Ultrafiltration

Wie Ultrafiltration in Getränkeströmen arbeitet

Bei der Ultrafiltration wird ein Flüssigkeitsstrom unter Druck über oder durch eine Membran geführt. Kleinere Bestandteile passieren die Membran als Permeat, grössere Moleküle, Kolloide oder Schwebstoffe werden im Retentat zurückgehalten. Das Verfahren wird eingesetzt, wenn eine feinere Trennung als bei groberen Filtrationsstufen benötigt wird, ohne dass alle gelösten Inhaltsstoffe entfernt werden sollen.

Typische Anwendungen in der Getränkeherstellung

Ultrafiltration wird in Prozessen eingesetzt, in denen Trübungsbildner, Proteine, Polysaccharide oder andere hochmolekulare Bestandteile gezielt reduziert oder abgetrennt werden sollen. Sie kann zur Aufbereitung von Prozessmedien, zur Klärung bestimmter Produktströme oder zur Vorstufe weiterer Verfahrensschritte dienen. Je nach Produkt und Prozessziel geht es dabei um Stabilisierung, definierte Stofftrennung oder die Verringerung der Belastung nachgelagerter Anlagen.

Membranen, Betriebsweise und Prozessauslegung

Die Auslegung einer Ultrafiltration richtet sich nach Medium, Temperatur, Viskosität, gewünschter Rückhaltung und Reinigbarkeit. Relevant sind unter anderem Membranmaterial, Trenncharakteristik, Strömungsführung und der Umgang mit Konzentrationsanstieg auf der Membranoberfläche. In der Praxis wird Ultrafiltration häufig in kontinuierliche oder teilkontinuierliche Prozesse eingebunden, wobei Reinigung und Standzeit der Membranen für den stabilen Betrieb mitberücksichtigt werden.

Abgrenzung zu Mikrofiltration, Crossflowanlagen und Sterilfiltration

Innerhalb der Filtration liegt Ultrafiltration zwischen gröberen und feineren Trennaufgaben. Gegenüber der Mikrofiltration hält sie kleinere beziehungsweise höhermolekulare Bestandteile zurück. Eine Crossflowanlage beschreibt in erster Linie die Strömungs- und Anlagenkonfiguration; sie kann für Ultrafiltration genutzt werden, ist aber nicht mit ihr gleichzusetzen. Von der Sterilfiltration unterscheidet sich Ultrafiltration durch das Prozessziel: Sterilfiltration ist auf eine sehr weitgehende Keimrückhaltung vor kritischen Produktschritten ausgerichtet, während Ultrafiltration vor allem stoffliche Fraktionen trennt.