Membrane

Was ist eine Membranfiltration?

Die Membranfiltration ist ein physikalisches Trennverfahren, bei dem eine halbdurchlässige Membran verwendet wird, um suspendierte oder gelöste Stoffe in einem Flüssigkeitsgemisch aufgrund ihrer Größe, Form oder chemischen Eigenschaften zu trennen. Sie wird häufig in Branchen wie der Wasseraufbereitung, der Öl- und Wasserproduktion, der Lebensmittel- und Getränkeherstellung, der pharmazeutischen und chemischen Industrie sowie der Biogasindustrie eingesetzt. Mit Hilfe der Membranfiltration können die Gesamtproduktionskosten gesenkt und gleichzeitig die Produktqualität erhöht werden.

Die Membranfilter bestehen entweder aus organischen (polymeren) oder anorganischen (keramischen) Materialien. Die beiden definierten Faktoren Trenngröße und Trennverfahren beeinflussen die Prozesseffizienz der verschiedenen Membranen.

BOLL Membranen-Typen

BOLLFILTER bietet zwei verschiedene Arten von Membranen an:

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Arten der Membranfiltration

Was die Möglichkeiten der Membranfiltration betrifft, so werden diese in der Regel in vier weithin anerkannte Typen unterteilt, die auf der Größe der Partikel basieren, die sie von der Einsatzflüssigkeit trennen sollen. Diese Typen, die nach zunehmender Porengröße geordnet sind, sind Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration und Mikrofiltration.

Umkehrosmose (UO):
Umkehrosmose ist ein Filtrationsverfahren, bei dem eine halbdurchlässige Membran verwendet wird, um Ionen, Moleküle und größere Partikel aus Wasser oder anderen Flüssigkeiten zu entfernen. Die Umkehrosmose ist hocheffektiv bei der Abtrennung von gelösten Salzen, Verunreinigungen und Unreinheiten und erzeugt hochgereinigtes Wasser.

Nanofiltration (NF):
Bei der Nanofiltration handelt es sich um eine Filtrationstechnik, bei der gelöste Stoffe wie zweiwertige und größere einwertige Ionen oder organische Moleküle entfernt werden, während kleinere gelöste Stoffe wie Natrium und Chlorid hindurchgelassen werden. Sie wird häufig zur Wasserenthärtung, Teilentsalzung und zur Entfernung organischer Stoffe eingesetzt.

Ultrafiltration (UF):
Bei der Ultrafiltration werden Membranen mit etwas größeren Poren verwendet, um Makromoleküle, Proteine, Öle und Schwebstoffe von Flüssigkeiten zu trennen. Sie wird häufig in Anwendungen wie der Abwasserbehandlung, der Proteinrückgewinnung und der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt.

Mikrofiltration (MF):
Die Mikrofiltration ist ein Verfahren, bei dem größere Partikel, wie Bakterien, Schwebstoffe und einige Viren, durch Membranen mit relativ großen Poren entfernt werden. Es wird häufig bei der Sterilisation, der Getränkeherstellung und der Abtrennung feiner Partikel eingesetzt.

Crossflow-Filtration VS Dead-End-Filtration Prinzip

Die verwendeten Filtrationsmethoden hängen von der Art der Membran ab. Es gibt zwei verschiedene Arten. Die eine ist das Dead-End-Prinzip (Flachmembran) und die andere ist das Crossflow-Filtrationsprinzip (Rohrmembran).

Materialeigenschaften von den Membranen

Unsere Keramikmembranen bestehen aus drei Schichten:

Trägermaterial (sorgt für mechanische Festigkeit)
Zwischenschicht (als unterstützende Schicht)
Membran (sorgt für Selektivitätseffizienz)

See how tubular membrane filtration works! Tubular filtration technology used in our Bollbrane.

SiC-Eigenschaften im Vergleich zu anderen Materialien

Siliziumkarbid (SiC) gehört zu den härtesten Materialien der Welt. Unsere SiC-Keramikmembrantechnologie bietet eine extreme Haltbarkeit in Kombination mit mechanischer Robustheit. Das Material steht auch für höchsten Flux, hohe Permeabilität sowie eine hohe Hydrophilie (wasserliebendes Material). Darüber hinaus ist es auch korrosionsbeständig.

Neben unseren SiC-Keramikmembranen bietet BOLL auch Aluminiumoxidmembranen (Al2O3) als vielseitige Lösung für unterschiedliche Filtrationsanforderungen an. Während Aluminiumoxid-Membranen eine zuverlässige Leistung bieten, sind die SiC-Membranen von BOLL in einigen Kategorien überlegen, so dass sie die beste Wahl für anspruchsvolle Anwendungen sind.

Eigenschaften	SiC	AI2O3	Polymer
Lebensdauer	+++	+++	+
Flux	+++	++	+
Chemische Beständigkeit	+++	++	+
Kosteneinsparungen	+++	+++	+
Betriebs-TMP	+++	++	+
Temperaturresistenz	+++	+++	+
Verschmutzungsverhalten	+++	++	+

Vorteile von SiC-Membranen

Hoher Flux

Durch eine ultradünne Membranschicht und hochporöses Substrat wird ein hoher Durchfluss erzielt.

Ihre Vorteile:

Hoher Durchfluss bei kleinem Platzbedarf für kompaktere Anlagen
Niederdruckbetrieb
Niedrigerer Energieverbrauch

Antiverschmutzung

Aufgrund des niedrigen Zeta-Potentials haben SiC-Membranen eine bemerkenswerte Antiverschmutzungs-Eigenschaft.

Ihre Vorteile:

Längere Filtrationszyklen (ohne Rückspülung)
Weniger Wartungsaufwand
Geringerer Energieaufwand

Chemikalienbeständig

Siliziumkarbid ist nahezu universell chemikalienbeständig (pH 0-14).

Dies ermöglicht:

Behandlung von hochkorrosivem Wasser
Mehr Flexibilität bei der Reinigung

Wärmebeständig

SiC-Membranen sind besonders widerstandsfähig gegenüber schnellen, schockartigen Temperaturänderungen. Wärme kann schnell übertragen werden, und es treten kaum Spannungen in der Membran auf, die zu Schäden führen könnten.

Hydrophil dnd Lipophob

SiC-Membranen sind aufgrund des geringen Kontaktwinkels zwischen Wasser und Membranoberflächen sehr hydrophil. In Kombination mit der lipophoben Eigenschaft ermöglicht dies eine optimale Öl-Wasser-Emulsionstrennung.

Possible applications BOLLFILTER membranes

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Michael Hormes Director Business Unit Fine Filtration Technology

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