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Filtration im kontinuierlichen Betrieb
Thema: Querstromfiltration
1) Einleitung:
Die Filtration ist eine verfahrenstechnische Grundoperation, die in vielen
Prozessen Anwendung findet. Weit verbreitet sind Anwendungen zur Klä-
rung von Suspensionen (z.B. Abwässer klären, Trübung aus Säften entfer-
nen, Zellen von Substrat separieren, etc). In der Medizin kommen Mikrofil-
ter als Plasmafilter und Ultrafilter zur Proteinanreicherung zur Anwendung.
Grundlegend können Filtrationsprozesse diskontinuierlich und kontinuier-
lich ablaufen. Diskontinuierlich bedeutet, dass der Prozess unterbrochen
werden muss, weil bspw. ein Filterkuchen so dick wird, dass die Flüssigkeit
nicht mehr hindurch strömen kann (Filter ist „verstopft“). Um die Filtration
fortsetzen zu können, muss das Filter ausgetauscht oder gereinigt werden.
Bei einer kontinuierlichen Filtration hingegen ist es möglich das Filter quasi
im laufenden Betrieb zu reinigen,
ohne es auszubauen und dadurch
die gesamte Produktion stoppen
zu müssen. Ein Beispiel einer sol-
chen kontinuierlichen Filtration
ist die Klärung von Fruchtsäften
per Cross-Flow-Verfahren.
2) Grundlagen: Bei einer Filtration strömt die Flüssigkeit durch ein poröses Filtermedium
mit definierter Porengröße, so dass beispielsweise Partikel zurückgehalten
werden. Die Triebkraft für diesen Filtrationseffekt ist die Druckdifferenz
zwischen dem mittleren Druck auf der Feed-/Retentatseite und der Filtrat-
/Permeatseite. Durch die im Feed vorhandenen Feststoffpartikel, welche
das Filter nicht passieren können, bildet sich eine Deckschicht auf dem Fil-
ter aus, der so genannte Filterkuchen.
Begriffserklärungen:
Suspension (Ggt.: Lösung) =
schwebende Feststoffpartikel in
flüssigem Medium, die nach
gewisser Zeit absinken
Substrat = zu verstoffwech-
selnde chemische Verbidungen
(biol. auch „Nahrung“)
Filtermedium = Filter
Feed = Eingangsstrom ins Filter-
modul
Permeat/Filtrat = Ausgangs-
strom aus dem Filtermodul, der
die Membran durchwandert hat
Retentat = Ausgangsstrom aus
dem Filtermodul, der nicht durch
die Membranporen getreten ist
Zusatzinfo:
Alternative Bezeichnungen für die Cross-Flow-Filtration sind auch:
Querstromfiltration oder
Tangential-Flow-Filtration
Eine diskontinuierliche Filtrati-on wird auch Batch-Filtration genannt.
Abbildung 1: Cross-Flow-Mikrofiltrationsanlage [1].
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Cross-Flow-Filtration
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Die folgende Abbildung 2 zeigt den schematischen Aufbau eines Filtermo-
duls, das im Querstromverfahren durchströmt wird. Für die Filtration ist
der Druck die treibende Kraft.
Abbildung 2: Detailschema einer tangential angespülten Membran mit Feedstrom [2].
Durch ein Ventil am Austritt des Filtermoduls kann der Druck auf der
Feedseite variiert werden. Der Druckunterschied zwischen Feed-/Retentat-
und Permeatseite wird als Transmembrandruck bezeichnet (engl. trans-
membrane pressure TMP). Um den Mittelwert des TMP über dem Modul
bestimmen zu können, benötigt man die Drücke vor und nach dem Filter-
modul, sowie den filtratseitigen Druck. Die Berechnung erfolgt anhand der
folgenden Gleichungen 1 [3].
Gleichung 1: TMPmittel =
Auch bei der Cross-Flow-Filtration kommt es zu einer Anlagerung von zu-
rückgehaltenen Partikeln an der Membran. Es bildet sich die sogenannte
Deckschicht. Wie bei der Deadend-Filtration ist auch hier die Filtrationsge-
schwindigkeit vom Widerstand des Filtermediums und der Deckschicht ab-
hängig. Der große Vorteil der Cross-Flow-Filtration ist nun, dass durch das
parallele Anspülen der Membran und die turbulente Strömung Scherkräfte
wirken, welche die Partikel von der Membran teilweise abscheren (Vgl. Ab-
bildung 3). Somit kann die Dicke der Deckschicht gering gehalten werden
und der Prozess kann im Gegensatz zur Deadend-Filtration kontinuierlich
laufen.
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Cross-Flow-Filtration
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Abbildung 3: Schema der Membran bei einer Cross-Flow-Filtration inklusive Abscheren der Deck-schicht [2].
Industriell fasst man viele einzelne Kapillar-Membranen, wie im Schema
von Abbildung 3 gezeigt, bündelweise in einem Modul zusammen. In
Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. sind solche Bün-
del als Fotografie dargestellt ist. Diese Kapillaren sind dünne, poröse
Kunststoff- oder Keramikröhrchen.
Abbildung 4: Cross-Flow-Filtermodul zur Ultrafiltration im Aufschnitt [1]
Eine schematische Abbildung dieser Module ist in der folgenden Abbildung
5 dargestellt, welche durch eine Fotografie in Abbildung 6 ergänzt wird.
Kapillare: sehr dünne Röhrchen,
beispielsweise aus Glas oder
Kunststoff
Kapillarmembran: Kapillare,
deren Wand porös und damit
semipermeabel ist.
In der Abbildung links wurden
mehrere Kapillarmembranen zu
einem ganzen Filtermodul ge-
bündelt.
Ergänzende Information:
Crossflow-Filter können auch aus
anderen Materialien, zum Bei-
spiel Keramik gefertigt sein. Da
Keramik sehr hitzebeständig ist
(Abhängig von der genauen
Verarbeitung, bis zu 1000 °C), ist
eine Reinigung und Sterilisation
des Filtermoduls in der Anlage
(CIP = Cleaning in Place und SIP =
Sterilization in Place) mit Satt-
dampf und einer Temperatur
von 121 °C problemlos möglich.
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Cross-Flow-Filtration
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Abbildung 6: Plasmafilter (rechts) und Quer-schnitt von verklebten Kapillaren (links) [1].
Abbildung 5: Schematische Darstellung eines Cross-Flow-Filters [2].
Die Membrankapillaren sind in einen zylindrischen Mantel eingebettet. Sie
sind an beiden Enden gegeneinander und gegen das Gehäuse mit Kunst-
harz verklebt, sodass die Flüssigkeit durch die Kapillaren gezwungen wird
und der Feed- vom Permeat-
Bereich abgegrenzt ist. Das Modul
enthält weiterhin jeweils einen
feed- bzw. retentatseitigen An-
schluss, sowie ein bis zwei
filtratseitige Anschlüsse.
Oftmals wird das Retentat nicht
verworfen, sondern in den Vorla-
genbehälter zurück geführt, was
eine Aufkonzentrierung des Fest-
stoffs im Filtrationsgut bewirkt.
Die Filtrierbarkeit bleibt dann nur
so lange gegeben, bis der Wider-
stand der Deckschicht so groß
wird, dass die treibende Kraft der
Filtration, der TMP, nicht mehr
ausreicht um die Flüssigkeit durch
die Deckschicht zu transportieren.
Sterilisation/Sterilisieren: Das
Abtöten von Keimen und Mikro-
organismen.
Sterilisiert werden kann z.B.
durch Hitze (heißer Dampf von
121 °C), Strahlung (z.B. UV-
Strahlung) oder Chemikalien.
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Cross-Flow-Filtration
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Viskosität/viskose Flüssigkeiten: Die Viskosität beschreibt wie zähflüssig eine Flüssigkeit ist. Je höher der Wert der Viskosität, desto zäher ist die Flüssigkeit. Je niedriger die Viskosität, desto flüssiger ist sie.
Typische Viskositätswerte [7]: Angegeben in mPa * s
Wasser 10 °C 1,297
Wasser 20 °C 1,00
Ethanol 1,19
Motoröl 150 °C Ca. 3
Quecksilber 1,55
Blut 4 bis 25
Olivenöl Ca. 102
Für die Filtrationsgeschwindigkeit gilt das Gesetz von Darcy, nach dem die-
se vom Widerstand bzw. der Durchlässigkeit des Filtermediums und des Fil-
terkuchens (der Deckschicht) abhängt. Diese Leerrohrgeschwindigkeit oder
auch Volumenstromdichte wird durch die folgende Gleichung 2 be-
schrieben [4]. Eine Veranschaulichung folgt in Abbildung 7.
Gleichung 2 :
: ist der Permeat-Volumenstrom. Er beschreibt welches Volumen pro
Zeiteinheit durch die Membran abfließt (Einheit: )
A: ist die Gesamtfläche der Filtermembran (Einheit: m²)
ɳ: beschreibt die dynamische Viskosität der Flüssigkeit in .
TMPmittel: ist der mittlere Transmembrandruck laut Gleichung 1.
RM und RDeck: sind die Wiederstände der Membran bzw. der sich bildenden
Deckschicht auf der Membran.
Abbildung 7: Veranschaulichung der Formelzusammensetzung [2].
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Die Gesamtfläche der Filtermembran A wird durch die folgende Gleichung
3 berechnet (innere Oberfläche aller Kapillaren):
Gleichung 3:
Zur Berechnung wird also der Innendurchmesser der Kapillare di, die Länge
des Filtermoduls Leff sowie die Anzahl der im Modul befindlichen Kapilla-
re N benötigt.
Zur Ermittlung der Widerstände RM und RD benötigt man Messungen der
Drücke und des Permeat-Volumenstroms.
Die folgende Abbildung 8 zeigt ein Schema des Versuchsaufbaus.
Abbildung 8: Skizze des Versuchsaufbaus [2].
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Tipps:
Rechne in SI-Einheiten!
Permeatseitig entsteht in der Regel kein Überdruck. Wie könnte man denn ohne weiteres Manometer fest-stellen, welcher Druck dort herrscht?
Fließbilder bzw. –schemata der Verfahrenstechnik [5]: deutsch = Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema englisch= Piping and Instrumen-tation Diagram (P&ID)
Anmerkung: Die Messung der hydraulischen Permeabilität wird nur mit Wasser durchgeführt
Ergänzung: Es geht um den permeatseitigen Volumenstrom
3) Aufgabenstellung:
1) Recherchiere die Begriffe Absolutdruck und Relativdruck. Er-
läutere die Bedeutung bei der Verwendung von beiden Varian-
ten innerhalb desselben Systems; was kann wenn diese nicht
explizit gekennzeichnet sind?
2) In Abbildung 8 ist eine Skizze eines Versuchsaufbaus darge-
stellt. In der Verfahrenstechnik bedient man sich häufig so ge-
nannter R&I oder P&I – Fließbilder bzw. –schemata. Finde aus
dem Beiblatt (wird noch erstellt) oder recherchiere geeignete
Elemente, um aus der Skizze ein formgerechtes R&I-
Fließschema zu erstellen.
3) Zur Verfügung stehen: eine Schlauchpumpe, deren Anzeige in
Umdrehungen pro Minute (Upm) angegeben ist. Entwickle eine
Strategie um diese Angaben in Volumenströme (erreichtes Vo-
lumen pro Zeiteinheit) zu übertragen. Wähle sinnvolle Maß-
einheiten.
4) Baue den Versuch laut Abbildung 8 auf. Wende, nach dem
Hydrophilisierungsschritt aus Abschnitt 6 - Versuchsdurchfüh-
rung, deine entwickelte Strategie aus 3.1 an. Lese dazu jeweils
die zugehörigen Druckwerte vor dem Modul, nach dem Modul
und permeatseitig ab. Notiere all diese Werte in eine Tabelle in
deinem Heft oder in ein Excel-Sheet.
Berechne die effektive Membranfläche mit Hilfe der folgenden
Angaben:
Anzahl der Fasern: 1607
Länge der Fasern: 210 mm
Kapillarinnendurchmesser 330 µm
Es soll die hydraulische Permeabilität Lp = 1/(RM*ɳ) der
Membran bestimmt werden. Trage dazu die Volumenstrom-
dichte der Messungen mit reinem Wasser in Abhängigkeit des
Transmembrandrucks in einem Diagramm auf.
5) Produziere mit Hilfe des Versuchsaufbaus zur Cross-Flow-
Filtration und naturtrübem Apfelsaft einen gefilterten, klaren
Apfelsaft und vergleiche diesen mit käuflichem Saft.
Vergleiche möglichst Proben bei drei unterschiedlichen
Transmembrandrücken untereinander, sowie mit gekauftem
klarem Apfelsaft.
6) Wiederhole Aufgabe 4) nach der Spülung mittels Isopropanol.
Die erneute Messung der hydraulischen Permeabilität dient ei-
ner Spülkontrolle. Vergleiche die beiden Diagramme.
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4) Material:
5) Versuchsaufbau:
Abbildung 9: Versuchsaufbau der Cross-Flow-Filtration [2], [6]
Bezeichnung: Anzahl:
CrossFlow-Modul (z.B. Plasmafilter, Firma Gambro), 1
Schlauchpumpe (Fördergeschwindigkeit ca. 100 mL/min) 1
Schläuche, Schlauchverbinder, T-Stücke (siehe Abb.9) diverse
Becherglas, 1000 mL (Vorlage und Waste) 2
Isopropanol (zum Hydrophilisieren der Membran) ca. 600 mL
Becherglas, 250 mL (Fraktionen sammeln) 3
Leitungswasser Ca. 1,5-2 L
Manometer (Bereich 800 mbar – 1300 mbar oder Vernier-
/Cassy-Drucksensoren)
2-3
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Achtung – Entsorgung:
Zur Entsorgung des entstehen-den Isopropanol-Wasser-Gemisches ist unbedingt deiner Lehrkraft Folge zu leisten!
Begriffserklärungen:
hydrophil = wasserliebend
hydrophob = wasserabweisend
Hydrophilisieren = eine wasser-abweisende Membran, mit einer Flüssigkeit mit geringer Oberflä-chenspannung, in diesem Fall mit Alkohol, benetzen, sodass sie nicht länger wasserabweisend ist.
Tipp:
Führe immer genau so lange in ein weiteres Auffanggefäß ab, wie Du messen willst. Pumpe ansonsten im Kreis und führe Permeat und Retentat in das Vorlagengefäß zurück. Arbeite zu zweit: Eine/r kontrol-liert die Zeit, eine/r die Druckan-gaben.
Das Isopropanol-Wasser-Gemisch kann später zum Spülen der Versuchsapparatur nochmals verwendet werden!
6) Durchführung:
Vorbereitung der Versuchsapparatur und Vorversuche
1. Nach dem Aufbau des Versuchs muss das Filtermodul sowie das
Schlauchsystem mit Isopropanol gefüllt werden. Das dient dem
Hydrophilisieren der Membran
2. Die Schlauchpumpe anschalten und bei langsamer bis mäßiger Ge-
schwindigkeit das Filtermodul füllen. Fließt filtratseitig konstant
Isopropanol ab, so schließe die filtratseitige Schlauchklemme. Somit
wird genug Gegendruck aufgebaut, um die nach dem Modul fol-
gende Verschlauchung zu füllen.
3. Beim Hydrophilisieren soll sowohl filtratseitig als auch retentatseitig
abgeführt werden. Fließt bei mäßiger Pumpengeschwindigkeit
retentatseitig Isopropanol, so kann die filtratseitige Schlauchklem-
me wieder geöffnet werden.
4. Achtung: Der Kreislauf und vor allem das Filtermodul darf nicht
leerlaufen, sonst muss erneut hydrophilisiert werden.
5. Wenn der Kreislauf mit Isopropanol gefüllt ist und das Isopropanol
im Vorlagengefäß fast leer ist, kann Leitungswasser direkt dazu ge-
füllt werden. Durch das Wasser soll das Isopropanol zunächst kom-
plett verdrängt werden. Verwende hierzu in etwa die gleiche bis
anderthalbfache Menge an Wasser, die Du zuvor an Isopropanol
verwendet hast.
6. Permeatseitig und filtratseitig wird so lange in das „Verwurfgefäß“
abgeführt, bis das Isopropanol durch das Wasser verdrängt wurde.
7. Sammle das Isopropanol-Wasser-Gemisch in einem eigenen
„Verwurfgefäß“. Mische es später nicht mit dem Apfelsaft!
8. Starte nun die Messungen zum permeatseitigen Volumenstrom und
der zugehörigen Transmembrandrücke. Taste Dich dabei von der
maximalen Geschwindigkeit nach unten. Es kann sein, dass bei einer
zu geringen Flussrate der Druck nicht länger ausreicht um das
Schlauchsystem nach dem Filtermodul zu füllen; der Flüssigkeits-
stand sackt ab. Beende die Messung dann, wenn du den niedrigsten
möglichen Volumenstrom gemessen hast.
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Cross-Flow-Filtration
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Filtrationsversuch mit naturtrübem Apfelsaft
9. Stelle möglichst Luftblasenfrei von Wasser auf Apfelsaft um!
10. Pumpe solange durch das Modul bei offenem filtratseitigem Ab-
fluss, bis das Schlauchsystem komplett mit Apfelsaft gefüllt ist, und
das gesamte Wasser verdrängt wurde.
11. Filtriere dabei nicht rückführend in das Vorlagengefäß, sondern
„single-Pass“ in den Verwurf! Die Apfelsaftvorlage soll sich hierbei
nicht hochkonzentrieren.
12. Produziere drei unterschiedliche Proben, wie in 3.5) beschrieben.
Warte hierbei nach der Pumpenregulierung jeweils einige Sekunden
(ca. 5-15 s) ab, bis sich der entsprechende TMP eingestellt hat. Füh-
re dann jeweils den filtratseitigen Schlauch statt in das
Verwurfgefäß in die jeweiligen Probengefäße.
Nachbereitung: Spülung und erneute Messung
13. Spüle die Versuchsapparatur zunächst mit Wasser so lange durch,
bis der Apfelsaft verdrängt wurde und filtratseitig und retentatseitig
fast klare Flüssigkeit heraus kommt.
14. Spüle nun nochmals mit dem beim Hydrophilisieren entstandenen
Isopropanol-Wasser-Gemisch. Notiere deine Beobachtungen und
erkläre sie.
15. Spüle nun nochmals mit klarem Wasser, bis das Isopropanol-
Wasser-Gemisch aus der Apparatur verdrängt wurde.
16. Wiederhole Schritt 8.
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Cross-Flow-Filtration
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weiterführende Literatur:
[1] Fotografie, Hochschule Furtwangen | Furtwangen University
[2] Eigenkreation, „Projekt Technikinitiative für das Schulfach NwT“
[3] S. Ripperger, Mikrofiltration mit Membranen, VCH-Verlag, 1. Auflage (1992), S. 119 ff.
[4] M. Stief, Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie 1, Springer Verlag, 3., vollst. Neu
bearb. Auflage (2009)
[5] DIN EN ISO 10628
[6] Landesbildungs-Server Baden-Württemberg, http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/chemie/
Material/nuetzliches/skizze/, (letzter Zugriff: 09.08.2012)
[7] http://de.wikipedia.org/wiki/Viskosit%C3%A4t (letzter Zugriff: 15.10.2012)
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Cross-Flow-Filtration
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Kurzbeschreibung: In diesem Versuch wird ein Cross-Flow-Filtrationsmodul verwen-
det um naturtrüben, gekauften Apfelsaft zu klären. Es dient der Erläuterung, dass Filt-
rationen nicht nur chargenweise, sondern auch kontinuierlich durchgeführt werden
können.
Lernziele:
Verfahrenstechnik – Filtration, bzw. mechanische Trennverfahren
Diskontinuierliche und kontinuierliche Betriebsweise
Cross-Flow-Filtration zur Klärung von Apfelsaft
Industrielle Anwendungen
R&I- bzw. P&I- Diagramme
Versuchsdauer: ca. 3-4 Schulstunden
Aufgaben und Beobachtung:
1) Recherchiere die Begriffe Absolutdruck und Relativdruck. Erläutere die Bedeutung bei der Verwendung
von beiden Varianten innerhalb desselben Systems, ohne diese explizit zu kennzeichnen.
Umgebungsdruck: Der Umgebungsdruck ist der Druck, der in der aktuellen Höhe vorherrscht. Auf null Me-
ter über dem Meeresspielgel (0 m über NN – normal null) beträgt der Absolutdruck 1013 mbar. Mit stei-
gender Höhe nimmt der Luftdruck ab. Weiterhin ist er Wetterabhängig.
Relativdruck: Der Relativdruck beschreibt die Differenz zum aktuell vorherrschenden Umgebungsdruck.
Man Spricht situationsbedingt auch von Über- oder Unterdruck.
Absolutdruck: Hierbei wird die Differenz zum absoluten bzw. idealen Vakuum gemessen. Daher ist diese
Messung unabhängig von der Höhe oder dem Wetter.
Macht man sich vorher bewusst, in welchem Rahmen die Druckwerte voraussichtlich liegen werden, so
läuft man nicht Gefahr, bei einem eventuellen Übersehen der Barometerkennzeichnung, statt eines Umge-
bungsdrucks versehentlich einen Relativdruck zu notieren. So entstehen bereits im Vorfeld weniger Fehler.
Sind unterschiedliche Barometer in einem System verbaut, ist immer sehr genau darauf zu achten, was
man gerade misst.
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Cross-Flow-Filtration
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2) In Abbildung 8 ist eine Skizze eines Versuchsaufbaus dargestellt. In der Verfahrenstechnik bedient man
häufig so genannter R&I oder P&I – Fließbilder bzw. –schemata. Finde aus dem Beiblatt (wird noch erstellt)
oder recherchiere geeignete Elemente, um aus der Skizze ein formgerechtes R&I-Fließschema zu erstellen.
Abbildung 10: mögliche Lösung als R&I-Fließschema [4].
3) Zur Verfügung steht unter Anderem eine Schlauchpumpe, deren Geschwindigkeitsanzeige in Umdrehun-
gen pro Minute (Upm) angegeben ist. Entwickle eine Strategie um diese Angaben in Volumenströme (er-
reichtes Volumen pro Zeiteinheit) zu übertragen. Wähle sinnvolle Maßeinheiten.
Indem man mit der Schlauchpumpe z.B. eine Minute lang Wasser fördert, und dieses geförderte Wasser in
einem Messzylinder auffängt, erhält man den Volumenstrom der aktuellen Pumpeneinstellung in der Einheit
mL/min. Diesen Vorgang nennt man Auslitern.
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Cross-Flow-Filtration
26.11.2014 V08-Cross-Flow_toTest Seite 14
4) Beispiel des Versuchsaufbaus
Abbildung 11: Beispielhafter Versuchsaufbau [7]
Die Berechnung der effektiven Membranfläche erfolgt laut
Gleichung 3:
=
Beispiellösung Volumenstromdichten:
Tabelle 1: Messwerte zur Bestimmung der hydraulischen Permeabilität vor Versuchsstart.
Pumpeneinstellung Füllmenge nach 1 min /mL TMP / mbar Volumenstromdichte / mL/(min*m²)
30 322 13 920
40 370 17,5 1057
50 465 24 1329
60 512 28 1463
70 569 30 1626
80 688 36 1966
90 780 40 2229
100 770 46 2200
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26.11.2014 V08-Cross-Flow_toTest Seite 15
Abbildung 12: Gegenüberstellung der Volumenstromdichten in Abhängigkeit des mittleren Transmembrandruckes vor Versuchsstart sowie nach der Spülung.
Anmerkung: Die hydraulische Permeabilität der Membran wird durch die Steigung der Ausgleichsgeraden,
allerdings nur im linearen Bereich, beschrieben, welche durch die Messpunkte in Abbildung 12 gelegt wer-
den muss. Diese Gerade sollte eigentlich eine Ursprungsgerade ergeben.
0
500
1000
1500
2000
2500
0 10 20 30 40 50 60
Vo
lum
en
stro
md
ich
te /
mL/
(min
*m²)
TMP / mbar
vor Versuchsstart
nach Spülung
Tabelle 2: Messwerte zur Bestimmung der hydraulischen Permeabilität nach der Spülung.
Pumpeneinstellung Füllmenge nach 1 min / mL TMP / mbar Volumenstromdichte / mL/(min*m²)
30 276 10 787
40 360 16 1029
50 437 23 1249
60 490 28 1400
70 556 33 1587
80 600 40 1713
90 691 49 1974
100 779 53 2226
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Gekaufter naturtrüber
Apfelsaft nicht filtriert
Gekaufter
naturtrüber
Apfelsaft
filtriert bei
83 mbar
Gekaufter
naturtrüber
Apfelsaft
filtriert bei
127 mbar
Gekaufter
naturtrüber
Apfelsaft
filtriert bei
88 mbar
Gekaufter
klarer Apfel-
saft im Be-
cherglas
Gekaufter klarer Ap-
felsaft in der Flasche
Abbildung 13: Trübungsvergleich der Versuchsergebnisse mit gekauftem Apfelsaft. TMPs entsprachen in diesem Fall den Pumpeneinstellungen (v.l.n.r.) von 30, 90 und 60 [7].
Ersichtlich ist, dass das Filtrat, welches bei höherem TMP filtriert wurde farblich noch näher am gekauften,
klaren Apfelsaft ist. Die Filtrate, welche bei geringeren TMPs filtriert wurden sind in diesem Fall deutlich
klarer. Trübungen im Vergleich zum gekauften klaren Apfelsaft sind ebenfalls keine mehr erkennbar. Im
Vergleich zur Ausgangssubstanz, dem trübem Apfelsaft, wurde eine ordentliche Klärungswirkung erzielt.
Anmerkungen für projektorientiertes /forschendes Arbeiten:
Falls Flüssigkeitsdrucksensoren vorhanden sind, können vor dem Modul, nach dem Modul, sowie
filtratseitig nach dem Modul die Drücke abgegriffen werden. Durch Variationen der Druckverhältnisse kann
der für das optimale Filtrationsergebnis benötigte Transmembrandruck errechnet werden.
FAQ / Tipps & Tricks:
Bezugsquellen: noch in Bearbeitung bzw. in Verhandlung
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Versuchslegende:
Herausgeber: Technikinitiative NwT
Hochschule Furtwangen | Furtwangen University
Jakob-Kienzle-Str. 17
78054 Villingen-Schwenningen
http://technikinitiative-nwt.de/
Autor: B.Sc. David Ankele
Erstellt: November 2012
In Zusammenarbeit mit: Prof. Dr. Waldemar Reule
Prof. Dr. Manfred Raff