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Untersuchungen zum Einfluss der Struktur von Filtermedien auf deren Reinigungsverhalten

IGF-Nr. 15956 N

 

Ein großes Problem bei filtrierenden Anlagen stellt oft die Reinigung des Filtertuches dar. Vor allem in der pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie, wo die Reinheit des Produktes im Vordergrund steht, ist eine gewissenhafte Reinigung unerlässlich. Oft werden bei Reinigungsproblemen intensivere Reinigungen angestrebt, das heißt die Reinigung erfolgt hierbei bei höheren Temperaturen, höheren Reinigungszeiten, höheren Reinigungsmittelmengen und höheren Reinigungsmittelkonzentrationen. Dies kann jedoch in vielen Fällen das Problem noch verschlimmern. Durch die hohen Temperaturen und Reinigungsmittelkonzentrationen können die Abdichtungen der Filteranlagen beschädigt und dadurch ihre Dichtfunktion beeinträchtigt werden. Durch eine hygienegerechte Konstruktion der Anlagenbauteile und Komponenten, kann eine optimale Reinigung der Anlage erreicht werden. Da es für Filtermedien jedoch keinerlei Hinweise für eine hygienegerechte Konstruktion gibt, soll im Rahmen dieses Vorhabens die Reinigbarkeit von Filtermedien in der Durchströmung (KIT) und in der Überströmung (TUM) untersucht werden. Hierzu ist es vor allem notwendig die physikalischen Grundlagen der Abreinigung von Filtermedien zu kennen. Zur Klärung dieses Sachverhaltes wurden zwei verschiedene Arten von Verunreinigungen verwendet: eine unlösliche, partikuläre und eine lösliche Verschmutzungsmatrix.

Die gewonnenen Ergebnisse ermöglichen eine Aussage über kritische Reinigungsstellen auf gewebten Polymerfiltern, geben Aufschluss über die Reinigungsfähigkeit unterschiedlicher Webarten, unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheiten und unterschiedlicher Geometrien der Gewebe. Ebenso liefern die Ergebnisse Aussagen über die Reinigungskinetik bei der Reinigung von Filtermedien, über den Temperatureinfluss und den pH-Wert des Reinigungsmittels. Ein Vergleich der Reinigungskinetiken ist über die Bestimmung des Stoffübergangskoeffizienten möglich. Mit ihm ergibt sich eine Qualfizierungsmethode der Reinigungsfähigkeit verschiedener Filtermedien. Es zeigte sich, dass eine Reinigung mit reiner Durchströmung bzw. reiner Überströmung zwar möglich ist, aber in einem optimalen Zeitfenster nur bei sehr hohen Anström- bzw. Überströmgeschwindigkeiten zu realisieren ist. Diese Strömungsgeschwindigkeiten sind jedoch in industrieller Anwendung, aufgrund des damit verbundenen hohen Reinigungsmittelverbrauches und der mechanischen Stabilität der Polymerfiltertücher, nicht durchführbar.

Im Rahmen dieses Vorhaben konnten die physikalischen Grundlagen der Reinigung geklärt werden und somit kann zusammenfassend gesagt werden:

Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema vom 01/09 bis 06/11 von dem Karlsruher Institut für Technologien (KIT) (Straße am Forum 8, 76131 Karlsruhe, Tel.: 0721/608-42404) unter der Leitung von Prof. Dr. H. Nirschl (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. H. Nirschl) und der Technischen Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan WZW, Lehrstuhl für Verfahrenstechnik disperser Systemen (Am Forum 2, 85350 Freising-Weihenstephan, Tel.: 08161/713288) unter der Leitung von Prof. Dr. K. Sommer (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. K. Sommer).

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 15956 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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