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STERILIZZAZIONE PER FILTRAZIONE, TEST DI EFFICIENZA DEI FILTRI HEPA -…
STERILIZZAZIONE PER
FILTRAZIONE
Definizione e utilizzo
È un metodo
alternativo alla sterilizzazione termica
, adatto per
soluzioni termolabili
(sieri, vitamine, antibiotici, liquidi biologici)
Utilizzata anche per
rimuovere microrganismi e particelle
da gas come l'aria, soprattutto in
ambienti di produzione asettici
Differenza fondamentale rispetto ad altri metodi
i microrganismi
non vengono inattivati
ma
fisicamente rimossi dal prodotto
MECCANISMI DI FILTRAZIONE
Inerzia o collisione
Il fluido subisce bruschi cambiamenti di direzione quando scorre attorno alle fibre del filtro.
Le particelle proseguono per inerzia e collidono contro le fibre.
Meccanismo efficace con particelle grandi e alte velocità di flusso.
Setacciatura
Se il passaggio tra le fibre è
più stretto del diametro delle particelle
, queste
vengono trattenute
Effetti diffusivi
Le
particelle piccolissime
sono colpite dai movimenti irregolari del fluido e deviate verso le fibre
Effetti elettrostatici
Particelle con cariche opposte si attraggono
Sfruttati in
filtri elettrostatici
e in
filtri fibrosi speciali
Effetti di intercettazione
Il fluido segue il contorno delle fibre e
trascina particelle fini e leggere
Se una particella passa
vicinissima a una fibra
, può aderirvi grazie a
forze di Van der Waals
Efficacia aumentata da:
Maggiore diametro delle particelle (entro un certo limite)
Minore diametro delle fibre
Minori distanze tra le fibre
TIPI DI FILTRI UTILIZZABILI
Filtri in profondità
Composizione
materiali porosi o granulari
(polveri ceramiche, fibre di vetro, polimeri compressi).
Il fluido passa
attraverso gli spazi porosi
(più grandi delle particelle).
La filtrazione
non è solo meccanica
, ma anche per
interazione complessa con il materiale
Filtri di superficie a membrana
Composizione
Composti da
membrane porose tridimensionali
(esteri di cellulosa, nylon, teflon, polisulfoni)
Produzione
Il polimero è disciolto in un
solvente volatile
in presenza di
glicerina
Il solvente viene
evaporato
, la glicerina lascia
vuoti
poi rimossi per lavaggio
Dimensioni dei pori regolabili con precisione
La
scelta del filtro
dipende dal tipo di soluzione
Nitrato di cellulosa
→ soluzioni acquose, oleose o poco alcoliche
Acetato di cellulosa
→ soluzioni fortemente alcoliche
Caratteristiche delle membrane per filtrazione sterilizzante
Spessore:
100-200 μm
Pori:
0.22 μm
(rimozione efficace dei batteri) o
0.45 μm
(velocità di filtrazione tripla ma non garantisce sterilità).
Porosità:
80-90%
Non contaminano né adsorbono soluti.
Resistono a
pressioni elevate
Possono essere usate
in serie
per materiali con particelle più grosse.
VALIDAZIONE DEI FILTRI
Verifica di efficacia
Si fa passare una
sospensione nota di batteri
e si verifica che
nessun microrganismo
passi nel filtrato
Test standard: utilizzo del
Pseudomonas diminuta ATCC 19146
(dimensioni 0.5 x 1-4 μm).
Concentrazione del test
: 10⁷ batteri per cm² di superficie filtrante
Test di integrità del filtro
Si misura il
punto di bolla
:
È la pressione minima necessaria per far passare aria attraverso un filtro bagnato.
L’aria passa solo attraverso i pori più grandi.
Se i dati corrispondono ai valori dichiarati, il filtro è considerato integro e correttamente montato.
Test non distruttivo: va eseguito prima e dopo l’uso di ogni filtro
SISTEMI FILTRANTI INDUSTRIALI
Dischi filtranti
Membrane da
120-150 μm, porosità 80%
Resistono al calore,
non adsorbono
soluti.
Alta resistenza a pressioni
se supportati.
Svantaggi:
facile intasamento, fragilità
Cartucce filtranti
Usate per
grandi volumi di soluzione
Convenienti ed economiche
, ideali per rimuovere
basse quantità di solidi
(100 a 0.2 μm).
Possono essere:
Monouso
Rigenerabili
Costituite da
materiali filtranti in profondità o di superficie
FILTRI PER L’ARIA: HEPA E ULPA
Filtri HEPA (High-Efficiency Particulate Air)
Bloccano fino al
99.9997% di particelle da 0.3 μm
Composti da
fibre di vetro idrorepellenti
, diametro 0.1 μm
Meccanismo:
combinazione di più tipi di ritenzione
Forma:
pieghe multiple
per aumentare la superficie filtrante.
Spaziatori tra le pieghe:
cartone ondulato o alluminio
Racchiusi in
contenitori di plastica o alluminio
Più efficienti: trattengono fino al
99.99996% di particelle da 0.12 μm
TEST DI EFFICIENZA DEI FILTRI HEPA
Prova con fiamma al sodio
Si crea un aerosol di
cloruro di sodio
(particelle da 0.02 a 2 μm) nebulizzando una soluzione di NaCl al 2%.
L’aria nebulizzata viene fatta passare attraverso il filtro.
L’aria filtrata alimenta un
bruciatore a metano
:
Se il sodio è presente, la
fiamma diventa gialla
L’intensità del colore giallo è
proporzionale al sodio residuo
→ misura dell’efficienza del filtro.
Prova con DOP (dioctilftalato)
Il DOP è
vaporizzato e ricondensato
in goccioline da 0.3 μm.
Si misura la
concentrazione di particelle a monte e a valle del filtro
con un fotometro.
La
percentuale di penetrazione
indica l’efficienza.