Welche Verfahren der Flüssigkeitsfiltration gibt es?

07. September 2022

Die Aufgabe der industriellen Flüssigkeitsfiltration besteht darin, Flüssigkeiten von Feststoffen zu trennen. In diesem Blogbeitrag werden wir uns ansehen, was die Elemente des Filtrationsprozesses sind und welche Flüssigkeitsfiltrationsverfahren es gibt.

Filtrationsverfahren

Bei der Filtration wird die Flüssigkeit von den Feststoffen getrennt. Dies geschieht, indem die Filterflüssigkeit durch das Filtermedium geleitet wird, das die Feststoffe zurückhält. Die gefilterte Flüssigkeit ist das Filtrat, und während des Prozesses entsteht ein Druckunterschied, der als Filterwiderstand bezeichnet wird. Die Feststoffe werden daher im Filtermedium zurückgehalten und bilden das Filterbett.

Grundsätzlich werden zwei Arten von Flüssigkeitsfiltrationsverfahren unterschieden: die statische Filtration und die dynamische Filtration. Bei der statischen Filtration wird ein Druckunterschied zwischen den Medien erzeugt, der eine Trennung ermöglicht. Zu beachten ist, dass je nach Bauart der Filtrationsanlage zwischen Oberflächen-, Schicht-, Raum- und Tiefenfiltration unterschieden werden muss. Die andere Variante ist die dynamische Filtration, d.h. die Membranfiltration, die eine Querstromfiltration ermöglicht, d.h. das Filtrat wird senkrecht zur Strömungsrichtung absorbiert.

Elemente des Filterungsprozesses

Der Filterungsprozess ist recht komplex. Der erste Schritt ist die Materialbeschickung, bei der das zu filternde Material in die Filtermaschine gegeben wird. Dies geschieht in der Regel durch eine Pumpe, aber in einigen Fällen wird auch die Schwerkraft genutzt.

Die nächste Stufe ist die Vorkompression, die bei den meisten Filtrationsverfahren vernachlässigbar ist. Auch das Waschen ist nicht immer obligatorisch.

In der Nachverdichtungsphase wird Luft oder Wasser unter hohem Druck in die Membranfolien eingeblasen, wodurch sich die Membranfolie ausdehnt und den angesammelten Schlamm verdichtet. Bei der Nachverdichtung liegt die Obergrenze im Durchschnitt bei 16 bar, so dass ein trockenerer Schlamm erzeugt werden kann. Dieser Schritt ist nur bei Maschinen wichtig, die eine Membranklappe haben.

Während des Abblasens wird Hochdruckluft durch das Beschickungsrohr in den geschlossenen Güllebehälter eingeleitet, die das restliche Filtrat entfernt und zur Trocknung des Güllebehälters beiträgt. Beim Flockenaustrag werden die Schlammflocken schließlich aus der Filtermaschine entfernt und die Flocken werden bewegt.

Anwendungen der Flüssigkeitsfiltration

In der industriellen Fertigung werden am häufigsten Schmiermittel, Öle und Kühlmittel gefiltert. Neben der verarbeitenden Industrie sind die Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie wichtige Abnehmer von Filtrationsanlagen. In ihrem Fall ist das zu filternde Material in der Regel eine Prozessflüssigkeit.

Aber die Anwendung von Filtrationstechnologien ist noch nicht alles. Sie werden in der Netzwasserfiltration, bei der Filtration von Seen, Flüssen und Brunnenwasser, in Heizungsanlagen und bei der Filtration von Wasser aus Wärmetauschern eingesetzt. In einem industriellen Umfeld werden Flüssigkeitsfiltrationsverfahren zur Filterung von offenem und geschlossenem Kühlwasser eingesetzt. In Kraftwerken werden sie eingesetzt, um Feststoffe aus dem Kondensatwasser zu entfernen, während sie in der Landwirtschaft zum Filtern von Thermal- und Bewässerungswasser verwendet werden.

Die Wahl des richtigen Flüssigkeitsfilters

Bei der Auswahl des richtigen Flüssigkeitsfilters müssen Ausbeute, Temperatur, Druck, Viskosität, Partikelgröße und Volumen der zu filternden Flüssigkeit berücksichtigt werden.

Die Partikelgröße ist ein Schlüsselfaktor bei der Filterauswahl. Von Mikrofiltration spricht man, wenn die Partikelgröße zwischen 1-0,1µm liegt, wie z.B. bei Bakterien. Die Ultrafiltration mit einer Größe von 0,1-0,001 µm wird zum Herausfiltern von Viren und in der Abwasseraufbereitung eingesetzt. Wir sprechen von Nanofiltration, wenn die Partikelgröße 10-1 nm beträgt, und von Umkehrosmose unterhalb von 1 nm, zum Beispiel zur Leitfähigkeitsreduzierung und Entsalzung.

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