Filtrationstechnik – Membrantechnologie
Die Membrantechnologie ist ein mechanisches Trennverfahren zur Separation gasförmiger oder flüssiger Stoffgemische und Lösungen unter Verwendung technischer Membranen. Hierbei können je nach Art der eingesetzten Membranen Trennergebnisse für die unterschiedlichsten Anforderungen erzielt werden. Durch die rein physikalische Trennung von Stoffgemischen bzw. Lösungen ist diese Art der Filtration in bestimmten Größenordnungen besonders in wirtschaftlicher und ökologischer Hinsicht interessant.

Funktionsweise

Der grundsätzliche Aufbau einer Membrane umfasst den Stützkörper mit makroporöser Struktur, auf dem eine Membranschicht aufgetragen wird. Diese Membranschicht bestimmt durch deren Feinheit die Filtrationseigenschaft.

Das zu reinigende Flüssigkeitsgemisch strömt entlang der Membranschicht in einem geschlossenen Kreislaufsystem. Die Membranschicht hält dabei Partikel größer als die Trennschicht zurück und das geklärte Medium durchdringt die Membranschicht und wird abgezogen.

Je nach Anforderung kommen hierbei verschiedene Membrangeometrien zum Einsatz. Zunächst unterscheiden sich die Membranelemente in Mono- und Multikanalelemente. Die Kanaldurchmesser bei den eher nur in Versuchsanlagen eingebauten Monokanäle betragen in der Regel zwischen 6 und 16 Millimeter. Bei den Multikanalelementen hingegen, werden in einem Membranelement mehrere Kanäle nebeneinander angeordnet. Die Durchmesser der einzelnen Kanäle reicht hier von 2 bis 8 Millimeter. In Abhängigkeit des Außendurchmessers des Keramikelements ergeben sich dadurch bis zu 211 Kanäle in einem einzigen Membranelement.

Einteilung der Membran-Trennverfahren

Die Membrantechnologie unterscheidet nach der Größe der abzutrennenden Teilchen die Trennverfahren in die Verfahren Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose.

Membranwerkstoffe

Als Membranwerkstoffe werden verschiedene polymere Kunststoffe, sowie keramische Werkstoffe eingesetzt. Besonders keramische Werkstoffe werden durch deren Langlebigkeit, sowie den ausgezeichneten mechanischen und chemischen Eigenschaften oftmals den polymeren Kunststoffmembranen vorgezogen. Die Trenngrenze liegt hier im Bereich von 1 bis 1.400 Nanometer.

Anwendungsgebiete

Umwelttechnik
  • Abwasseraufbereitung 
    • Entfernen von metallischen Stoffen (z.B. Ni, Mn, Co, Al)
    • CSB/BSB Reduzierung
  • Prozesswasseraufbereitung
    •  Entfernen von gelösten Farbstoffen und Farbpigmenten
    • Aufbereitung von Wischlauge beim Tiefdruckverfahren
      • > patentierter Prozess –    Verfahren
Wassertechnik
  • Trinkwasseraufbereitung 
    • Enthärtung
    • Entsalzung
    • Entsäuerung
    • Entfernen von Pestiziden und anderen organischen Säuren
    • Entfernen von Metallen (z.B. Fe, Mn, As)
    • Entfernen von natürlichen organischen Komponenten
Lebensmittel Industrie
  • Klarfiltration von Produkten wie Wein, Fruchtsäfte und Gelatine
  • Konzentrieren von gelösten Wertstoffen wie Pektine oder Zucker
  • Behandlung von CIP-Lösungen zur Standzeitverlängerung
  • Entgasung von Flüssigkeiten wie gelöster Sauerstoff)
  • Klarfiltration von Glukose-Sirup
  • Behandlung von Brüdenkondensat – Entfernen von Kohlehydraten
  • Klarfiltration von Molasse
  • Rückgewinnung von Proteinen aus CSL / Wasch Wasser
Molkerie-Industrie
  • Rückgewinnung von Proteinen, Laktose und Mineralien aus Käse-Molke
  • Konzentrieren von Voll- und Mager-Milch
  • Proteinstandardisierung von Milch
  • Entsalzung von Molkeproteinen
  • Klarfiltration von Salzlake (Standzeitverlängerung)
  • Konzentrieren von Butterfett
Bio- und Feinchemie
  • Reinigung und Konzentrierung von Wertstoffen (bspw. Proteine, Vitamine, Enzyme)
  • Entfernung von Uranverunreinigungen
  • Trennung von Öl-Wasser Emulsionen
  • Trennen von Suspensionen und Emulsionen
  • Entgasung/Begasung von waessrigen Medien
  • Klarfiltration von Saeuren (Recycling)
  • Aufbereitung von Phosphatierbaedern und Galvanikspuelbaedern

Kundennutzen

  • Definierbare Trenngrenze des Prozesses (Cut-off)
  • Inerte Membranmaterialien mit langer Lebensdauer
  • „Chemikalienfreier Betrieb“ – keine Verbrauchsmittel erforderlich
  • Geringe Betriebskosten
  • Modularer Aufbau, Kapazitäten erweiterbar
  • Kompakte Systeme mit geringem Füllvolumen
  • Hoher Grad an Automatisierung möglich
  • Jede Anlagenkapazität möglich, keine technischen Begrenzungen
  • Sehr kurze Amortisierungszeiten

Auslegungsverfahren

Für Produkte deren Filtrationseigenschaften noch nicht bekannt sind, stehen verschiedene Möglichkeiten der Versuchsdurchführung zur Verfügung. Für die grundsätzliche Austestung eines Produktes auf deren Filtrierbarkeit stehen eine Laboranlage zur Verfügung. Nach erfolgreichen Testversuchen können weitere Filtrationszyklen auf einer Pilotanlage durchgeführt werden. Die dabei erzielten Ergebnisse fließen danach in die entsprechende Auslegung einer Industrieanlage ein. Unseren Kunden stehen dabei sowohl Labor- als auch Pilotanlagen auf Mietbasis zur Verfügung.
Laboranlage
Pilotanlage
Industrieanlage

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