Keramik-Filter

Glossar der ETL Verfahrenstechnik GmbH

Keramik-Filter sind speziell gefertigte Membranen aus anorganischen Materialien. Sie dienen der selektiven Trennung von Substanzen in verschiedenen Medien und entfernen oder reduzieren beispielsweise Partikel, Trübstoffe, Mikroorganismen oder unerwünschte im Wasser gelöste Substanzen.

Diese Filter werden häufig aus Metalloxiden wie Aluminiumoxid, Titandioxid oder Zirkoniumdioxid hergestellt. Abhängig von ihrer Struktur können Keramik-Filter entweder dicht für Gastrennungsanwendungen, wie die Isolierung von Sauerstoff aus Luft, oder porös für Gasdiffusion sowie Mikro- und Nanofiltration verwendet werden. Die porösen Varianten können sowohl aus amorphen als auch aus kristallinen Materialien bestehen.

Im Vergleich zu den in der Industrie weit verbreiteten Polymermembranen zeichnen sich Keramikmembranen durch ihre Beständigkeit gegenüber extremen Bedingungen aus. Dazu gehören:

• Aggressive Chemikalien
• Organische Lösungsmittel
• Extreme pH-Werte
• Hohe Drücke und Temperaturen.

Diese Eigenschaften machen Keramik-Filter zu einer vielseitig einsetzbaren und robusten Lösung in verschiedenen industriellen Anwendungen.

 

Technologie und Anwendungsbereiche von Keramik-Filtern

Keramik-Filter-Elemente ermöglichen eine effiziente Filtration, gekennzeichnet durch hohe mechanische und chemische Stabilität sowie geringen Strömungswiderstand. Diese Membranen basieren auf einem reinen α-Al2O3-Trägermaterial mit einer makroporösen Struktur, ergänzt durch eine oder mehrere Schichten hochporöser Keramik mit präzisen definierten Strukturen. Die feinporöse Schicht bestimmt die spezifischen Filtrationseigenschaften.

Die Vorteile von Keramik-Filter-Elementen umfassen:

• Beständigkeit gegen Säuren, Laugen und Lösungsmittel.
• Regenerierbarkeit und Rückspülbarkeit.
• Langlebigkeit und Verschleißfestigkeit.
• Zuverlässigkeit und Hitzebeständigkeit (dampfsterilisierbar).

Zu den gängigen Keramik-Filter-Prozessen gehören unter anderem:

• Mikrofiltration (MF)
• Ultrafiltration (UF)

Mikro- und Ultrafiltrationsfilter wirken als mechanische Barrieren mit präzise definierten Porendurchmessern. Diese Trennschichten werden auf ein Trägermaterial wie Polymere oder Keramik aufgetragen. Keramik-Filter werden häufig in der Wasseraufbereitung eingesetzt, oft in Kombination mit traditionellen Methoden.

Mikro- und Ultrafiltration
Der Porendurchmesser ist entscheidend für den Filtertyp und beeinflusst die Trennleistung: Stoffe, die kleiner als die Poren sind, passieren den Filter, während größere Partikel zurückgehalten werden.

Filter-/Membranstruktur
Die funktionelle Filterschicht ist extrem dünn und liegt auf der dem Rohwasser zugewandten Seite. Der überwiegende Teil des Filters besteht aus einem stabilen Trägermaterial, das die mechanische Festigkeit gewährleistet. Für eine effiziente Funktion ist es wesentlich, dass die Poren zur Reinwasserseite hin größer werden, um eine langfristige Verstopfung zu verhindern.

Materialien
Verbreitete Filtermembranen bestehen aus Kunststoffen (wie Polyethersulfon, PVDF) oder Keramik (wie Aluminiumoxid, Siliziumcarbid). Obwohl Keramik-Filter aufgrund ihres Herstellungsprozesses teurer sind als ihre polymeren Pendants, bieten sie eine bessere chemische Beständigkeit und eine höhere Permeabilität.