Effektive Flüssigkeitstrennung ist ein wichtiger Produktivitätsfaktor, Kosteneffizienz sowie Umweltverträglichkeit im Prozess moderner industrieller Produktion. Die Hohlfaser-Querstromfiltration (HFF) ist eine fortschrittliche Membrananwendung, die in verschiedenen Branchen wie Biopharmazie, Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Abwasser- und Chemieindustrie Anwendung findet. Doch wie funktioniert sie, und warum ist sie so effizient?
Was ist Hohlfaser-Querstromfiltration?
Hohlfasermembran Hohlfasermembranen bestehen aus Tausenden winziger Röhrchen mit Strohdimensionen, und die Poren haben eine mikroskopisch kleine Größe. Die Querstromfiltration unterscheidet sich von der traditionellen Totmann-Filtration, bei welcher die Flüssigkeit durch die Membranoberfläche gefiltert wird, ohne direkt durch die Membran geleitet zu werden. Diese umfassende Strömung verhindert Verstopfungen (Fouling) und sorgt für eine gleichbleibend hohe Effizienz.
Schlüsselkomponenten:
Hohlfasermembranen – Dünne, poröse Röhrchen, die eine selektive Trennung ermöglichen.
Zulauf – Flüssigkeit strömt parallel zur Membranoberfläche.
Permeat – Gefilterte Flüssigkeit, die durch die Membran hindurchtritt.
Retentat – Konzentrierte Flüssigkeit, die auf der Zulaufseite zurückgehalten wird.
Wie funktioniert das in industriellen Anwendungen?
Dauerhafte Filtration mit reduziertem Fouling
Bei der Querstromfiltration spült der tangentiale Fluss die Membranoberfläche kontinuierlich ab, um eine Ansammlung von Partikeln auf der Membran zu vermeiden. Dadurch eignet sich HFF besonders gut für Flüssigkeiten mit hohem Feststoffgehalt oder hoher Viskosität, wie beispielsweise:
Behandlung von Abwasser (Entfernung von Bakterien, Ölen und Schwebstoffen).
Biopharmazeutika (Proteintrennung, Virenfiltration).
Lebensmittel- und Getränkeindustrie (Klärung von Säften, Milchverarbeitung).
Hohe Effizienz bei geringem Energieverbrauch
Die Energiekosten sind niedrig, da die Systeme, die mit Hohlfasern betrieben werden, im Vergleich zu konventionellen Technologien unter einem geringen Druck laufen. Sie weisen ein hohes Oberflächen-Volumen-Verhältnis auf, das einen hohen Durchsatz bei minimalem Pumpenaufwand gewährleistet.
Skalierbarkeit und Flexibilität
HFF-Module lassen sich problemlos für kleine Labore oder große Industrieanlagen skalieren. Sie unterstützen:
Batch- oder kontinuierliche Verarbeitung
Integration der Automatisierung
Anpassbare Porengrößen (UF, MF oder NF)
Vorteile gegenüber herkömmlichen Filtrationsverfahren
Längere Membrandlebensdauer (verringerte Verunreinigung).
Höhere Produkt-Rückgewinnungsraten (weniger Abfall).
Schonend für empfindliche Produkte (Proteine, Enzyme, Zellen).
Geringere Betriebskosten (Energie- und Wartungseinsparungen).
Schlussfolgerung
Der Hohlfaser-Querstromfiltrationsprozess ist ein vielseitiges, effektives und nachhaltiges Lösungsverfahren für industrielle Trennprobleme. Durch Steigerung der Produktivität und Verringerung von Fouling unterstützt er Industrien dabei, strengere Qualitäts- und Umweltstandards zu erfüllen.
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