza para reatores multipropósito utilizado em indústrias farmoquímicas.
Espera-se definir adequadamente o novo procedimento de limpeza visando atingir
aos limites de resíduos aceitáveis, garantindo assim uma limpeza rápida, eficaz e
que atenda aos requisitos de qualidade. Além disso, este trabalho pretende
reduzir o tempo morto dos equipamentos, bem como a quantidade de amostras
enviadas para análise em laboratório.
2
2. REVISÃO DA LITERATURA
2.1. Introdução ao conceito de Limpeza e Desinfecção de equipamentos
A produção de medicamentos necessita de cuidados especiais e
específicos em sua composição, por ser fundamental para a manutenção da vida.
Ao longo dos anos várias normas estabelecidas direcionam o processo de
fabricação dos medicamentos para sua eficácia e integridade nos mais diversos
tipos de tratamentos de saúde, como afirmou PAULINO (2009). Com essa
preocupação o procedimento de limpeza e desinfecção, sempre foi um fator
crítico, seja pelo tempo gasto para sua realização, que representa a parada da
produção, seja pela necessidade de uma eficiente limpeza dos equipamentos
visando atender as mais rigorosas inspeções de qualidade. Assim, o
planejamento das rotinas de limpeza, principalmente das superfícies internas dos
equipamentos, tornou-se fundamental para alcançar altos níveis de produtividade
e lucratividade para as companhias. Este planejamento visava à redução dos
tempos de ociosidade das plantas industriais. Assim possibilitou o
desenvolvimento da higienização Cleaning in place (CIP). O Cleaning in place
(CIP) se trata de um conceito de higienização que não requer a desmontagem
das partes e peças de uma instalação produtiva.
FORNI (2007) nos mostra que, no atual estágio do desenvolvimento do
conceito Cleaning in place (CIP), não existe ainda um único equipamento que seja
capaz de realizar a higienização da instalação produtiva sem a desmontagem da
linha de produção, ou seja, proedimento Cleaning out place (COP) é utilizado,
pois há necessidade de desmonte de equipamentos.
2.2. Justificativa da necessidade de um procedimento de Limpeza
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA (2006) diz: “Não é
incomum que as empresas percam muito tempo elaborando metodologias de
detecção de resíduos e complexos planos de amostragem sem antes rever o
procedimento de limpeza para assegurar que o mesmo é lógico e deve, portanto,
ser eficaz.”. Partindo desse princípio, possuir um procedimento de limpeza
3
robusto é essencial para garantir que a mínima quantidade de resíduos aceitáveis
esteja presente nos equipamentos multipropósito.
Para que o procedimento de limpeza atinja as expectativas quanto à
otimização de tempo de limpeza e a sanitização dos equipamentos, Neves (2009)
aponta algumas condições cruciais que devem ser consideradas, dentre as quais
se destacam:
O impacto que a limpeza e a sanitização causam sobre a estrutura do
equipamento e se resíduos derivados desta limpeza estarão presentes no
produto final;
A racionalidade nos testes para detectar a presença de resíduos após a
limpeza;
A validação dos testes e métodos analíticos para a detecção da presença
de resíduos.
Em seu trabalho, FORNI (2007) descreve o modelo desenvolvido por
Sinner, tal modelo é conhecido por Círculo de Sinner. Este modelo relaciona
quatro fatores (agentes químicos, agentes térmicos, agentes mecânicos e tempo),
que bem otimizados, são fundamentais para a quebra das ligações que mantém
os resíduos aderidos na superfície do equipamento, tornando assim o
procedimento de limpeza eficaz.
Figura 1 – Círculo de Sinner
Fonte: ABTILIMP (2012).
4
Agentes Químicos: Os agentes químicos atuam por meio de reações
químicas, por exemplo: coagulação de proteínas, oxidação e ação do pH.
Nos mecanismos de atuação da solução por reação química, o resíduo
entra em contato com as moléculas da solução química, formando os
reagentes químicos. Estes reagentes, quando estão em contato, permitem
que ocorram reações químicas que degradam estes resíduos. O resultado
dessa reação é a formação de um novo composto químico, diferente dos
anteriores, chamado de produto da reação.
Agentes Mecânicos: Através do escoamento de um fluído na superfície
impregnada de resíduo, o fluído, devido a sua viscosidade, está sob a ação
de tensões de cisalhamento distribuídas ao longo de sua espessura. Estas
tensões de cisalhamento atuam também nas superfícies sólidas, aos quais
os fluídos estão em contato. O resultado dessas tensões de cisalhamento é
uma força de atrito no fluído além de uma força de atrito resultante na
direção do escoamento na superfície sólida. Quando o resíduo está
aderido nessa superfície, existe uma tendência do arraste das partículas
deste resíduo. Além do efeito causado pelas tensões de cisalhamento, o
escoamento permite uma homogeneização da solução química. Durante o
seu escoamento ocorre uma série de reações químicas de degradação das
partículas da solução química, devido o contato entre os químicos e o
resíduo. Como conseqüência desse processo ocorre à formação dos
produtos, que após a reação acabam ficando acumulados na interface do
resíduo com a solução química. Quanto maior a turbulência do
escoamento, maior é a mistura obtida.
Agentes Térmicos: “O agente térmico está relacionado diretamente com os
agentes químicos. Pela cinética química, quanto maior a temperatura,
maior a agitação das moléculas da matéria. Nas reações químicas, para
que elas aconteçam, é necessária uma energia inicial, chamada energia de
ativação. A temperatura fornece uma parcela da energia de ativação. As
moléculas dos produtos e dos reagentes têm um acréscimo da agitação
molecular, aumentando assim a quantidade de colisões efetivas, ocorrendo
à reação química.Um outro resultado obtido com o aumento da
5
temperatura é o aumento da velocidade da reação química. Ou seja,
quanto maior a temperatura, mais rápido ocorre à transformação dos
reagentes em produtos. Observando sob o aspecto de limpeza, mais
eficiente será a destruição dos microorganismos.”
Tempo: O tempo está diretamente relacionado ao número de ligações
químicas rompidas pelos agentes de limpeza. Quanto mais rápido as
ligações químicas são quebradas, menor será o tempo de limpeza dos
equipamentos.
Através do modelo de Sinner apresentado acima, cada um dos agentes
corresponde a 25% da limpeza de um equipamento, ou seja, quando esse ciclo
específico é aplicado na limpeza de um equipamento, os resíduos são removidas
devido às ações mecânicas, térmicas, químicas e ao tempo, na mesma
proporção. Então se Considerarmos, que um destes fatores é reduzido em 5%,
esta porcentagem deve ser compensada com o aumento dos outros agentes de
higienização.
2.3. Procedimentos de Limpeza
Para o início do desenvolvimento do procedimento de limpeza é necessário
primeiramente conhecer quais são os menores limites de resíduos aceitáveis.
Assim, NEVES (2009) propôs o seguinte cálculo para limite residual:
R = (L/D) X (B/C) X (S/T) (1)
Onde:
(R) Limite residual de contaminante expresso em mg/cm²;
(L)1/1000 da concentração de contaminante por dose unitária;
(D) O número máximo de doses permitidas por dia do produto;
(B) Menor tamanho de lote em mg;
(C) Concentração de contaminante na dose unitária ou no número total de
doses produzidas;
6
(T) Área total da superfície do equipamento em contato com o
contaminante expresso em cm²;
(S) Superfície esfregada pelo swab em cm²;
Outro fator a ser considerado no desenvolvimento do procedimento de
limpeza é o tempo sujo do equipamento, ou seja, o tempo a partir do momento em
que o equipamento é descarregado até o início da limpeza. A definição de quanto
tempo o equipamento pode permanecer sujo é definido pelo próprio procedimento
de limpeza, variando assim de caso para caso conforme ANVISA (2006) e FDA
(2010). No caso em estudo, foi feita uma avaliação de todo o histórico de limpeza
e o tempo máximo de permanência estabelecido foi de no máximo sete (7) dias.
Definido o Limite de aceitação de resíduos e o tempo máximo que o
equipamento pode permanecer com contaminação, dá-se início, efetivamente, ao
procedimento de limpeza. Segundo ALENCAR (2006), os procedimentos de
limpeza são executados empregando-se detergente e água potável sob fricção.
Após escoar toda a água com detergente, é feito um novo enxágue do mesmo
circuito com água purificada. Após este processo de enxágue desmontam-se as
partes móveis e as submetem ao mesmo tipo de lavagem.
Tamine et al. (2008), definiu outro procedimento de limpeza utilizando o
sistema Cleaning in Place (CIP) com as seguintes etapas:
Remoção da sujeira bruta;
Pré rinsagem;
Lavagem com detergente;
Rinsagem intermediária;
Segunda lavagem com detergente (opcional);
Rinsagem intermediária;
Desinfecção;
Rinsagem final;
Nota-se que Tamine et al (2008) utiliza a expressão lavagem com
detergente, porém no conceito CIP os ácidos e bases utilizado pra lavagem são
tratados como detergente.
7
A remoção da sujeira bruta pode ser realizada através de deslocamento
por gravidade ou deslocamento físico, através de vários meios como a utilização
de ar comprimido, enxágue com água ou com um dispositivo de raspagem
mecânica.
A pré rinsagem usualmente utiliza-se da água recuperada utilizada na
rinsagem intermediária para evitar uma introdução excessiva de resíduos no
tanque com detergente. A reutilização da água é feita, pois assim reduz-se o
consumo de água e a geração de efluentes.
A lavagem com detergente ou lavagem com solução básica é a principal
etapa no procedimento de limpeza, resultando na suspensão da sujeira na
solução de detergente. Essa suspensão se dá através da recirculação de
detergente no equipamento. O tempo de duração da recirculação pode variar de
15 minutos até 1 hora, isto vai depender do tipo de complexidade de cada
equipamento a ser submetido ao procedimento de limpeza. Segundo Tamime et
al. (2008), dependendo da formulação do detergente, a formação de espuma
pode ser um problema, sendo associada a uma possível contaminação do
produto. Então para sistemas Cleaning in Place (CIP), é comum a utilização de,
solução de Hidróxido de Sódio seguida de uma solução de Ácido Nítrico.
Ainda segundo Tamime et al. (2008), o ácido nítrico é um dos ácidos mais
comuns a ser utilizado, porém outros ácidos minerais que podem
ser utilizados são o ácido clorídrico, ácido sulfúrico e outros ácidos orgânicos.
Os ácidos são geralmente utilizados para remover as escalas minerais ou
para remover sujeiras que são de difícil remoção usando limpeza alcalina. Já a
soda cáustica apresenta excelente remoção de resíduos de origem protéica e
óleos por saponificação. A soda cáustica é extremamente corrosiva para muitas
superfícies, devendo-se assegurar que toda a superfície a ser limpa com soda
cáustica seja resistente à sua ação corrosiva.
O enxágüe intermediário é utilizado para remover todos os traços de
detergente ou ácido, utilizados na lavagem. Utiliza-se água potável neste enxágüe
e faz-se o controle de PH. Ao atingir PH neutro a rinsagem intermediário é
interrompida.
8
Caso seja necessária uma segunda lavagem com detergente, ou utilização
de ácido é importante fazer um novo enxágüe intermediário, seguindo o mesmo
conceito de controle de PH.
Por fim a rinsagem final deve ser feita com água potável, sendo a
qualidade da água um fator crítico para o processo de limpeza.
A seguir a figura 2 ilustra uma central fixa CIP.
Figura 2 – Central CIP
Fonte: SKINDUSTRIES (2012)
A figura 3 também representa uma central CIP, porém uma central CIP móvel,
semelhante a que será utilizada neste estudo.
Figura 3 – Central CIP móvel
Fonte: SKINDUSTRIES (2012)
9
2.4. Resistência à corrosão e oxidação
A superfície a ser limpa deve ser resistente à corrosão dos reagentes
empregados na limpeza. Sabe-se que o reator a ser limpo é feito de aço
inoxidável austenístico 304, assim deve-se conhecer quais as propriedades deste
tipo de aço, visando garantir que o método de limpeza empregado não danificará
o material.
A Associação Brasileira de Aço Inoxidável (2012) apresenta a composição
química e as propriedades Mecânicas do aço inoxidável austenístico 304, como
pode ser observado na Tabela 1.
Tabela 1 – Propriedades mecânicas e composição química do aço inoxidável
austenístico 304.
Fonte: ABINOX (2012)
Essa composição química e propriedades mecânicas permitem resistência
à corrosão aos diversos meios químicos, incluindo meios básicos e ácidos e
resistência à oxidação em temperaturas mais elevadas. Estas características
permitem o emprego do aço inoxidável austenístico 304 com sucesso nas
indústrias farmoquímicas e farmacêuticas.
10
3. METODOLOGIA
3.1. Introdução
Para o procedimento de limpeza a ser desenvolvido para uma planta
farmoquímica multipropósito, utilizaremos os conceitos de Cleaning in Place
(CIP), porém o sistema de limpeza será realizado manualmente, pois se trata de
uma planta onde se produz pequenas quantidades, e muitos dos equipamentos
utilizados são móveis, sendo obrigatoriamente necessária a desmontagem ao
final de cada campanha de produção. Outro ponto a ser levado em consideração
é a escolha do ácido para limpeza, normalmente no sistema Cleaning in Place
(CIP) utiliza-se ácido nítrico, porém na planta farmoquímica em estudo não existe
fornecimento de ácido nítrico em quantidades suficientes para ser utilizado na
limpeza, além da questão de segurança, uma vez que o manuseio de ácido nítrico
pelos operadores é proibido pelo setor de segurança e meio ambiente. Assim o
ácido a ser utilizado será o ácido sulfúrico, pois é um ácido que pode ser
manuseado pelos operadores, uma vez que ele entra na composição de alguns
produtos, e está disponível em grandes quantidades na planta em estudo.
O procedimento de limpeza seguirá com testes em laboratório, utilizando
um reator de mistura de aço inox 304 de 1 (um) litro (figura 4) com sistema de
agitação e refluxo. Para que se inicie o procedimento de limpeza, primeiramente o
reator será contaminado com produto que possuir o limite de aceitação de resíduo
mais baixo, esse limite será calculado pela equação 1. Para que se possa simular
uma situação real, colocaremos o produto dentro do reator e deixaremos em
agitação por 24 horas, visando garantir uma maior contaminação no reator.
Passado às 24 horas, retira-se o produto do reator, deixando-o contaminado por 7
dias (tempo máximo aceitável para um equipamento permanecer contaminado).
Assim, inicia-se efetivamente o procedimento de limpeza, seguindo a
metodologia do CIP, porém sendo feita de forma manual, da mesma maneira que
será feito no ambiente de produção. Num primeiro teste será feito o procedimento
atual de limpeza, que é a utilização de detergente industrial e apenas água
purificada, afim de se obter uma comparação com a metodologia CIP. Já no
segundo teste serão testados procedimentos de limpeza variando-se a
11
concentração de ácido e de base e variando-se a temperatura de ácido e base.
Assim serão feito testes utilizando ácido sulfúrico nas concentrações de 5% e
10% e temperatura de 25º Celcius e 80° Celcius e hidróxido de sódio também nas
concentrações de 5% e 10% e temperatura de 25º Celcius e 80° Celcius. Ao final
de cada teste será feita uma rinsagem utilizando etanol 96%, sendo que o produto
desta rinsagem será coletado em um frasco e levado para análise no laboratório.
Então, de forma resumida serão feitos seis procedimentos de limpeza, sendo um
utilizando detergente, um utilizando apenas água e os outros 4 variando-se
concentração e temperatura do ácido e da base, sendo que todos serão feitos em
duplicata. A velocidade do agitador será mantida constante, bem como a
velocidade e o fluxo de recirculação.
Figura 4 – Reator de inox à direita na foto utilizado nos experimentos
12
A seguir a figura 5 apresenta um desenho esquemático do reator e o
sistema de refluxo.
Figura 5 – Desenho esquemático de um reator de mistura com sistema de
agitação e refluxo.
3.2. Detalhamento do procedimento de limpeza
3.2.1. Procedimento utilizando apenas detergente
Para os testes a serem realizados com detergente os seguintes passos
serão seguidos, conforme fluxograma (figura 6) a seguir:
P-10
13
Figura 6 – Fluxograma dos procedimentos de lavagem utilizando detergente
Pré-lavagem
Deve ser realizada ao final do uso do equipamento para determinado
produto, esta pré-lavagem pode ser realizada até sete dias após o equipamento
ter sido utilizado, sendo este o tempo máximo que o equipamento pode
permanecer contaminado.
Portanto, deve-se lavar o reator com água purificada e pano (sem uso de
detergente ou sabão).
14
1ª Lavagem com detergente
Com solução de detergente industrial diluído em água, esfregar toda a
parede do reator com pano especial. Totalmente esfregado promover retirada do
sabão formado com água até estar visualmente limpo.
1ª Rinsagem com água
Com o reator completamente drenado, adiciona-se água purificada até
transbordo completo do mesmo. Em seguida Liga-se o agitador do tanque para
velocidade máxima possível e mantém sob agitação por 10 minutos.
Passado este tempo, desliga-se o sistema de agitação e coleta-se amostra
e faz checagem do PH com um pHmetro (Mettler Toledo – modelo: SG8 –
SevenGo pro™ pH/Íon). O PH deve ficar entre 6,0 ≤ PH ≤ 8,0, ao tingir algum
ponto desta faixa de PH, inicia-se a drenagem do sistema e estando
completamente vazio, pode-se iniciar etapa de “lavagem final com solvente”.
Lavagem Final com Solvente
Adiciona-se etanol 96% em todo o volume do reator e liga-se o agitador na
velocidade máxima possível e mantém-se sob agitação por aproximadamente 5
minutos. Em seguida desliga-se o agitador e faz-se a retirada de 150 ml de
amostra em frasco de vidro Limpo, faz-se a identificação correta da amostra
informando produto a ser pesquisado, e envia ao laboratório para análise.
3.2.2. Procedimento utilizando apenas água
Para os testes a serem realizados com água os seguintes passos serão
seguidos, conforme fluxograma (Figura 7) a seguir:
15
Figura 7 – Fluxograma do Procedimento utilizando apenas água
Pré-lavagem
Deve ser realizada ao final do uso do equipamento para determinado
produto, esta pré-lavagem pode ser realizada até sete dias após o equipamento
ter sido utilizado, sendo este o tempo máximo que o equipamento pode
permanecer contaminado.
Portanto, deve-se lavar o reator com água purificada e pano (sem uso de
detergente ou sabão).
16
Lavagem com água
Com pano especial, esfregar as paredes do reator. Totalmente esfregado
promover mais um enxágüe até visualmente limpo. Uma preocupação é que o
enxágüe deve abrangir todo o equipamento e deve ser feito com água corrente.
1ª Rinsagem com água
Com o tanque completamente drenado adicionar-se água purificada pela
boca de visitas. Completamente cheio inicia-se agitação e mantém-se por 10
minutos. Desliga-se o sistema e é feita coleta de amostra de água para checagem
de PH com pHmetro (Mettler Toledo – modelo: SG8 – SevenGo pro™ pH/Íon). O PH
deve ficar entre 6,0 ≤ PH ≤ 8,0, ao tingir algum ponto desta faixa de PH, inicia-se
a drenagem do sistema e estando completamente vazio, pode-se iniciar etapa de
“lavagem final com solvente”.
Rinsagem final com Solvente
Adiciona-se etanol 96% em todo o volume do reator e liga-se o agitador na
velocidade máxima possível e mantém-se sob agitação por aproximadamente 5
minutos. Em seguida desliga-se o agitador e faz-se a retirada de 150 ml de
amostra em frasco de vidro visualmente Limpo, faz-se a identificação correta da
amostra informando produto a ser pesquisado, e envia ao laboratório para
análise.
3.2.3. Procedimento utilizando o conceito CIP
Para todos os ensaios que se realizarão pelo conceito CIP, o procedimento
será o mesmo, variando apenas as variáveis em estudo, que são concentração e
temperatura dos agentes de limpeza. A seguir o fluxograma (figura 8) demonstra
as etapas para o procedimento:
17
Figura 8 – Fluxograma do Procedimento utilizando a metodologia CIP
O tempo de lavagem em todas as etapas também é considerado um
parâmetro crítico de processo, porém não foi objetivo deste estudo. Para um
futuro projeto de otimização deste procedimento de limpeza, pode-se estudar a
influência do tempo de lavagem na eficiência de limpeza.
18
Neste estudo trabalharemos com o tempo de lavagem já utilizado nos
procedimentos existentes.
Pré-lavagem com água
Deve ser realizada ao final do uso do equipamento para determinado
produto, esta pré-lavagem pode ser realizada até sete dias após o equipamento
ter sido utilizado, sendo este o tempo máximo que o equipamento pode
permanecer contaminado.
Portanto, deve-se lavar o reator com água purificada e pano (sem uso de
detergente ou sabão).
1ª Lavagem com Solução básica
Adiciona-se a solução de Hidróxido de sódio na concentração desejada
pela boca de visita do reator, a quantidade a ser introduzida é exatamente igual
ao volume do reator.
Com o sistema devidamente fechado, ou seja, boca de visita fechada, ligar
o agitador do tanque para velocidade máxima possível constante e manter por
aproximadamente 10 minutos para mistura completa.
Aquecer reator até temperatura em estudo e mantém-se o sistema
aquecido em refluxo (pelo condensador) sob agitação por pelo menos 90 minutos.
É importante que o sistema de refluxo não seja inferior aos 90 minutos, par evitar
perda do reagente por ebulição, tentando manter a temperatura o mais
homogênea possível.
No término do procedimento deve-se refrigerar o sistema a temperatura
ambiente inferior a 30ºC, e ao atingir esta temperatura deve-se desligar o sistema
de agitação, seguindo da drenagem completa da solução dentro do reator para
rede de esgoto.
Com o reator completamente drenado a operação com agente básico se
completa.
19
1ª Rinsagem com água
Com o reator completamente drenado, pela linha de alimentação
(pescador), adiciona-se água purificada até transbordo completo do mesmo,
enchendo a coluna do condensador. Em seguida Liga-se o agitador do tanque
para velocidade máxima possível e mantém sob agitação por 10 minutos.
Passado este tempo, desliga-se o sistema de agitação e coleta-se amostra
e faz checagem do pH com um pHmetro (Mettler Toledo – modelo: SG8 –
SevenGo pro™ pH/Íon) e caso pH ≥ 8,0 repetir as operações da etapa de “1 ª
rinsagem com água”. Quando pH ≤ 8,0, desliga-se o agitador e faz a drenagem
do reator. Estando completamente vazio, pode-se iniciar etapa de “lavagem com
solução ácida”.
1ª Lavagem com solução ácida
Para iniciar a lavagem com solução ácida, alimenta-se o reator pela boca
de visita com solução ácida na concentração desejada. Com o reator
completamente cheio, liga-se a agitação ao nível máximo, mantendo por 90
minutos. Além disso, o tempo de refluxo não deve ser inferior a 90 min. Passado
este tempo drena-se completamente o reator para rede de tratamento de esgotos.
2 ª Rinsagem com água
Com o tanque completamente drenado adicionar-se água purificada pela
boca de visitas. Completamente cheio inicia-se agitação e mantém-se por 10
minutos. Desliga-se o sistema e é feita coleta de amostra de água para checagem
de PH com pHmetro (Mettler Toledo – modelo: SG8 – SevenGo pro™ pH/Íon). Caso
PH ≤ 6,0 drena-se o sistema completamente e repete as operações de “2ª
Rinsagem com água”. Quando PH≥ 6,0 desliga-se o agitador e faz a drenagem do
reator. Estando completamente vazio, pode-se iniciar etapa de “lavagem final com
solvente”.
1º Rinsagem com Solvente
Adiciona-se etanol 96% em todo o volume do reator e liga-se o agitador na
velocidade máxima possível e mantém-se sob agitação por aproximadamente 5
20
minutos. Em seguida desliga-se o agitador e faz-se a retirada de 150 ml de
amostra em frasco de vidro Limpo, faz-se a identificação correta da amostra
informando produto a ser pesquisado, e envia ao laboratório para análise.
3.3. Análise das amostras
As análises das amostras serão realizadas por cromatografia líquida de alta
eficiência (HPLC), porém o método de análise não poderá ser descrito neste
trabalho devido à segurança da informação.
Então, informações como condições de análise, tipo de coluna, não
poderão ser descritas, bem como as equações para cálculo da concentração em
PPM.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1. Considerações Iniciais
Antes de iniciarmos a discussão dos resultados obtidos, é necessário
sabermos qual é o limite aceitável de resíduos na limpeza do produto “A” para o
reator em estudo. Assim utilizando a equação (1), temos:
Limite de resíduo: R= 0,020444 µg/cm²
Porém, com é necessário saber a concentração em µg/ml prosseguirmos
com a seguinte conversão:
R= 0, 020444 µg/cm² x 225 cm²
R= 4,6 µg
O valor 225 cm² é a área onde o SWAB irá passar para coleta de amostra.
Além disso, temos o fator de diluição (100 ml), esse fator vem do método analítico
desenvolvido, que por motivo de segurança da informação não poderá ser
descritos neste trabalho. Assim, temos:
R= 4,6 µg / 100 ml
Limite de resíduo R = 0, 046 µg/ml ou 0, 046 PPM
21
Nota-se que o procedimento não utilizará SWAB para amostragem como
descrito no tópico três (3) deste trabalho, porém o mesmo deve ser feito devido a
exigências da equação (1). Felizmente o método analítico prevê esta diferença e
nos garante a conversão com o fator de diluição. Assim garante-se a utilização da
rinsagem como método de amostragem, sendo equivalente a utilização do SWAB.
Outro ponto relevante é que o produto utilizado para contaminação é
aquele que possui o menor limite de aceitação de resíduos, logo os
procedimentos de limpeza testados que garantir este limite, muito possivelmente
garantirá a limpeza dos outros produtos fabricados no reator multipropósito.
Além disso, para uma melhor visualização e entendimento dos ensaios
realizados será dada uma sequência numérica para cada tipo de teste, como
mostra a tabela 2.
Tabela 2 – Sequência de ensaios realizados
Ensaios Realizados
E - 01 Ensaios com detergente
E - 01A
E - 02 Ensaios com água
E - 02A
E - 03 Ensaios com NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 25º C E - 03A
E - 04 Ensaios com NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 80º C E - 04A
E - 05 Ensaios com NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 25º C E - 05A
E - 06 Ensaios com NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 80º C E - 06A
4.2. Ensaios com Detergente
Como primeira bateria de teste foi utilizado apenas detergente como
agente de limpeza no reator. A tabela 3 representa os valores de PH no controle
da 1ª rinsagem com água e a tabela 4 e os cromatogramas (gráficos 1 e 2)
apresentam os resultados obtidos.
22
Tabela 3 - Valores de PH no controle de 1ª rinsagem com água.
1ª rinsagem com água
Quantidade de lavagens PH
E -
01 1ª lavagem 4,98
2ª lavagem 5,57
3ª lavagem 5,98
4ª lavagem 6,25
E -
01A
1ª lavagem 4,87
2ª lavagem 5,36
3ª lavagem 5,87
4ª lavagem 6,15
Tabela 4 – Resultados obtidos para ensaio com detergente
Ensaio Reagente Concentração Temperatura Conc. (A + B [PPM])
E - 01 Detergente - - 0,65
E - 01A Detergente - - 0,79
Gráfico 1 – Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 01
23
Gráfico 2 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 01A
A partir dos resultados encontrados, percebemos que o limite de resíduos
com esse procedimento ficou 14,13 vezes o limite aceitável para o ensaio E – 01
e ficou 17,17 vezes o limite aceitável para o ensaio E – 01A. Além disso, no
controle de PH da etapa 1ª rinsagem com água, foi alcançado o valor desejado na
4ª lavagem para ambos os ensaios.
Assim, sendo este o procedimento atualmente utilizado, percebe-se a
necessidade de um novo procedimento de limpeza.
4.3. Ensaios com Água
Como segunda bateria de testes foi utilizado apenas água purificada como
agente de limpeza no reator. Na tabela 5 estão representados os valores de PH
para a etapa 1ª rinsagem com água e os resultados encontrados estão
representados na Tabela 6 e nos cromatogramas (gráficos 3 e 4).
24
Tabela 5 - Valores de PH no controle de 1ª rinsagem com água.
1ª rinsagem com água
Quantidade de lavagens PH
E -
02 1ª lavagem 4,24
2ª lavagem 5,67
3ª lavagem 5,92
4ª lavagem 6,02
E -
02A
1ª lavagem 4,36
2ª lavagem 5,22
3ª lavagem 5,88
4ª lavagem 6,05
Tabela 6 – Resultados obtidos para ensaio com água
Ensaio Reagente Concentração Temperatura Conc. (A + B [PPM])
E - 02 Água - - 0,18
E - 02A Água - - 0,2
Gráfico 3 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 02
25
Gráfico 4 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 02A
Os testes com água também não atingiram o limite aceitável, ficando 3,91
vezes o limite esperado no ensaio E – 02 e 4,35 vezes maior que o limite
esperado no ensaio E – 02A. Já o controle de PH foi atingido na 4ª lavagem da
etapa 1ª lavagem com água.
Porém este ensaio com água nos permitiu concluir que o procedimento
com detergente possui menor poder de limpeza que apenas água purificada,
sendo assim totalmente incoerente a utilização do procedimento de limpeza com
detergente.
4.4. Ensaios com NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 25º C
Nesta terceira bateria de testes utilizou-se o conceito CIP para realização
dos testes. Manteve-se a concentração de hidróxido de sódio e ácido sulfúrico em
5 % e não houve aquecimento, ficando à temperatura ambiente 25º C. A tabela 7
mostra os valores de PH no controle da 1ª e 2ª lavagem com água bem como a
tabela 8 e os cromatogramas (gráficos 5 e 6) representam os resultados obtidos.
26
Tabela 7 – Valores de PH no controle de 1ª e 2ª rinsagens com água.
1ª rinsagem com água 2ª rinsagem com água
Quantidade de lavagens PH Quantidade de lavagens PH
E -
03
1ª lavagem 11,53 1ª lavagem 1,62
2ª lavagem 10,42 2ª lavagem 2,59
3ª lavagem 8,96 3ª lavagem 3,61
4ª lavagem 7,63 4ª lavagem 4,92
5ª lavagem - 5ª lavagem 6,20
6ª lavagem - 6ª lavagem -
E -
03A
1ª lavagem 11,98 1ª lavagem 1,98
2ª lavagem 10,32 2ª lavagem 3,14
3ª lavagem 9,69 3ª lavagem 4,57
4ª lavagem 8,03 4ª lavagem 5,73
5ª lavagem 7,69 5ª lavagem 6,12
6ª lavagem - 6ª lavagem -
Tabela 8 – Resultados obtidos para NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 25º C
Ensaio Reagente Concentração Temperatura Conc. (A + B [PPM])
E - 03 NaOH + H2SO4 5 25 0,28
E - 03A NaOH + H2SO4 5 25 0,38
Gráfico 5 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 03
27
Gráfico 6 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 03A
Os resultados obtidos não satisfizeram o limite desejado, ficando 6,09
vezes o limite de aceitação no ensaio E-03 e 7,17 vezes o limite de aceitação na
repetição do teste (ensaio E - 03A), confirmando o que a literatura nos mostra,
que o sistema CIP deve ser utilizado com Hidróxido de sódio e ácido sulfúrico em
temperaturas mais elevadas. Nota-se também que o controle de PH das etapas
de 1ª e 2ª rinsagem no ensaio E – 03, atingiu os valores ideais na 4ª e 5ª lavagem
respectivamente e no ensaio E – 03A, ambos atingiram o valor ideal na 5ª
lavagem.
4.5. Ensaios com NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 80º C
Na quarta bateria de testes, manteve-se a concentração de hidróxido de
sódio e ácido sulfúrico em 5 % porém foi realizado o aquecimento tanto do
hidróxido quanto do ácido até a temperatura de 80ºC. A tabela 9 mostra os
valores de PH no controle da 1ª e 2ª lavagem com água bem como a tabela 10 e
os cromatogramas (gráficos 7 e 8) representam os resultados obtidos.
28
Tabela 9 - Valores de PH no controle de 1ª e 2ª rinsagens com água.
1ª rinsagem com água 2ª rinsagem com água
Quantidade de lavagens PH Quantidade de lavagens PH
E -
04
1ª lavagem 12,65 1ª lavagem 1,92
2ª lavagem 11,06 2ª lavagem 2,28
3ª lavagem 10,24 3ª lavagem 3,03
4ª lavagem 9,95 4ª lavagem 3,79
5ª lavagem 8,17 5ª lavagem 5,01
6ª lavagem 7,35 6ª lavagem 6,10
E -
04A
1ª lavagem 11,12 1ª lavagem 1,34
2ª lavagem 9,81 2ª lavagem 2,48
3ª lavagem 8,36 3ª lavagem 3,17
4ª lavagem 7,89 4ª lavagem 4,44
5ª lavagem - 5ª lavagem 5,98
6ª lavagem - 6ª lavagem 6,78
Tabela 10 - Resultados obtidos para NaOH 5% e H2SO4 5% em temperatura 80º C
Ensaio Reagente Concentração Temperatura Conc. (A + B [PPM])
E - 04 NaOH + H2SO4 5% 80 0,01
E - 04A NaOH + H2SO4 5% 80 0,03
Gráfico 7 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 04
29
Gráfico 8 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 04A
Os resultados obtidos nos mostram o que a literatura já diz. Ao
submetermos o procedimento de limpeza com hidróxido de sódio e ácido sulfúrico
a uma temperatura de 80ºC, os resultados obtidos foram excelentes, uma vez que
a limpeza ficou abaixo do limite aceitável de resíduos ficando 78,26% menor que
o limite no ensaio E – 04 e 34,78% menor que o limite no ensaio E – 04A. Já o
controle de PH das etapas de 1ª e 2ª rinsagem no ensaio E – 04, atingiram os
valores ideais na 6ª e 4ª lavagem respectivamente e no ensaio E – 04A, ambos
atingiram o valor ideal na 6ª lavagem.
4.6. Ensaios com NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 25ºC
Na quinta bateria de testes decidiu-se testar a influência da concentração
dos reagentes, na efetividade da limpeza do reator, assim realizou-se o
procedimento com concentração de hidróxido de sódio e ácido sulfúrico a 10% em
temperatura ambiente 25ºC. A tabela 11 mostra os valores de PH no controle da
1ª e 2ª lavagem com água. Já os resultados obtidos estão representados na
tabela 12 e nos cromatogramas (gráficos 9 e 10).
30
Tabela 11 - Valores de PH no controle de 1ª e 2ª rinsagens com água.
1ª rinsagem com água 2ª rinsagem com água
Quantidade de lavagens PH Quantidade de lavagens PH
E -
05
1ª lavagem 12,33 1ª lavagem 1,67
2ª lavagem 11,24 2ª lavagem 2,32
3ª lavagem 10,10 3ª lavagem 3,13
4ª lavagem 9,60 4ª lavagem 4,06
5ª lavagem 8,02 5ª lavagem 5,15
6ª lavagem 7,29 6ª lavagem 6,23
E -
05A
1ª lavagem 12,31 1ª lavagem 1,47
2ª lavagem 11,75 2ª lavagem 2,52
3ª lavagem 10,56 3ª lavagem 3,24
4ª lavagem 9,89 4ª lavagem 4,45
5ª lavagem 8,72 5ª lavagem 5,36
6ª lavagem 7,90 6ª lavagem 6,47
Tabela 12 - Resultados obtidos para NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 25ºC
Ensaio Reagente Concentração Temperatura Conc. (A + B [PPM])
E - 05 NaOH + H2SO4 10% 25 0,28
E - 05A NaOH + H2SO4 10% 25 0,10
Gráfico 9 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 05
31
Gráfico 10 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 05A
Nota-se pela análise dos resultados que há uma melhora significativa na
limpeza dos resíduos, porém não foram suficientes para assegurar o limite de
aceitação. Neste teste o resultado foi 6,09 vezes o limite de especificação para o
ensaio E – 05 e 2,17 vezes o limite aceitável para o ensaio E – 05A. Já o controle
de PH das etapas de 1ª e 2ª rinsagem no ensaio E – 05, ambos atingiram os
valores ideais na 6ª lavagem e no ensaio E – 05A, também ambos atingiram o
valor ideal na 6ª lavagem.
4.7. Ensaios com NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 80º C
Na sexta e última bateria de testes testou-se a influência do aumento da
concentração dos agentes de limpeza com o aumento de temperatura. Utilizando
hidróxido de sódio e ácido sulfúrico a 10% em temperatura 80ºC. A tabela 13
mostra os valores de PH no controle da 1ª e 2ª lavagem com água e os resultados
obtidos estão apresentados na tabela 14 e pelos cromatogramas (gráfico 11 e
12).
32
Tabela 13 - Valores de PH no controle de 1ª e 2ª rinsagens com água.
1ª rinsagem com água 2ª rinsagem com água
Quantidade de lavagens PH Quantidade de lavagens PH
E -
06
1ª lavagem 12,42 1ª lavagem 1,23
2ª lavagem 11,98 2ª lavagem 2,12
3ª lavagem 11,07 3ª lavagem 3,46
4ª lavagem 9,87 4ª lavagem 4,21
5ª lavagem 8,70 5ª lavagem 5,35
6ª lavagem 7,78 6ª lavagem 6,05
E -
06A
1ª lavagem 12,55 1ª lavagem 1,37
2ª lavagem 11,67 2ª lavagem 2,42
3ª lavagem 10,66 3ª lavagem 3,34
4ª lavagem 9,74 4ª lavagem 4,76
5ª lavagem 8,22 5ª lavagem 5,44
6ª lavagem 7,60 6ª lavagem 6,30
Tabela 14 - Resultados obtidos para NaOH 10% e H2SO4 10% em temperatura 80ºC
Ensaio Reagente Concentração Temperatura Conc. (A + B [ppm])
E - 01 NaOH + H2SO4 10% 80 0,00
E - 01A NaOH + H2SO4 10% 80 0,01
Gráfico 11 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 06
33
Gráfico 12 - Cromatograma com resultado das análises do ensaio E – 06A
Como era de se esperar, com o aumento de temperatura a concentração
de resíduos para o ensaio E – 06 não foi detectada, ou seja, a limpeza eliminou
totalmente o resíduo do reator, Já para o ensaio E – 06A foi de 78,26% abaixo do
limite de aceitação. Este resultado deixa evidente a eficiência deste procedimento
de limpeza. Outro ponto a se destacar foi que com o aumento da concentração
dos agentes de limpeza o resultado obtido foi melhor do que quando utilizada
concentração de 5%.
Já no controle de temperatura das etapas de 1ª e 2ª rinsagem com água,
todas atingiram o PH ideal na 6ª limpeza.
4.8. Tratamento dos Resíduos desconhecidos
Em praticamente todas as análises feitas foram detectados resíduos
contaminantes no reator, como pode ser observado nos cromatogramas (figura x
à figura y). Denominou-se então de produto “A” e produto “B”, os resíduos que
foram alvo da limpeza, é importante salientar que a presença do produto “B” é
porque a molécula “A” é facilmente hidrolisável, assim ela retorna a molécula de
34
origem (produto “B”) como pode ser observado na figura 9, representando a
reação de formação do produto “A”.
Figura 9 – Reação Do produto “B” formando produto “A”.
Foi observado também impurezas desconhecido aparentemente
constantes em todos os experimentos denominados aqui de (subproduto “C” e
subproduto “D”).
As amostras foram analisadas em duas corridas cromatográficas diferentes
e por esse motivo, foram obtidos dois tempos de retenção diferentes, tanto para o
produto “A” quanto para o produto “B”. Assim, o mesmo ocorreu para todas as
impurezas, dificultando a comparação entre as corridas. Esse fato é apresentado
pela tabela 15 e Tabela 16 abaixo, que apresenta o tempo de retenção do produto
“A” e o produto “B” e das impurezas (subproduto “C” e subproduto “D”)
encontradas em ambas as corridas.
Tabela 15 – Tempo de retenção para corrida (1).
Ensaio Produto "A" Produto "B" Subproduto "C" Subproduto "D"
E – 01 8,13 15,39 3,43 4,46
E – 01A 8,13 15,38 3,43 4,45
E – 02 7,96 15,38 - 4,45
E – 02A 8,13 15,38 3,40 4,44
E – 03 7,92 15,39 - 4,45
E – 03A 7,95 15,37 - 4,46
E – 04A 8,13 15,38 - 4,43
E - 06 - - 3,43 -
35
Tabela 16 – Tempo de retenção para corrida (2).
Ensaio Produto "A" Produto "B" Subproduto "C" Subproduto "D"
E – 04 12,07 - - 5,89
E – 05 11,69 23,17 - 5,88
E – 05A 12,08 24,09 - 5,99
E – 06A - 25,17 3,14 -
Pela análise da tabela, pode-se notar que o subproduto “C” possui tempo
de retenção médio de 3,42 para a corrida 1 e não apresentou subproduto “C” na
corrida 2 e o subproduto “D” possui tempo de retenção médio de 4,45 para a
corrida 1 e 5,92 para a corrida 2. Com esses dados, foi possível a construção do
gráfico 13, fazendo uma correlação entre os tempos médio da corrida 1 e 2.
Gráfico 13 – Correlação entre os tempos médios das corridas 1 e 2
O coeficiente de correlação obtido ( r= 0,99882), dá fortes indícios de que
as impurezas são constantes em todos os experimentos e que são fruto da fácil
hidrolização do produto “A”, que além de retornar à molécula de origem (produto
“B”) gerou duas novas impureza, os subprodutos “C” e “D”.
Nas análises das concentrações das impurezas notou-se um padrão que
se seguiu, sendo que os ensaios que apresentaram resultados positivos, as
concentrações de impurezas também ficaram abaixo do limite de aceitação.
Agora os ensaios que apresentaram resultado negativo, as concentrações de
impurezas ficaram acima do limite de especificação.
36
A tabela 17 mostra os valores obtidos das concentrações de impurezas:
Tabela 17 – Concentração de impurezas C e D
Ensaios Conc. Impurezas
(C+D) PPM
E - 01 0,15
E - 01A 0,31
E - 02 0,08
E - 02A 0,13
E - 03 0,12
E - 03A 0,42
E - 04 0,042
E - 04A 0,036
E - 05 0,11
E - 05A 0,09
E - 06 0,012
E - 06A 0,00
Assim paras os ensaios com aquecimento, ou seja, os ensaios E – 04; E –
04A; E – 06 e E – 06A, a concentração das impurezas permaneceu abaixo do
limite de aceitação de resíduos, sendo o ensaio E – 04 8,7% menor que o limite, o
ensaio E – 04A 21,74% menor que o limite e o ensaio E – 06 73,91% menor que o
limite e o ensaio E – 06A não apresentou as impurezas C e D.
4.9. Aplicação na Escala Industrial
A partir dos experimentos realizados, concluiu-se que o melhor
procedimento de limpeza foi os ensaios realizados com NaOH 10% e H2SO4 10%
em temperatura 80º C.
Para testar a eficiência deste procedimento na escala industrial, foi utilizado
o reator disponível na produção de 4000L de aço inox 304 (figura 16) com sistema
de refluxo e aquecimento, utilizando o mesmo produto dos testes em laboratório
para contaminação do reator. Realizou-se três campanhas de limpeza no
ambiente de produção utilizando o ensaio acima citado e o tempo que o reator
permaneceu contaminado foi de 7 (sete) dias.
37
Figura 10 – Reator utilizado pra testes em escala industrial
A seguir a tabela 18 apresenta os resultados obtidos.
Tabela 18 – Resultados obtidos para limpeza em escala industrial
Resultados 1ª campanha
(PPM) 2ª campanha
(PPM) 3ª campanha
(PPM)
0,037 0,031 0,034
Podemos observar que os resíduos presentes ficaram abaixo do limite
aceitável (R = 0, 046 µg/ml ou 0, 046 PPM) nas três campanhas, sendo
necessária apenas uma limpeza (procedimento completo de limpeza como
descrito no tópico 3.2.3) para cada campanha.
Os cromatogramas com os resultados não puderam ser demonstrados
neste trabalho, pois o relatório contendo os resultados analíticos está como
caráter confidencial, não sendo permitida a reprodução de dados do relatório.
Outros dados como quantidade consumida dos reagentes e tempo de
limpeza foram registrados para futuras melhorias de processo. Estes dados estão
representadas pela tabela 19.
38
Tabela 19 – Consumos dos materiais no processo de limpeza
Consumo de Materiais
Etanol (L) Soda (Kg) Ác. Sulfúrico (L)
Tempo Total de
limpeza (h)
1ª campanha 2400 377 164 79
2ª campanha 2400 377 164 77
3ª campanha 2400 377 164 74
5. CONCLUSÕES
Este trabalho teve o objetivo de identificar um processo de limpeza de um
reator multipropósito, que se adequasse as necessidades de uma planta
farmoquímica.
Nos testes realizados ficou claro que o procedimento atualmente
empregado, ou seja, o procedimento utilizando detergente não atende ao nível de
limpeza exigido para que não haja contaminação cruzada de um produto para
outro.
O novo procedimento proposto utilizando o conceito de Cleaning in Place
se mostrou bastante eficiente quando utilizado com os reagentes aquecidos
ficando abaixo do limite de aceitação de resíduos. Quando houve o aumento da
concentração dos reagentes o procedimento mostrou ser bastante eficiente
utilizando também os reagentes aquecidos, ficando também abaixo do limite de
aceitação de resíduos.
Pode-se afirmar que nos ensaios realizados o melhor procedimento a ser
utilizado para a limpeza é o utilizando hidróxido de sódio (NaOH) com
concentração 10% e temperatura 80ºC e ácido sulfúrico ( H2SO4) com
concentração 10% em temperatura 80ºC.
Haverá o aumento do custo devido ao aumento do consumo de reagentes
(hidróxido de sódio e ácido sulfúrico), uma vez que não se utiliza estes reagentes
no procedimento atualmente praticado, porém o ganho será obtido na redução de
amostras enviadas para análise e conseqüentemente na maior agilidade com que
poderá liberar o reator para uso. Atualmente faz-se uma média de 13 vezes o
39
procedimento de limpeza para se alcançar o limite desejado, ou seja, 13 amostras
para análise no laboratório. Com esse novo procedimento apenas uma vez será
suficiente para alcançar esse limite, sendo enviada apenas uma amostra para o
laboratório, como pode ser observado no teste em escala industrial.
O tempo total envolvido no procedimento de limpeza pode ser visto na
tabela 19. Foram gastos na média 77 horas para realizar o procedimento de
limpeza e entrega das análises das amostras. Ainda sim este tempo é aceitável,
uma vez que, o outro procedimento não estava atendendo aos limites de
aceitação.
REFERÊNCIAS
ABINOX – Associação Brasileira do Aço Inoxidável. - Aço inoxidável na indústria
farmacêutica. Disponível em <http://www.abinox.org.br>, Acesso em 4 de março
de 2012.
ALENCAR, J.R.B et AL. Validação de Limpeza de Equipamentos Multipropósito
para formas farmacêuticas líquidas: Caso da Zidovudina Xarope. Acta
Farmacéutica Bonaerense. Vol 25, no. 1, p. 35-42,2006.
ANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária – Guias Relacionados à
Garantia de Qualidade. Disponível em <www.anvisa.gov.br>. Acesso em 06 de
fevereiro de 2012.
ABRILIMP – Serviços e Limpeza - Círculo de sinner: factores que determinan una
correcta limpieza. Disponível em <http://www.abrilimp.com/circulo-de-sinner-
factores-que-determinan-una-correcta-limpieza-2/>. Acesso em 07 de fevereiro de
2012.
FDA – U.S Food and Drug Administration – GUIDE TO INSPECTIONS
VALIDATION OF CLEANING PROCESSES. Disponível em
<http://www.fda.gov/ICECI/Inspections/InspectionsGuides/ucm074922.htm>.
Acesso em 06 de fevereiro de 2012.
40
FORNI, R. Projeto Mecânico de um sistema de Higienização CIP (Cleaning in
Place). Monografia de conclusão do curso de Engenharia Mecânica – Escola
Politécnica da USP – USP, 2007
NEVES, L.C.M. Validação de Procedimentos de Limpeza de Equipamentos na
Indústria Farmacêutica e Biotecnológica. Revista Fármacos & Medicamentos
vol.59, 2009.
PAULINO, A.P, Validação dos Processos de Limpeza: um olhar na praticabilidade
em indústrias de medicamentos. IV Mostra de Produção Científica da Pós-
graduação Latu Sensu da PUC Goiás, 2009. Disponível em:
<http://www.cpgls.ucg.br/home/secao.asp?id_secao=1062>. Acesso em 06 de
fevereiro de 2012.
SKINDUSTRIES. Equipamentos para indústria farmacêutica. Disponível em
<http://www.skindustriesindia.net/>. Acesso em 04 de março de 2012.
TAMINE, A.Y. Cleaning-in-Place: Dairy, Food and Beverage Operations, Terceira
edição, Oxford, Blackwell Publishing. 2008
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
GAD, S. C. PHARMACEUTICAL MANUFACTURING HANDBOOK - Production
and Processes, New Jersey, John Wiley & Sons, Inc. 2008
GAD, S. C. PHARMACEUTICAL MANUFACTURING HANDBOOK - Regulations
and Quality, New Jersey, John Wiley & Sons, Inc. 2008
HANNA INSTRUMENTS. Validação na Indústria Farmacêutica. Disponível em:
<http://www.hanabrasil.com/notícias-artigos-e-dica-do-mes/newsletter>. Acesso
em 06 de fevereiro de 2012.
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