Oberflächenfiltration vs. Tiefenfiltration: Das sind die Unterschiede der Filtrationsarten

Was ist Oberflächenfiltration?

Die Oberflächenfiltration zeichnet sich dadurch aus, dass die zu filtrierenden Partikel auf der Oberfläche des Filtermediums zurückgehalten werden. Maßgeblich für die Abscheidung ist, dass die Porenweite der Schicht kleiner ist, als die Partikelgröße des Feststoffes. Diese Art der Filtration funktioniert also ähnlich wie ein Sieb, durch dessen Poren die Partikel nicht hindurchgelangen können.

Der zurückgehaltene Feststoff bildet im Laufe des Filtrationsprozesses an der Oberfläche des Filtermediums einen wachsenden Filterkuchen, ohne ins Innere der Schicht einzudringen. Zu Beginn der Filtration besteht die Schicht also allein aus dem Filtermittel, mit fortlaufender Filtration aber auch aus dem bereits gebildeten Kuchen. Aus diesem Grund wird die Oberflächenfiltration auch kuchenbildende Filtration genannt.

Angewandt wird die Oberflächenfiltration beispielsweise zur Filtration von Flüssigkeiten in der Lebensmittelindustrie sowie zur Kühlschmierstoffaufbereitung. Ebenso werden Oberflächenfilter häufig in der Wasseraufbereitung eingesetzt, um größere Partikel wie Sand oder Sedimente zu entfernen.

Vorteile der Oberflächenfiltration

• Hohe Effizienz bei großen Partikeln: Oberflächenfilter sind besonders effizient bei der Entfernung von größeren Partikeln
• Einfache Reinigung: Die gesammelten Partikel befinden sich auf der Filteroberfläche und können leicht entfernt werden

Nachteile der Oberflächenfiltration

• Geringere Kapazität: Das sich der Feststoff auf der Oberfläche des Filtermediums ansammelt, wird der Filtratfluss durch den wachsenden Filterkuchen zunehmend gemindert
• Nicht geeignet für feine Partikel: Sind die zu filtrierenden Partikel zu fein, können sie durch die Poren des Filters hindurchtreten

Welche Filtrationsverfahren von Faudi nutzen die Oberflächenfiltration?

Zur Oberflächenfiltration zählen beispielsweise die Filtration mit Kerzenfiltern sowie die Siebfiltration.

Faudi Kerzenfilter zeichnen sich durch ihre hohe Flexibilität aus und können sowohl für die Oberflächenfiltration als auch für die Tiefenfiltration eingesetzt werden. Bei der Mikrofiltration mittels Kerzenfilter besteht ein hoher Differenzdruck zwischen dem Zulauf und dem Ablauf, wobei größere Partikel, die die Filterfeinheit überschreiten, vom Filtermedium zurückgehalten werden. Die Oberflächenfiltration mit Kerzenfiltern findet vor allem in der Öl- und Gasindustrie sowie in der Wasserwirtschaft Anwendung.

Siebfilter werden oft zur Vorfiltration gröberer Partikel verwendet. Sie kennzeichnen sich dadurch, dass die Flüssigkeit das Filtersieb passiert, während sich die zu filtrierenden Partikel darauf ablagern. Anschließend kann das Sieb entweder ausgebaut und manuell gereinigt werden oder durch einen einsetzenden Rückspülvorgang gesäubert werden.

Was ist Tiefenfiltration?

Die Tiefenfiltration ist ein Filtrationsverfahren, bei dem die Partikel innerhalb des Filtermediums zurückgehalten werden. Tiefenfiltration findet meistens in einer relativ dicken Filtermittelschicht aus „Körnern“ oder Fasern statt, durch die die Flüssigkeit oder das Gas strömt.

Voraussetzung für die Tiefenfiltration ist, dass die Feststoffpartikel deutlich kleiner als die Poren des Filtermittels sind. Dadurch dringen die Partikel zunächst in das Innere der Filtermittelschicht ein und bleiben anschließend an dessen inneren Oberfläche haften. Im Anschluss an den Filtrationsprozess werden die abgetrennten Partikel zusammen mit dem Filtermittel entsorgt.

Die Tiefenfiltration wird häufig in der Medizin und der Pharmazie eingesetzt, um sehr feine Partikel oder Mikroorganismen zu entfernen. Auch in der Filtration von Kühlschmierstoffen und in der chemischen Industrie findet sie Anwendung, da hier eine feine Filtration ebenfalls notwendig ist, um unerwünschte Partikel zu entfernen.

Vorteile der Tiefenfiltration

• Hohe Partikelaufnahmekapazität: Da die Partikel im Inneren des Filtermediums zurückgehalten werden, kann ein Tiefenfilter eine größere Menge an Feststoffen aufnehmen
• Effizient bei kleinen Partikeln: Tiefenfilter sind besonders geeignet für die Filtration sehr feiner Partikel.

Nachteile der Tiefenfiltration

• Einmalige Verwendung des Filtermediums: Da die Partikel im Inneren des Filters eingeschlossen sind, wird das Filtermittel nach der Filtration mit den separierten Partikeln entsorgt

Welche Faudi Filtrationsanlagen wenden die Tiefenfiltration an?

Je nach Typ und Anwendungsbereich werden Kerzenfilter, wie bereits erwähnt, auch für die Tiefenfiltration eingesetzt. Hierbei durchströmt die Flüssigkeit die je nach Ausführung hängenden oder stehenden Filterkerzen von außen nach innen und tritt gereinigt wieder aus. Verunreinigungen und Schmutzpartikel werden dabei in der Tiefenstruktur der Filterkerze zurückgehalten.

Faudi Anschwemmfilter werden ebenfalls zur Tiefenfiltration eingesetzt. Hierbei strömen die verunreinigten Flüssigkeiten von außen nach innen und werden durch verbaute Filterelemente gefiltert. Zuvor werden die Filterelemente jedoch mit Filterhilfsmitteln angeschwemmt. Die daraus entstehende Anschwemmschicht, die sich auf den Filterelementen ablagert, bestimmt die Filtrationsfeinheit. Erst nach dem Anschwemmvorgang beginnt die eigentliche Filtration.