Esterilización por haz electrónico: proceso y equipo

Publicado el 20 agosto, 2021 por Rodrigo Ricardo

Biologia

La necesidad de esterilización

Vivimos en un mundo sucio. Las bacterias, los virus, los hongos y las esporas proliferan con facilidad y se instalan en el agua potable, los cosméticos, los alimentos, los medicamentos y muchos otros productos que utilizamos en la vida diaria. Debido a esto, necesitamos métodos mediante los cuales podamos garantizar que estos productos sigan siendo seguros de usar, incluso en ese mundo sucio. Esto se hace a menudo mediante la esterilización , el proceso mediante el cual los organismos que causan la contaminación mueren y se evita que proliferen.

¿Qué es la esterilización por haz de electrones?

La esterilización por haz de electrones es un método de esterilización en el que el objeto que se va a esterilizar se irradia con un flujo de electrones. Este flujo de electrones interactúa con cualquier material orgánico o contaminante en el objeto, creando radicales libres . Estos son iones que son capaces de romper las cadenas de ADN en el material orgánico para que no se replique. La mayoría de estas reacciones ocurren en el agua contenida en los contaminantes orgánicos, por lo que si el contaminante es más seco, como una espora, es más difícil esterilizar el objeto. La energía aplicada al objeto se puede variar según el tipo de contaminante, el tamaño del objeto y el grado de esterilización requerido.

Configuración y equipamiento básicos

Existen diferentes tipos de sistemas de esterilización por haz de electrones en la industria, pero todos tienen el mismo diseño básico. Una fuente de electrones es suministrada por una corriente eléctrica, a través del cátodo y el ánodo. Estos electrones luego se aceleran a través, lo adivinó, un acelerador . Viajan casi tan rápido como la velocidad de la luz. Los electrones rápidos luego pasan a través de una lente y algunas bobinas de desviación para enfocarlos en el objeto a esterilizar, que pasa por una cinta transportadora. El haz de electrones se desplaza hacia adelante y hacia atrás para cubrir todo el objeto, y luego el objeto se voltea para que el otro lado quede expuesto al haz, ya que el poder esterilizante del haz disminuye un poco a medida que pasa a través del objeto.

Nivel de garantía de esterilidad

Para determinar si un producto realmente ha sido esterilizado y ahora está libre de contaminación, necesitamos una forma de medir su esterilidad. Esta medida se denomina nivel de garantía de esterilidad o SAL . El SAL es un número que refleja la probabilidad de que un producto no sea estéril después de haber sido sometido a un proceso de esterilización. Por lo tanto, cuanto menor sea el SAL, mejor y más probable es que el producto se haya esterilizado de manera efectiva. Pero, en la ciencia y la industria, a veces nos gusta confundirnos, por lo que a veces verá un SAL que implica esterilidad efectiva denominado SAL “alto”. He aquí un ejemplo. Un SAL de 10 -6 significa que existe una probabilidad menor o igual a una en un millón de que el producto no sea completamente estéril.

Ventajas de la esterilización por haz de electrones

Hay muchos tipos diferentes de procesos mediante los cuales se pueden esterilizar objetos y la tecnología de rayos E es solo uno de ellos. Algunos otros incluyen calor seco , óxido de etileno y rayos gamma . Pero la tecnología E-beam tiene muchas ventajas sobre estos otros métodos. Comparemos algunos de ellos con la tecnología E-beam.

Calor seco frente a haz eléctrico: la esterilización por calor seco lleva bastante tiempo y no funciona con materiales como la tela y el plástico, que pueden derretirse. La tecnología E-beam puede esterilizar objetos en minutos sin dañar el producto.
Óxido de etileno frente a haz E: si bien el óxido de etileno es útil para esterilizar materiales sensibles al calor, el químico es muy tóxico y puede dejar residuos en el material. También es explosivo e inflamable. Con la tecnología E-beam, no hay ninguna de estas preocupaciones.
Rayos gamma frente a rayo E: la esterilización con rayos gamma implica la radiactividad del cobalto. El proceso lleva horas. La esterilización con haz de electrones no implica radiactividad y, de nuevo, se puede realizar en minutos.

Quizás la única desventaja real de la tecnología E-beam es que se necesita un acelerador, junto con una gran instalación con cintas transportadoras y paredes gruesas. Sin embargo, durante los últimos años se ha avanzado en tecnología y se ha vuelto más compacto, lo que lo hace más fácil y menos engorroso de usar.

Aplicaciones de la esterilización por haz de electrones

Debido a su practicidad y ventajas, la esterilización con haz de electrones tiene muchas aplicaciones útiles. Echemos un vistazo a algunos de estos.

Equipo medico

Esta es quizás la aplicación más utilizada de la tecnología E-beam. Los dispositivos médicos y los productos farmacéuticos requieren un alto grado de esterilización ya que entran en contacto con cavidades corporales que son estériles en condiciones normales. La contaminación de estas cavidades por materiales extraños puede causar infección o la muerte del paciente, por lo que al esterilizar equipos médicos, se necesita un SAL muy eficaz. La Administración de Alimentos y Medicamentos , o FDA , establece los estándares de la industria para la esterilización y se espera un SAL de al menos 10 -6 .

Tratamiento de aguas residuales

El Centro Nacional de Investigación de Rayos Electrónicos , o NCEBR , es una organización de investigación dedicada a la tecnología de rayos E en la Universidad Texas A & M. Están investigando el uso de la tecnología E-beam para el tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, una planta piloto en Corea ya ha estado utilizando E-beam para tratar aguas residuales desde 1998. Esta planta piloto mostró varias mejoras con respecto a las plantas más convencionales, incluido un mayor caudal.

Productos alimenticios

Los productores de productos alimenticios envasados han utilizado peróxido de hidrógeno en el pasado para esterilizar sus envases de alimentos. En este proceso se utilizó agua, por lo que los paquetes debían secarse posteriormente. Pero ahora, los fabricantes de alimentos envasados están cambiando a la tecnología E-beam porque es rápida y seca.

Resumen de la lección

La esterilización es el proceso mediante el cual los organismos que causan contaminación se eliminan y se evita su proliferación. La esterilización por haz de electrones es el uso de un flujo de electrones para esterilizar materiales. Este flujo interrumpe las cadenas de ADN en el material orgánico para que no pueda replicarse.

El nivel de garantía de esterilidad , o SAL , es una medida de probabilidad de que un producto no sea estéril después de pasar por un proceso de esterilización. La tecnología E-beam asegura un SAL que muestra una esterilización efectiva.

Debido a sus muchas ventajas sobre otros métodos de esterilización, la tecnología E-beam tiene muchas aplicaciones útiles, que incluyen la esterilización de equipos médicos, el tratamiento de aguas residuales y el procesamiento de productos alimenticios envasados. La tecnología de rayos E se está haciendo más compacta y práctica a medida que se realizan más investigaciones y se realizan avances.

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