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2021-01-30T18:36:07Z

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Die '''Mikrofiltration''' ist ein [[Verfahrenstechnik|Verfahren]] zur [[Filtration (Trennverfahren)|Filtration]] durch [[Membrantechnik|Membranen]] mit einer [[Pore]]n<nowiki/>größe > 0,1 [[Meter #Mikrometer|µm]] (siehe [[Membrantechnik #Porengröße und Selektivität]]). Dagegen liegt die Porengröße bei der [[Ultrafiltration]] unter 0,1 µm. Außerdem unterscheiden sich die beiden Verfahren in ihren Membranstrukturen und Filter[[werkstoff]]en.

Beides sind rein physikalische (mechanische) Membrantrennverfahren. Sie trennen nach dem Prinzip des mechanischen Größenausschlusses (Filtrationsprinzip), d. h. alle Partikel in den [[Fluid]]en, die größer als die Membranporen sind, werden von der Membran zurückgehalten.<ref>[https://www.klaeranlagen-vergleich.de/mikrofiltration.html Kläranlagen-Vergleich.de Glossareintrag Mikrofiltration]</ref> Treibende Kraft in beiden Trennverfahren ist der [[Differenzdruck]] zwischen Zulauf und Ablauf der Filterfläche, der zwischen 0,1 und 10 [[Bar (Einheit)|bar]] liegt.

Die Filterfläche kann je nach Anwendungsfall aus [[Edelstahl]], [[Kunststoff]], [[Keramik]] oder [[textil]]em [[Gewebe (Textil)|Gewebe]] bestehen. Mikrofiltration wird bevorzugt zur Filtration von Getränken und Öl angewendet sowie zur Vorfiltration. Die verschiedenen Erscheinungsformen der Filterelemente werden nachfolgend beschrieben.

== Kerzenfilter ==
Der Kerzenfilter besteht in der Mikrofiltration aus einem Filtergehäuse und einer oder mehreren darin eingesetzten Kerzen, durch die das [[Fluid]] von außen nach innen strömt.

Die Kerzen können unterschiedlich aufgebaut sein. Eine typische Ausführung sind Wickelkerzen, die aus einem Faden aus [[Faser #Chemiefasern|Synthetik]] oder natürlichem Material gewickelt sind. Andere Kerzen können je nach Anwendung aus [[Keramik]], Metall ([[Sintermetall]] oder mehrlagigem Metallgewebe) bestehen. Darüber hinaus gibt es Kerzen mit austauschbaren Filtermedien (meist [[textil]]en Ursprungs), die jedoch eher in der kuchenbildenden Filtration eingesetzt werden. Ausnahmen sind bespannbare Filterkerzen in Anwendungen, bei denen mit Voranschwemmung (= Precoatierung) gearbeitet wird, dabei erfolgt die Mikrofiltration in einer Art [[Tiefenfiltration]] im vorangeschwemmten [[Filterkuchen]] des [[Filterhilfsmittel]]s.

Die Vorteile geschlossener Kerzenfilter sind ein geschlossenes Filtersystem ohne jegliche Tropfverluste und eine gute Regenerierbarkeit. Ein Nachteil besteht in der teilweise deutlich höheren Anforderung an die Vorbereitung und Vorklärung der Produkte, um vorzeitige, teure Verlegungen der Kerzen zu vermeiden.

Die Kombination eines Schichtenfilters mit einem Membran-Endfilter vor der [[Abfüllung]] in der [[Getränkeindustrie]] ist eine zuverlässige Variante der Vor[[Klärung (Getränketechnologie)|klärung]] für schwer zu filtrierende Produkte.

Ein Servicefilter für die Versorgungsmedien Kaltwasser und Heißwasser, Dampf und [[Alkalische Lösung|Lauge]] vermeidet Sekundärprobleme durch partikulär verunreinigte Regenerations- und [[Sterilisation]]s<nowiki />medien und gewährleistet eine bestmögliche Regeneration.

Als Kerzen-Vorfilter wurden zum wirksamen Schutz eines nachgeschalteten Membranfilters optimiert:
* eine [[Plissee (Stoff)|plissierte]] Konfiguration, bestehend aus [[Glasfaser]]-Vorfilter[[Vliesstoff|vlies]] und einer Membran mit 1,2 µm oder 0,8 µm Porengröße
* gewickelte, [[asymmetrisch]]e [[Polypropylen]]-Matrix mit einer validierten Abscheiderate von 1 µm oder 0,5 µm (β-Wert 5.000).
* ein weiterer Typ aus aufeinander abgestimmten, plissierten Lagen aus Polypropylenvliesen. Er ist gekennzeichnet durch mechanische und chemische Stabilität sowie eine exzellente Regenerierbarkeit. Für diese Kerze gibt es inzwischen viele Einsatzgebiete, z. B. in der [[Getränkefiltration]] als validierte 1-µm-Vorfilterkerze für Weine aus südlichen Anbaugebieten mit niedriger [[Kolloid]]-Belastung.

== Flachmembranen ==
Flachmembranen sind [[Vliesstoff|Vliese]], [[keramisch]]e Gießlinge oder [[Polymer]]<nowiki/>membranen, die in flacher Form hergestellt werden. Sie spielen in großtechnischen Anwendungen kaum eine Rolle.

== Taschenfilter ==
[[Taschenfilter]] sind sackartige Gebilde aus Textilien oder Papier. Sie werden in der Regel als Vorfilter verwendet.

== Hohlfasermodule ==
[[Datei:Membrane12.jpg|mini|Hohlfasermembranmodule]]
{{Hauptartikel|Hohlfaser #Membrantechnik}}
Zu Hohlfasermodulen von wenigen Quadratmillimetern bis zu ca. 100 Quadratmetern Filterfläche werden [[Hohlfaser]]n (auch Kapillarmembranen oder Hohlfäden genannt) mit einer Länge von 2 bis über 200 cm zusammengefasst. Die Hohlfasern werden an beiden Enden gegen hydraulischen Kurzschluss vergossen (''gepottet''), so dass sie ''nicht'' axial durchströmt werden können. Stattdessen dienen ihre ''Wände'' als Membran. Ihr Vorteil ist die Unterbringung einer großen Filterfläche auf engstem Raum sowie die im Allgemeinen geringen Herstellkosten.

Mikrofiltrationsmodule aus Hohlfasern werden angewendet in der Medizin ([[Plasmapherese]], in-line-Partikelfiltration bei [[Infusion]]en, [[Sterilisation|Steril]]-Filtration) und in der [[Wasserfilter|Wasserfiltration]] (Trinkwasser: Point-of-Use, [[Umkehrosmose]]-Vorfiltration).

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Filtrationsverfahren]]
[[Kategorie:Membrantechnik]]
[[Kategorie:Biochemisches Trennverfahren]]

Mikrofiltration - Versionsgeschichte

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