A Gehaka fabrica e comercializa analisadores de TOC desde 2003

O carbono é um elemento único classificado como um não metal pela tabela periódica dos elementos químicos e pode formar uma enorme quantidade de compostos. Em combinação com oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e outros elementos, ele forma uma vasta coleção de substâncias, muitas com átomos de carbono ligados entre si. Existem perto de 10 milhões de compostos de carbono, muitos dos quais são essenciais para a vida.

O carbono está presente na atmosfera, na vida animal e vegetal, em substâncias orgânicas não vivas, em combustíveis fósseis, em rochas e dissolvido nos oceanos. O movimento das moléculas de carbono de uma forma para outra é conhecido como o ciclo do carbono. O ciclo de vida e morte dos vegetais resulta na acumulação de tecido vegetal decomposto, sobre e sob o solo (raízes), e produz uma quantidade significante de carbono orgânico. Por sua vez, esse material formado pode comprometer a qualidade da água dos lençóis subterrâneos e também das águas superficiais. Apesar de a água receber um tratamento para garantir sua potabilidade, através das estações de abastecimento público, esses compostos não são totalmente removidos, inviabilizando o uso da água, principalmente em segmentos como o da indústria farmacêutica.

Nessa indústria, a tecnologia em sistemas de tratamento de água tem evoluído muito. Para garantir água com grau de pureza cada vez maior, os equipamentos de tratamento mais comuns são os sistemas de osmose reversa em duplo passo, sistemas combinados de osmose com eletrodeionização, destiladores de múltiplo efeito e destiladores por termocompressão. Porém, nenhum desses sistemas é capaz de garantir totalmente a qualidade de água fornecida. Pelo contrário, quando falamos de TOC, sigla em inglês para carbono orgânico total, alguns deles constituem uma fonte desse tipo de contaminação. O carbono orgânico total é encontrado na água em pequenas quantidades. Assim, sua quantificação só pode ser feita em partes por milhão (ppm) e, em alguns casos, como o da água para uso farmacêutico, em partes por bilhão (ppb).

Além das fontes naturais mencionadas acima, os sistemas de tratamento de água, dimensionados de forma inadequada, se tornam grandes colaboradores para o aumento de carbono orgânico total na água purificada (Purified Water — PW) ou na água para injetáveis (Water for Injection — WFI), isso porque alguns detalhes construtivos não são levados em consideração, tais como utilização de anéis de vedação em borracha, uso de graxas à base de vaselina, materiais plásticos não inertes e uma grande quantidade de outros detalhes importantes que evitam a liberação do TOC na água.

A indústria farmacêutica, até o final da década de 1990, não dispunha de métodos eficazes para detectar essa contaminação na água, exceto testes qualitativos que forneciam uma relativa segurança quanto à presença de TOC, sem, portanto, quantificar esse material. Um teste bem conhecido pelos analistas de controle de qualidade das empresas é o de substâncias oxidáveis. Porém, desde 1999, a farmacopeia americana USP (United States Pharmacopeia) incluiu como um dos itens de análise de água a quantificação do TOC, apresentando como limite máximo 500 ppb, ou 0,5 ppm de TOC.

A água purificada obtida por diferentes processos dentro da indústria (osmose reversa, destilação, eletrodeionização etc) era até então monitorada basicamente no aspecto inorgânico, através da determinação da quantidade de sais dissolvidos, e no aspecto biológico, pela quantidade de micro-organismos presentes. Com a exigência da análise de carbono orgânico, é possível estabelecer um maior controle de qualidade dessa importante matéria-prima farmacêutica, e criar um terceiro aspecto analítico, o orgânico.

Atualmente, diversas tecnologias são utilizadas para determinação do carbono orgânico total e também de carbonos inorgânicos. Dentre elas, podemos destacar:

Combustão catalítica — sistema em que se realiza primeiramente a queima de uma determinada amostra, juntamente com um ácido. O carbono obtido é arrastado por um gás inerte, normalmente nitrogênio, até um detector que utiliza infravermelho não dispersível (NDIR), para efetuar a leitura, e finalmente o resultado é enviado a um processador para informar o resultado da análise, expresso em ppm (partes por milhão). Essa metodologia analítica, apesar de extremamente sensível, pois é capaz de detectar a existência de traços de carbono orgânico em qualquer tipo de água, representa um investimento alto em equipamento e também em manutenção.

Foto-oxidação catalítica com membrana seletiva — nesta modalidade, uma determinada amostra é inserida em um reator acompanhada de produtos químicos (ácido fosfórico e persulfato de amônio) para preparação química do meio. Em seguida, o processo de oxidação é feito por radiação ultravioleta. O gás carbônico formado pela reação é separado por uma membrana seletiva (que só permite a passagem de CO2) e medido do outro lado por condutometria, e em seguida transformado em partes por bilhão de carbono orgânico total. Nesse caso, a presença de outros compostos orgânicos, como pesticidas (produtos organoclorados com ramificações orgânicas além da típica combinação carbono/hidrogênio), não serão detectados; ocorre um “mascaramento” de resultados. Contudo, é um método adequado para detecção de carbono em efluentes industriais em que essa separação é desejável.

Foto-oxidação catalítica simples (conhecida também como “por batelada”) — neste sistema, uma determinada amostra é primeiramente coletada e armazenada dentro de um reator. Este compartimento tem uma lâmpada ultravioleta, com comprimento de onda de 185 nm (nanômetros) e um material catalítico. Com a emissão de raios UV, o carbono se desprende das moléculas orgânicas e forma o CO2 (dióxido de carbono ou gás carbônico). Este último altera sensivelmente a condutividade da água, que por fim é registrada por um condutivímetro e convertida em TOC, sendo o valor expresso em ppb. É o método mais adequado para utilização na indústria farmacêutica por apresentar um custo analítico menor e atender integralmente ao que é preconizado pela farmacopeia americana USP.

Mesmo sendo uma metodologia usada atualmente somente na indústria farmacêutica, a tendência é que seu uso se estenda a outros segmentos que utilizam água purificada de alguma forma, pois a quantificação de compostos orgânicos em uma água purificada determina o quanto ela pode gerar ou não contaminação microbiológica. Quanto mais nutrientes, mais compostos orgânicos e mais chances de contaminação, e vice-versa.

A Gehaka fabrica e comercializa analisadores de TOC desde 2003. O produto atende integralmente às recomendações dos compêndios mais atuais utilizados no Brasil, tais como a Farmacopeia Brasileira 5 Edição, Farmacopeia Americana USP 40  além das diretrizes da ANVISA na RDC 17 e seus anexos. O processo de validação do produto é feito através de uma entrega técnica especializada (sem custo adicional). Ocorre um treinamento detalhado da operação e qualificação, com entrega de todos os documentos exigidos pelas auditorias.

Por Rogério Mendes Couto, Gerente de Negócios, Divisão de Tratamento de Água – Gehaka

Tags:

água purificada, carbono orgânico total, Gehaka, indústria farmacêutica

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