Filter hält abzutrennende Inhaltsstoffe zurück

Bei der Filtration werden aus einem Medium Partikel, Moleküle, Viren, Bakterien oder sonstige definierte, unerwünschte Bestandteile mit Hilfe eines Filters abgetrennt. Dabei durchströmt das zu filtrierende Medium die Poren des Filters, sodass die abzutrennenden Inhaltsstoffe zurückgehalten werden. Bei der Filtration mit keramischen Membranen kann man neben der Fest-Flüssig-Trennung – Partikel werden aus einem flüssigen Medium herausgefiltert – auch eine Flüssig-Flüssig-Trennung durchführen, bei der es darum geht, flüssige Tröpfchen aus einer flüssigen Phase zu entfernen. In der Regel liegen diese Tröpfchen in emulgierter Form vor, wie beispielsweise Öltröpfchen, die häufig durch Tenside emulgiert sind. Die Flüssig-Flüssig-Trennung ist aufgrund der emulgierten Tröpfchen überhaupt erst möglich.

Semi-permeable Barriere mit definierter Trenngröße  

Bei Filtrationsmembranen handelt es sich um semi-permeable Barrieren, die in ihrer Porengröße so gestaltet werden können, dass sie nur die unerwünschten Bestandteile des zu filtrierenden Mediums zurückhalten. Je nach Größe der herauszufilternden Bestandteile spricht man von Ultrafiltration (UF), Mikrofiltration (MF) oder Nanofiltration (NF).

Keramische Mikrofiltration Membranen / Keramische Ultrafiltration Membranen

atech bietet keramische Membranen für die Mikro- und die Ultrafiltration bis zu einem molecular weight cut-off (MWCO) von 1kD an. Beides sind rein physikalische Trennverfahren, bei denen alle Bestandteile, die größer als die Poren der Membran sind, zurückgehalten werden.

Mikro- und Ultrafiltration

Bei atech sprechen wir von Mikrofiltration, wenn die Poren unserer Membrane zwischen 0,1 µm und 1,2 µm groß sind (Keramische Mikrofiltration Membranen). Für die Ultrafiltration setzen wir Porengrößen von 50 nm bis 1 kD ein (Keramische Ultrafiltration Membranen). Mikro- und Ultrafiltrationsverfahren laufen rein physikalisch ab, es sind keine Chemikalien erforderlich. Alle Inhaltsstoffe im zu filtrierenden Medium, die größer sind als die Membranporen, werden von der keramischen Membran zurückgehalten – je nach eingesetzter Porengröße handelt es sich um Mikro- oder Ultrafiltration.

Unterschiedlicher Aufbau

Unsere keramischen Rohrembranen für die Mikro- und Ultrafiltration weisen alle einen asymmetrischen Aufbau auf und bestehen aus einem hochporösen Stützkörper (mit relativ großen Poren von ca. 10µm), auf den mehrlagig poröse Schichten mit unterschiedlichen Porengrößen aufgebracht sind. Die "Anordnung" dieser Schichten erfolgt derart, das mit großporigen Schichten, z.B. für die Mikrofiltration begonnen wird und dann immer feinporigere Schichten für die Ultrafiltration aufgebaut werden, wodurch der asymmetrische Aufbau erreicht wird.

 

Trennung durch Differenzdruck

Die Trennung selbst erfolgt durch den Differenzdruck zwischen der Feedseite mit dem zu trennenden Medium und der Permeatseite, das ist der Stoffstrom, der durch die trennende Membran hindurch filtriert wurde. Mikro- und Ultrafiltration können sowohl aus keramischen als auch aus organischen Werkstoffen, z. B. Polymeren, hergestellt werden. Was die Beständigkeit gegen chemische, thermische und mechanische Einflüsse betrifft, sind die keramischen Membranen denen aus Polymeren überlegen.