Fallstudie:
T-CUT PP/PVDF im Praxiseinsatz bei einem Norddeutschen Hersteller von Adsorbermaterial
Die Herausforderung:
Der Endkunde nutzt in seinem chemischen Produktionsverfahren seit über zehn Jahren eine Diafiltrationsanlage mit Membranmodulen der Firma CUT Membrane Technology GmbH. Ziel des Filtrationsprozesses ist die Auswaschung von gelösten Salzen aus einer frisch präzipitierten Eisenhydroxidsuspension. Hierbei wird die hoch viskose Suspension im Kreislauf über die Cross-Flow Membranmodule geleitet, wobei das salzhaltige Permeat kontinuierlich abgeführt und durch Zugabe von frischem Wasser zur Suspension wieder ergänzt wird.
Die verwendeten Mikrofiltrationsmodule entsprachen zum damaligen Zeitpunkt dem Stand der Technik. Die ursprünglich genutzten Module (Produktgruppe T-CUT PP) wurden mit einer porösen Polypropylen Membrane „Accurel PP V 8/2 “ versehen, die eine Trennschärfe von 0,2 µm aufwies. Diese schwammartige, nahezu symmetrische, Membrane musste während des Betriebes periodisch rückgespült werden, um einen kontinuierlichen Filtrationsbetrieb aufrecht zu halten. Verblockte Poren mussten aufwändig mittels externem CIP aufgereinigt werden und limitierten so den Gesamtprozess.
Die generelle Verfügbarkeit der Membrane sowie die kurzen Standzeiten beim Endkunden waren Anlass für die Entwicklung einer neuen, verbesserten Membrane.
Die Lösung (Membrane)
Die maßgeschneiderte PP/PVDF Membrane ist ideal für das Entwässern der Eisenhydroxidlösung. Sie ist so konzipiert, dass gelöste Teilchen und Salze die Membrane passieren können und partikuläre Stoffe im Konzentrat verbleiben, jedoch nicht die Poren verblocken. Dies spiegelt sich auch in einem stabilen Filtrationsfluss und langen Standzeiten wieder.
Während der großtechnischen Testphase (aktuell filtrieren die Module seit mehr als 2 Jahren – Stand 09/2025 wurden mehrfach Membranröhrchen aus dem Modul extrahiert und der hauseigenen Qualitätskontrolle der CUT Membrane Technology GmbH zugeführt. Hierbei wurde festgestellt, dass selbst eine aggressive chemische Reinigung und die schleifenden Effekte während der Filtration keine negativen Auswirkungen auf die Integrität der Trennschicht haben. Ferner konnten die Laborergebnisse Aufschluss über bestimmte Betriebsparameter geben und somit zu einem effektiveren Betrieb verhelfen. Insbesondere die Vorkonditionierung des Produkts und die Reinigung konnten durch den intensiven Austausch zwischen
Endanwender und Hersteller perfektioniert werden.
Die Lösung (System) // FAZIT
Das Filtrationssystem des Kunden umfasst 8 installierte Membranmodule mit insgesamt ca. 41,6 m² Filterfläche. Die Module werden individuell angeströmt und können einzeln betrieben werden. Das Verfahren wird batch-weise betrieben, wobei in Spitzenzeiten ein mehrschichtiger Tagesbetrieb durchgeführt wird. Die Gesamtanlage erreicht in der Spitzenleistung eine Permeatmenge von ca. 28 m³/h und wird mittels Druckluft und Permeatvorlage periodisch rückgespült.
– Die neu entwickelte PP/PVDF Membrane erhöht die Standzeit um mindestens 150% gegenüber der vorherigen Lösung
– Hierbei wird bis zu 6x mehr Permeat zwischen zwei Reinigungen produziert
– Der Einsatz von Reinigungschemikalien wird dadurch um mindestens 60% verringert
– Der personelle Aufwand für die externen CIP Reinigungen wurde signifikant reduziert
– Durch die höheren Ausbeuten werden auch die spezifischen Energiekosten (kW/m³ Permeat) merklich reduziert
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