Vakuumfiltration

Vakuumfiltration ist ein Trennverfahren, bei dem ein Unterdruck genutzt wird, um eine Suspension durch ein Filtermedium zu ziehen. Feststoffe bleiben als Filterrückstand zurück, während das Filtrat in einer Auffangschale sammelt wird. Typische Einrichtungen sind ein Büchnertrichter oder eine Filtrationsschale mit Filterpapier oder einer Membran, eine Filtrationsflasche (Saugflasche), eine Vakuumpumpe oder eine andere Unterdruckquelle, Schlauchleitungen und gegebenenfalls ein Rückschlagventil.

Der Prozess beruht auf der Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck im Filtrationssystem und dem äußeren Umgebungsdruck. Durch den Unterdruck wird die Flüssigkeit durch das Filtermedium gesaugt, wodurch Feststoffe schneller zurückgehalten werden als bei der reinen Schwerkraftfiltration. Die Wahl des Filtermediums berücksichtigt Chemikalienverträglichkeit, Temperatur und Partikelgröße; Filterpapiere sowie Membranen aus Materialien wie PTFE oder PVDF decken einen breiten Bereich von Anwendungen ab. Typische Porenweiten liegen je nach Anwendung im Bereich von etwa 0,2 Mikrometern bis zu mehreren Mikrometern.

Anwendungsgebiete umfassen die schnelle Trennung von Feststoffen aus Suspensionen in der chemischen Synthese, Probenvorbereitung in analytischen Verfahren, Umweltanalytik, Biowissenschaften sowie die Reinigung von Lösungen vor Kristallisationen oder Verdampfung. Zu den Vorteilen zählen eine deutlich höhere Filtrationseffizienz und Schnelligkeit gegenüber der Gravitationfiltration, eine bessere Entwässerung des Feststoffes und die Möglichkeit, bei kontrollierten Temperaturen zu arbeiten. Einschränkungen ergeben sich durch Verstopfung des Filtermediums, Empfindlichkeit mancher Substanzen gegenüber Unterdruck sowie Sicherheitsvorkehrungen beim Betrieb von Vakuumsystemen.