Cross-Flow-Filtra­tion

Anders als bei der kuchen­bil­denden Dead-End-Filtration wird bei der Cross-Flow-Filtration (auch Tangen­ti­al­fluss­fil­tra­tion, Tangential-Flow- oder Querstrom-Filtration genannt) die Bildung eines Filterkuchens weitgehend vermieden.

Bei der Cross-Flow-Filtration wird das zu filtrierende Fluid parallel zu einem Filtermedium oder zu einer Membran gepumpt und das Filtrat (auch Permeat genannt) quer zur Fließrichtung abgezogen. Die aufgrund der turbulenten Strömung an der Filter­ober­fläche auftretenden Scherkräfte lassen sich in Abhängigkeit vom Volumenstrom variieren.

Durch die hohe Geschwin­dig­keit wird weitgehend vermieden, dass sich ein Filterkuchen (eine Deckschicht) aus den abzutrennenden Fest­stoff­par­ti­keln (zu separierenden Fluid­be­stand­teilen) auf dem Filtermedium bzw. der Membran aufbaut. Er würde den Filtra­ti­ons­wi­der­stand und damit den Druckverlust über den Filter erhöhen, was mit einem höheren apparativen und energetischen Aufwand verbunden wäre.

Während bei gewöhnlichen Dead-End-Filtersystemen die abzu­schei­denden Feststoffe als Filterkuchen gewonnen werden, kann in der Cross-Flow-Filtration der Feststoff nur soweit konzentriert werden, dass die Suspension noch pumpbar ist; das Filtrat ist in beiden Fällen frei von Feststoffen. Der das Filtermedium / die Membran nicht passierende Teil des Flüs­sig­keits­stroms wird Retentat genannt.

Im Gegensatz zu statischen Dead-End-Filtra­ti­ons­tech­niken ist die Cross-Flow-Filtration in der Lage, Flüssigkeiten mit relativ hohen Trub­stoff­ge­halten durch Mikro- und Ultra­fil­tra­tion zu klären.

Bevorzugte Einsatzgebiete sind Bereiche, in denen mit hohem Parti­kel­auf­kommen oder großen Konzen­tra­ti­ons­gra­di­enten gerechnet werden muss. Durch das permanente Abströmen des Retentats stellt sich bei nicht weiterem Konzentrieren ein Gleich­ge­wichts­wert ein, der lange gehalten werden kann.

Besonders dafür geeignet sind Rohr- und Hohl­fa­ser­mo­dule.

Im Bereich der Nano- und Ultra­fil­tra­tion kommen auch bevorzugt Spiral­wi­ckel­mo­dule zum Einsatz.

Produkte für Cross-Flow-Filtration