Filtration – ein sehr altes Trennprinzip
Filtration ist ein Prozess, bei dem Substanzen wie Flüssigkeit, Luft und Gas während des Passierens durch ein permeables Filtermaterial zurückgehalten werden. Bei Verwendung eines hydrophoben Filtermaterials können auch Flüssigkeiten von Gas separiert werden.
- Prinzip Oberflächenfilter
TRAKETCH® Oberflächenfilter made by SABEU
besitzen nicht nur genau definierte absloute Rückhalteraten, sondern auch exakte, d. h. eng tolerierte Porengrößen. Immer dann, wenn z. B. Zellen in der Zellbiologie oder Partikel in der Umweltanalytik quantitativ auf der Membranoberfläche analysiert werden müssen, kommen diese Kernspurmembranen (track etched membranes) zum Einsatz.
Eine PET- oder PC-Folie wird mit Schwerionen beschossen und die „Kernspur“ anschließend weggeätzt. So entstehen exakte zylindrische Poren mit einem Durchmesser von 0,1 bis 12µm je nach Prozess. Die Membrandicke beträgt ca. 8 – 36 µm.
- Prinzip Membranfilter
Membranfilter
bestehen aus chemischen Polymeren oder aus Cellulosefasern und haben definierte absolute Rückhalteraten. Jede dieser Membranen besitzt unterschiedlich große Poren. Während der Mikrofiltration (0,02 - 10 µm) werden Mikroorganismen und Partikel quantitativ über die gesamte Membrantiefe von ca. 150 µm zurückgehalten.
Für eine Überprüfung der geringeren Porengrößen werden genau definierte Mikroorganismen verwendet. Brevundimonas diminuta zum Beispiel hat eine Größe von ca. 0,3 µm. Wenn dieses Bakterium die Filtermembran unter genau definierten Bedingungen nicht passieren kann, hat dieser Membranfilter per Definition eine Rückhalterate von 0,2 µm. Substanzen, die größer sind als diese Rückhalterate, werden zurückgehalten.
Nachteile können vorliegen, wenn in der Zellkulturforschung Zellen quantitativ auf der Oberfläche der Membran verbleiben sollen, um z. B. Gewebe zu züchten und die Zellen mikroskopisch beobachten zu können. Der Vorteil ist eine höhere Durchflussleistung von Flüssigkeiten.
- Prinzip Tiefenfilter
Tiefenfilter
bestehen im allgemeinen aus zufällig angeordneten, verflochtenen Fasern, z. B. aus Cellulose, Glasfasern oder melt blown fibres. Die Vorteile liegen in geringeren Herstellkosten und einem sehr hohen Durchfluss.
Mögliche Nachteile können entstehen, da keine genauen Rückhalteraten und Porengrößen möglich sind und sich Fasern herauslösen könnten. Typische Anwendungen sind Klärfiltration (10 - 100 µm), bei der eine quantitative Rückhaltung nicht erforderlich ist, und Vorfiltration, um einen nachgeschalteten Membranfilter vor einem Verblocken mit größeren Partikeln zu schützen.
