Membranfilter

Ein Membranfilter (Membranfiltration) ist eine Vorrichtung oder ein Modul, das durch eine semipermeable Membran eine Trennung von Flüssigkeiten von gelösten oder suspendierten Stoffen ermöglicht. Die Trennung basiert überwiegend auf der Größe der Partikel und manchmal auf deren chemischer Ladung oder Löslichkeit. Membranfilter arbeiten typischerweise druckgetrieben: Durch einen Transmembran-Druck wird Lösungsmittel und gelöste Substanzen durch die Membran von einer Seite zur anderen bewegt, während Feststoffe zurückgehalten werden.

Gängig unterschieden werden Membranfiltrationstufen nach dem Porenmaß: Mikrofiltration (0,1–10 μm), Ultrafiltration (1–100 nm) und Nanofiltration (ca. 0,5–2 nm, oft mit MWCO im Bereich einiger Hundert Dalton). Umkehrosmose (RO) setzt eine sehr dichte Barriere ein; hier erfolgt die Trennung überwiegend durch Druckunterschied oder Lösungsmittel-Diffusion statt offener Poren.

Membranen bestehen aus polymerischen Materialien wie Celluloseacetat, Polyethersulfon oder Polyamid sowie aus keramischen Materialien. Typische Bauformen sind Flachmembranen, Hohlfaser-Module, Spiraldraht- oder Spiralwicklungseinheiten sowie Teller-und-Rahmen-Konstruktionen. Die Wahl hängt von Anwendung, chemischer Beständigkeit, Temperatur- und Druckbedingungen ab.

Anwendungen finden sich in der Wasser- und Abwasserbehandlung, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie (Klärung von Säften, Milch), der Pharma- und Biotechnologie (Sterilfiltration, Aufreinigung von Proteinen) sowie in der Biomedizin. Membranfilter ermöglichen eine schonende, temperaturarme Trennung und feine Fraktionierung. Sie lassen sich häufig in CIP-/SIP-Prozesse integrieren.

Wichtige betriebliche Aspekte sind Fouling, Reinigung und Wartung, Drucksteuerung, Flux-Management und die Lebensdauer der Membran. Regelmäßige Reinigung (CIP), Sterilisation (SIP) und vorbeugende Wartung reduzieren Ausfallzeiten und sichern die Prozessstabilität.