P2.6 - Charakterisierung von Filtermedien durch den Einsatz von Photozentrifugalfiltration (PZF)

Event
15. Dresdner Sensor-Symposium 2021
2021-12-06 - 2021-12-08
Online
Band
Poster
Chapter
P2. Sensoren für Bioprozess- und Verfahrenstechnik
Author(s)
S. Boldt, D. Krause, D. Lerche - LUM GmbH, Berlin/D, C. Weibel, P. Lösch, S. Antonyuk - Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern/D
Pages
137 - 142
DOI
10.5162/15dss2021/P2.6
ISBN
978-3-9819376-5-7
Price
free

Abstract

Für die Herstellung oder Weiterverarbeitung von Wertstoffen werden Dispersionen in vielen Industriezweigen filtriert. Die hierzu notwendigen Anlagen werden meist auf Basis aufwendiger und zeitintensiver Versuche im Labor- und/oder Technikumsmaßstab unter Berücksichtigung von Sicherheitsfaktoren ausgelegt. Für die Versuche werden häufig klassische Filternutschen in Form einer Druck- oder Vakuumfiltration eingesetzt. Im Zuge der Entwicklung von Bio- und Nanotechnologie ergeben sich neue Herausforderungen, da in diesen Bereichen oft nur kleine und meist auch sehr teure Probenmengen zur Verfügung stehen. Weiterhin ist eine sorgfältige Auswahl des Filtermittels (FM) notwendig, da neben den hohen Anforderungen an die Stofftrennung auch die Wechselwirkungen der Inhaltsstoffe der zu filtrierenden Flüssigkeiten mit dem FM berücksichtigt werden müssen. Letztere beeinflussen auch die Haftung von Partikeln sowie die Adsorption von Inhaltsstoffen am FM, wodurch auch die Durchlässigkeit des FM und der Reinigungsaufwand beeinflusst werden. Insbesondere beim Einsatz von Membranen zur Filtration von Dispersionen (Suspensionen, Emulsionen sowie kolloidalen Lösungen) sind aufwendige Untersuchungsserien mit mehreren unterschiedlichen FM notwendig und üblich. Ein Filtrationsexperiment unter Verwendung standardisierter Filternutschen erfordert eine große Menge an Versuchssuspension (300 ml pro Versuch) und große Flächen an FM (45 mm bis 50 mm im Durchmesser). Der Einsatz solcher Probenmengen in der Bio- oder Nanotechnologie ist neben immensen Kosten auch mit hohem ökologischem Risiko verbunden, wenn Gefahrstoffe enthalten sind. Für die Entwicklung von FM sind kleine Filtermedienabmessungen ebenfalls von Vorteil. Dieser Artikel berichtet über die Weiterentwicklung der analytischen Photozentrifugalfiltration (PZF), welches vorteilhaft eine geringe Menge an Filtrationsproben bzw. kleine Membrangrößen benötigt, um schnell eine Abschätzung/Optimierung für eine effektive Kombination Suspension-/Emulsion und Filtermedium in Anlehnung an konventionellen Methoden zu ermöglichen. Es können bis zu 12 Proben parallel in einem Zentrifugenlauf untersucht werden.

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