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2021-01-09T00:56:25Z

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{{Redundanztext
|3=Kuchenfiltration
|4=Dead-End-Filtration
|2=Januar 2021|1=[[Benutzer:Biggerj1|biggerj1]] ([[Benutzer Diskussion:Biggerj1|Diskussion]]) 01:56, 9. Jan. 2021 (CET)}}
Unter '''Dead-End-Filtration''' versteht man die klassische Form der [[Filtration (Trennverfahren)|Filtration]] (wie beim [[Kaffeefilter]]). Sie wird meist bei Flach[[Membrantechnik|membranen]] verwendet, aber auch immer häufiger bei [[Hohlfaser]]<nowiki/>anwendungen.

Anders als bei der [[Tangentialflussfiltration]] (auch Querstrom- oder ''Cross-Flow''-Filtration genannt) bildet sich bei der Dead-End-Filtration ein [[Filterkuchen]]. Daher gehört die Dead-End-Filtration – wie die [[Kuchenfiltration]], zu der sie ähnlich bzw. identisch ist – zur [[Oberflächenfilter|Oberflächenfiltration]].

== Prinzip ==
[[Datei:Dead-end.svg|mini|Prinzip der Dead-End-Filtration]]
Bei der Dead-End-Filtration wird ein Zulauf (''Feed'') gegen die Membran gepumpt. Der Druck ist dabei möglichst niedrig (z. B. in der [[Wasseraufbereitung]] mittels [[Ultrafiltration|UF]]-Membranen ca. 1 bar), um die Kompaktierung der zurückgehaltenen Stoffe (des [[Retentat]]s) zu minimieren. Durch den permanenten Abfluss des [[Permeat]]s reichert sich ein Filterkuchen (Deckschicht oder [[Fouling (Membrantechnik)|Fouling]]) oder ein Konzentrationsgradient ([[Konzentrationspolarisation]]) aus den abzutrennenden Feststoffpartikeln auf der Membran an.

Der Filterkuchen erhöht den [[Strömungswiderstand|Filtrationswiderstand]] und damit den [[Druckverlust]] über die Membran. Daher muss der Filterkuchen, je nach Feedzusammensetzung, in regelmäßigen Intervallen durch Rückspülung (Zurückpumpen von bereits abgetrenntem Medium) und chemische [[Reinigungsmittel]] entfernt und das Filterelement somit regeneriert werden.

== Einsatzgebiete ==
[[Datei:Ultrafiltration Bad Aibling.JPG|mini|Dead-End-Ultrafiltration der Therme in Bad Aibling]]
Bevorzugte Einsatzgebiete sind Bereiche, in denen mit niedrigem Partikelaufkommen oder geringeren Konzentrationsgradienten gerechnet werden muss. Durch das permanente Anströmen des Feeds sinkt der Permeatfluss stetig und es ergibt sich durch das Rückspülen ein „Sägezahnmuster“ im Filtratstrom. Eine große Bedeutung hat die Dead-End-Filtration in der [[Wasseraufbereitung]], aber auch in vielen anderen Bereiche der [[Membrantechnik]]:
* [[Abwasserbehandlung]]
* ([[Membranbelebungsreaktor|MBR]])
* [[Bioverfahrenstechnik]]

In der [[Wasseraufbereitung im Schwimmbad #Wasseraufbereitung mit Ultrafiltration|Schwimmbadaufbereitung]] werden alle Ultrafiltrationen in Dead-End betrieben, bei der [[Spülabwasseraufbereitung]] ist es herstellerabhängig, ob Dead-End- oder Tangentialflussfiltration eingesetzt wird.

== Wirtschaftlichkeit ==
[[Datei:Vergleich des Energiebedarfs verschiedener Abwasserreinigundsverfahren.png|mini|Energiebedarf verschiedener Abwasserreinigungsverfahren]]

Charakteristische Merkmale der Dead-End-Filtration sind die andauernden Produktionseinbrüche und Produktverluste durch die Rückspülung. Nachteilig sind ebenfalls der mit der Reinigung anfallende Einsatz von Reinigungsmitteln bzw. deren Entsorgung und Lagerung.

Von Vorteil ist die höhere [[Energieeffizienz]] der Dead-End-Filtration im Vergleich zur Cross-Flow-Filtration, bei der ein großer Teil der in die Förderung des Feeds investierten Energie durch das Retentat verloren geht. Deshalb wird an den Stellen, wo auf Cross-Flow-Filtration verzichtet werden kann, immer stärker auf die Dead-End-Filtration zurückgegriffen. Für die Dead-End-Filtration spricht auch, dass sie sehr einfach aufgebaut ist, und dass der Filtrationsbetrieb auch von niedriger qualifiziertem Personal durchgeführt werden kann.

== Literatur ==
* {{Literatur|Autor=Munir Cheryan|Titel=Handbuch Ultrafiltration|Verlag=B. Behr's Verlag GmbH&Co|ISBN=3-925673-87-3|Jahr=1990}}
* {{Literatur|Autor=Rautenbach, Robert|Titel=Membranverfahren Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung|Verlag=Springer-Verlag|ISBN=3-540-61573-3|Jahr=1997}}
* {{Literatur|Autor=Staude, Eberhard|Titel=Membranen und Membranprozesse|Verlag=VCH Verlagsgesellschaft mbH|ISBN=3-527-28041-3|Jahr=1992}}

[[Kategorie:Membrantechnik]]
[[Kategorie:Filtrationsverfahren]]
[[Kategorie:Lebensmitteltechnologie]]

[[en:Dead-end filtration]]

Dead-End-Filtration - Versionsgeschichte

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