Mehrkanalrohre aus Keramik für die Filtration
Die Filtration von Flüssigkeiten, bzw. die Trennung von Substanzen und Feststoffen von Flüssigkeiten, wird in vielen Branchen und mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt. Zur Verbesserung der Filterleistung werden zunehmend Membranen aus Keramik eingesetzt. Bei der Cross-Flow-Filtration punkten keramische Membranträger von CeramTec nicht nur mit Vorteilen, wie z.B. ihrer hohen mechanischen, chemischen und thermischen Beständigkeit. Aufgrund ihrer Geometrie erreichen sie darüber hinaus die maximale mit diesem Verfahren derzeit mögliche Filtrationsleistung und helfen so Kosten zu sparen.
Keramische Membranen für die Cross-Flow-Filtration
Die Cross-Flow-Filtration, auch Querstromfiltration oder Tangentialflussfiltration genannt, ist ein Filtrationsverfahren, bei dem eine Suspension durch poröse Rohre, sogenannte Membranen, gepumpt und die herausgefilterte Flüssigkeit, das Permeat, quer zur Fließrichtung abgezogen wird. Im Gegensatz zur Kuchenfiltration wird dabei die Bildung eines Filterkuchens verhindert.
Für die Cross-Flow-Filtration bietet CeramTec spezielle Mehrkanalrohre aus Aluminiumoxid (Al2O3) als Tragrohre, auf denen die anwendungsbezogene Trennschicht aus Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zirkonoxid durch den Kunden aufgebracht wird. Die Rohre sind als keramische Membranen für mechanische Trennverfahren konzipiert: die Nano-, Ultra- und Mikrofiltration. Zum Einsatz kommen diese Filtrationsverfahren beispielsweise in der Lebensmittelbranche, der Pharmazie, in der chemischen Industrie sowie in Galvano-, Umwelt- und Biotechnik.
Einflussfaktoren auf die Leistungsfähigkeit der keramischen Filter
Keramische Membranträger sind in diversen Geometrien für die Filtration verfügbar. Neben verschiedenen Längen spielt die Anzahl der Kanäle sowie deren Durchmesser eine entscheidende Rolle für die Effizienz der Filterleistung. Längere Tragrohre besitzen eine größere Oberfläche für die Filtration. Poröse Keramikmembranrohre von CeramTec gibt es deshalb bis zu einer Länge von 1,5 Metern.
Die typischen Rohrlängen liegen zwischen 1 Meter und 1,5 Meter, typische Außendurchmesser bewegen sich von 10 Millimeter bis 52 Millimeter und typische Kanaldurchmesser betragen zwischen 2 Millimeter und 16 Millimeter.
Um für Kunden über die Grenzen der aktuellen Möglichkeiten bei der Flüssigkeitsfiltration hinauszugehen, entwickelt CeramTec die Geometrie und Werkstoffe ständig entsprechend den Marktanforderungen. Aktuelles Ziel ist es, die Anzahl der Kanäle weiter zu erhöhen.
„Je länger die Rohre sind, desto weniger Verrohrung und Peripherie ist notwendig, um die gleiche Filterleistung zu erzielen. Dasselbe gilt für die Anzahl der Kanäle: je mehr Kanäle, umso größer die Filterfläche und desto effizienter die Filteranlage.“
Stephanie Neuberger, Account Managerin
Vorteile von Keramik-Membranen gegenüber anderen Werkstoffen
Membranen aus Technischer Keramik haben im Vergleich zu Polymermembranen oder Sintermetallen folgende Vorteile, durch die sie besonders für Filtrationsprozesse unter Druck oder hohen Temperaturen geeignet sind:
- bessere mechanische Festigkeit
- hohe thermische Beständigkeit
- hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien wie Säuren oder Laugen
- sie sind hochgradig inert
- haben eine hohe Permeatflussrate
- können leicht rückgespült werden, um Ablagerungen auf der Oberfläche zu entfernen.
Weitere Eigenschaften des CeramTec Al2O3-Werkstoffs:
- mittlerer Porenkanaldurchmesser von ca. 8 Mikrometern
- 28 Prozent Porosität