Ultrafiltration | UF

Wie Ultrafiltration in Lebensmittelprozessen trennt

Bei der Ultrafiltration erfolgt die Trennung nicht über ein Filterbett, sondern über semipermeable Membranen mit definierter Trenngrenze. Das Permeat enthält die durchgelassenen Bestandteile, das Retentat die zurückgehaltenen Fraktionen. Welche Stoffe im Produktstrom verbleiben oder abgetrennt werden, hängt unter anderem von Membrancharakteristik, Druck, Temperatur, Strömungsführung und Produkteigenschaften ab. Damit eignet sich UF für Aufgaben, bei denen gelöste oder fein dispergierte Bestandteile gezielt voneinander getrennt werden sollen.

Typische Anwendungen bei Getränken, Milch und flüssigen Zutaten

In der Lebensmittelindustrie wird Ultrafiltration unter anderem zur Konzentration von Proteinen, zur Teilentfernung von Trübstoffen und zur Aufbereitung von Zwischen- oder Nebenströmen eingesetzt. Häufige Einsatzfelder sind Milch- und Molkereiprodukte, Getränke, flüssige Zutaten sowie Prozesslösungen mit wertgebenden Makromolekülen. Je nach Verfahren kann UF dazu dienen, Volumen zu reduzieren, bestimmte Fraktionen anzureichern oder nachfolgende Prozessschritte zu entlasten. Auch bei der Rückgewinnung von Produktbestandteilen aus Reinigungs- oder Produktionsströmen kann sie Teil der Verfahrenskette sein.

Verfahrensauslegung, Membranen und Betriebsweise

Für Lebensmittelanwendungen wird Ultrafiltration meist als Crossflow- oder Tangentialstromverfahren betrieben, um Ablagerungen auf der Membran zu begrenzen. Relevante Auslegungsmerkmale sind Membranmaterial, Trenngrenze, Modulbauform, Reinigbarkeit und die Verträglichkeit mit Produkt, Temperatur und Reinigungschemie. In der Praxis beeinflussen Fouling, Konzentrationspolarisation und Reinigungsintervalle die Prozessstabilität deutlich. Deshalb wird UF in hygienisch ausgelegten Anlagen mit auf das Medium abgestimmten Betriebs- und CIP-Konzepten geplant.

Abgrenzung zu anderer Filtration und zu verwandten Leistungen

Innerhalb der übergeordneten Leistung Filtration deckt Ultrafiltration den Bereich feinster membranbasierter Trennung für flüssige Medien ab. Sie unterscheidet sich von der Würzefiltration, die als konkreter Verfahrensschritt in der Brauerei auf die Abtrennung von Feststoffen aus der Würze ausgerichtet ist. Dichtemesser für Bierfiltration sind Messsysteme zur Prozessüberwachung und keine Trennverfahren. Sterilfiltertestgeräte prüfen den Zustand und die Integrität von Filtern, während UF selbst der eigentliche Separationsprozess ist.