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Membranfiltration Höhere Prozesseffizienz durch neue Membrantechnologie

Autor / Redakteur: Dr. Jens Meyer / Wolfgang Ernhofer

Im Zuge von Prozessoptimierungen werden mehr und mehr die Gesamtkosten für Filtrationsprozesse analysiert. Nicht nur der Preis eines Filters ist relevant, sondern auch die mit seiner Verwendung verbundenen Folgekosten sind von großer Bedeutung. Modernste Membran-Filtertechnologie leistet dabei einen entscheidenden Beitrag zur Reduktion von Prozesskosten, wie eine neue Filterkerze anschaulich zeigt.

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Die neue Filterkerze zeichnet sich durch eine höhere Standzeit und ein optimiertes Durchflussverhalten aus.
Die neue Filterkerze zeichnet sich durch eine höhere Standzeit und ein optimiertes Durchflussverhalten aus.
(Bild: Sartorius)

Polyethersulfon (PES), das Material aus dem die neue Filtermembran Sartopore Platinum besteht, ist seit Jahren im Markt etabliert und durch hohe Leistungsdaten, zuverlässige mikrobielle Rückhaltung und hohe chemische Kompatibilität charakterisiert. Das von Natur aus leicht hydrophobe Material wird im Zuge der Membranherstellung hydrophilisiert, um die Eigenschaften für die Filtration wässriger Lösungen zu optimieren. Die Art dieser Modifizierung hat entscheidenden Einfluss auf die Filtereigenschaften. Zudem ist es wichtig, eine möglichst große Membranfläche in eine Filterkerze zu verbauen, ohne dabei jedoch die Filtrationsleistung durch eine zu hohe Packungsdichte der Membran negativ zu beeinflussen.

Für den Sterilfilter Sartopore Platinum wurde sowohl eine neuartige Plissiertechnologie als auch eine neue Oberflächenveredelung entwickelt. Die Kombination dieser beiden technischen Neuerungen führt zu einzigartigen Filtereigenschaften, die ganz neue Maßstäbe bei der Gesamtkalkulation von Filtrationskosten setzen.

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Alternative Plissiertechnologie

Um die effektive Filtrationsfläche pro Filterkerze zu erhöhen, wird die Membran im gefalteten (plissierten) Zustand in die Filterkerze verbaut. Dabei kann durch eine Erhöhung der Faltenzahl die Fläche weiter maximiert werden. Die Packungsdichte der Membran beeinflusst das Durchströmungsverhalten des Mediums während der Filtration.

Da das Platzangebot für die Membran umso geringer wird, je weiter man in den zentralen Bereich einer Filterkerze gelangt, ist es eine logische Konsequenz, die Membranfläche vor allem im Außenbereich zu vergrößern und nahe am Innendurchmesser der Filterkerze unverändert zu belassen. Genau diese Überlegungen sind Grundlage der Twinpleat-Plissiergeometrie: Diese zeichnet sich durch eine alternierende Abfolge von jeweils einer langen und einer kurzen Plissierfalte aus. Zusätzlich sind die Falten in einem bestimmten Winkel angeordnet, sodass diese länger sind. Die neuartige Plissierung vergrößert die Membranfläche im äußeren Bereich der Filterkerze deutlich. Pro 10‘‘-Filterkerze konnte die Membranfläche dadurch um 66 % auf jetzt einen Quadratmeter erhöht werden.

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