Der Unterschied zwischen hydrophilen und hydrophoben Faltenmembranfiltern

Im Bereich der industriellen Filtration sind Filterkerzen die entscheidende Barriere, die die Reinheit von Flüssigkeiten und Gasen gewährleistet. Trotz ihrer geringen Größe verkörpern sie anspruchsvolle Materialwissenschaft. Heute entdecken wir ein Schlüsselmerkmal, das die Filterleistung bestimmt: Hydrophilie und Hydrophobie. Betrachten Sie industrielle Anwendungen von Faltenmembranen, von Reinstwasser für die Halbleiterreinigung bis hin zu Druckluft für die pharmazeutische Fermentation und verschiedenen Säuren, Laugen und Lösungsmitteln – alle sind auf Präzisionsfiltration angewiesen. Als primäre Lösung dienen plissierte Membranfilterkerzen, die für ihre große Filteroberfläche und hohe Effizienz bei der Partikelrückhaltung bekannt sind. Aber wussten Sie, dass selbst bei Faltenfiltern die Kern-„Membran“ je nach Filtrationsaufgabe sehr unterschiedliche „Persönlichkeiten“ haben kann? Dies spiegelt sich vor allem in ihren „hydrophilen“ und „hydrophoben“ Eigenschaften wider.

Was sind sie?

Stellen Sie sich vor, der Morgentau rollt von einem Lotusblatt und bildet schimmernde Perlen – das ist eine perfekte Darstellung der Hydrophobie in der Natur. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet Hydrophobie, dass die Materialoberfläche eine „abweisende Kraft“ gegenüber Wasser hat und einer Benetzung widersteht. Wassermoleküle auf einer solchen Oberfläche streben danach, ihre Kugelform mit einem großen Kontaktwinkel beizubehalten.

Wenn umgekehrt ein Wassertropfen auf einen sauberen Glasobjektträger fällt, breitet er sich schnell aus und kommt vollständig mit der Oberfläche in Kontakt. Dieses Phänomen ist Hydrophilie. Hydrophile Materialien sind sehr „freundlich“ gegenüber Wassermolekülen; Zwischen ihrer Oberfläche und den Wassermolekülen besteht eine starke gegenseitige Anziehungskraft, die eine einfache Benetzung ermöglicht. Bei der Filtration entscheidet diese „Affinitäts- oder Abstoßungseigenschaft“ des Filtermediums direkt darüber, ob es sich am besten für den Umgang mit Flüssigkeiten oder Gasen eignet.

Wie funktionieren hydrophile und hydrophobe Filter?

Ein hydrophiler Filter fungiert wie ein „Flüssigkeitsweg“. Wenn Wasser oder andere wässrige Lösungen mit der hydrophilen Filtermembran in Kontakt kommen, lässt die Membran die Flüssigkeit reibungslos passieren und fängt gleichzeitig suspendierte Partikel, Bakterien (größer als die Porengröße der Membran) und andere Verunreinigungen ein. Seine Filtrationsziele sind in erster Linie verschiedene Flüssigkeiten wie Wasser, wässrige chemische Reagenzien, pharmazeutische Lösungen und Getränke. Sein Vorteil liegt im ungehinderten Flüssigkeitsdurchgang, der sich typischerweise durch hohe Durchflussraten, eine hohe Schmutzaufnahmekapazität und eine lange Lebensdauer auszeichnet.

In unserem Hongtek-Faltenmembranfiltersortiment ist der Hydrophile PTFE-Membran-Faltenfilter der HPT-Serie sind ein hervorragender Vertreter der hydrophilen Technologie. Das Filtermedium in dieser Kartusche verwendet eine hochwertige hydrophile mikroporöse Membran aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Durch Druck angetrieben kann die Flüssigkeit die Membran direkt benetzen und durchdringen. Die Mikroporen auf der Membranoberfläche wirken wie ein feines Sieb, das Partikel, Bakterien und andere Verunreinigungen, die größer als die Nennporengröße sind, zurückhält und so saubere Flüssigkeit erzeugt. Daher eignet es sich sehr gut zum Filtern von Wasser, wässrigen Lösungen, Alkoholen, Fotolacken, Ätzmitteln usw. Es eignet sich hervorragend für die abschließende Flüssigkeitsfiltration und Sterilfiltration in der Elektronik-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Pharmaindustrie.

Profitieren von den inhärenten Eigenschaften des PTFE-Materials und der hydrophilen Modifikation Filterpatronen der HPT-Seriebieten eine stabil hohe Filtrationseffizienz, hohe Durchflussraten, eine lange Lebensdauer und einen geringen Druckabfall. Ihre breite chemische Kompatibilität ermöglicht den Umgang mit einer Vielzahl chemischer Reagenzien, und alle Materialien entsprechen den FDA-Vorschriften, sodass sie für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie geeignet sind.

Ein hydrophober Filter hingegen wirkt wie ein „Gasdurchlass“ und „Flüssigkeitsblocker“. Da die Oberfläche wasserabweisend ist, können Flüssigkeiten nicht spontan durch die Mikroporen dringen. Das heißt, wenn ein hydrophober Filter in Wasser getaucht wird, wird das Wasser „blockiert“, während Luft und Gase ungehindert passieren können.

Dies stellt eine zentrale Herausforderung dar: Wie können hydrophobe Filter zum Filtern von Flüssigkeiten eingesetzt werden? Nehmen wir unseren Hongtek Faltenkartuschen mit hydrophober PTFE-Membran der EPT-Serie Diese Kartuschen bestehen beispielsweise aus einer natürlich hydrophoben PTFE-Membran. Das Funktionsprinzip besteht darin, einen ausreichend hohen Außendruck auf die Kartusche selbst auszuüben, um die Flüssigkeit zu zwingen, sich durch das hydrophobe Membrannetzwerk zu „quetschen“. Dieser Druck muss den „Durchbruchsdruck“ der Membran übersteigen. In praktischen Anwendungen wird dies häufig für bestimmte Membranfiltrationsprozesse verwendet, bei denen bei der Filterung bestimmter Flüssigkeiten die Überwindung des durch ihre hydrophobe Natur verursachten Widerstands erforderlich ist.

Die Vorteile hydrophober Filter liegen natürlich in ihrer hervorragenden chemischen Kompatibilität, der hervorragenden Temperaturbeständigkeit und der Fähigkeit, flüssige Wassertröpfchen effektiv zu blockieren und so trockene und reine Gase zu gewährleisten. Die Filterpatronen der EPT-Serie weisen eine hervorragende hydrophobe Leistung sowie eine außergewöhnliche chemische Kompatibilität und Temperaturbeständigkeit auf, sodass sie rauen chemischen Umgebungen und Hochtemperatur-Sterilisationsprozessen standhalten können. Sie eignen sich ideal für verschiedene Gasfiltrations- und Entlüftungsanwendungen und stellen sicher, dass Prozessgase trocken und steril sind.

Fazit

Schließlich ist die Wahl zwischen einem hydrophilen oder hydrophoben Filter keine einfache Entweder-Oder-Entscheidung. Es geht um eine präzise Abstimmung basierend auf dem physikalischen Zustand und den chemischen Eigenschaften der gefilterten Flüssigkeit. Das Verständnis dieser „Affinitätsbeziehung“ ist der Schlüssel zur Gewährleistung des effizienten und stabilen Betriebs Ihres Filtersystems. Unabhängig davon, ob Sie einen kontinuierlichen Strom von Prozessflüssigkeiten verarbeiten oder trockene, saubere Druckgase benötigen, können Hersteller wie Hongtek, die umfassende hydrophile und hydrophobe Lösungen anbieten, die am besten geeignete Filtrationsbarriere für Ihre Anforderungen anpassen.