Filtermembran
| Inhaltsverzeichnis |
Einteilung nach Porengröße
Filtermembranen sind dünne (Dicke: ca. 20 - 100 Mikrometer), poröse Folien, die eingesetzt werden um Bestandteile aus einer Lösung oder einer Dispersion abzutrennen, die einen bestimmten Durchmesser überschreiten. Filtermembranen enthalten Poren, deren Größe kleiner sein muss als der Durchmesser der abzutrennenden Bestandteile. Form und Gestalt der Membranporen hängen sehr vom Herstellungsverfahren ab und sind oft nicht spezifizierbar. Zur Charakterisierung führt man daher "Testfiltrationen" durch und bezeichnet als "Porendurchmesser" die Durchmesser der kleinsten Teilchen, welche die Membran nicht passieren konnten.
Filtermembranen werden je nach Porengroesse in vier Klassen eingeteilt:
> 10 Mikrometer: Filter
0.1 - 10 Mikrometer: Mikrofiltrationsmembranen
Filtrationsdruck < 2 bar
Abtrennung von Bakterien, Hefen, Partikeln
1.0 - 10 Nanometer: Ultrafiltration
Filtrationsdruck = 1 ... 10 bar
Abtrennung von Makromolekülen und Proteinen
< 1 - 5 Nanometer: Umkehrosmose
Filtrationsdruck = 10 ... 80 bar
Abtrennung von Salzen und kleinen organischen Molekülen
Es gibt physikalische Methoden zur Bestimmung der Porendurchmesser, die aber eine bestimmte Form der Poren (z.B. zylinderförmig, aneinandergereihte spherische Löcher etc.) voraussetzen. Oft wendet man diese Verfahren aber auf Membranen an, deren Porengeometrie keinesfalls den Idealvorstellungen entspricht. In diesem Fall erhält man "nominelle" Porendurchmesser, welche die Membran charakterisieren, die aber nicht notwendigerweise ihr Filtrationsverhalten widerspiegeln.
Anwendungen von Mikrofiltrationsmembranen
- kalte Sterilisation
- Klärung von Fruchtsäften, Wein und Bier
- Herstellung von hochreinem Wasser
- Abtrennung von kolloidalen Oxyden / Hydroxyden
- Trennung von Öl- / Wasser Emulsionen
- Entwässerung von Latices
- Abwasserbehandlung
- Biotechnologie ("Ernten" von Zellen)
Anwendungen von Ultrafiltrationsmembranen
- Abtrennung von Proteinen (z.B. aus Milch)
- kalte Sterilisation in der Pharmazie (Antibiotikaproduktion)
- Metall - Rückgewinnung und Abwasserrreinigung in der Metallurgie
- Lebensmittelbehandlung (z.B. Produktion von "PRO-CAL" einem Milchprodukt, das wenig Fett, aber viel Protein und Calcium enhält)
Anwendungen von Umkehrosmosemembranen
- Wasser - Entsalzung (Trinkwassergewinnung aus Meerwasser oder Brackwasser)
- Aufkonzentrierung von Säften oder Milch
- Herstellung von ultra-reinem Wasser