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Cross flow Mikrofiltration

Zur Info hier ein kurz gefasster Überblick über die Filtrationsmethode CFM, Mikrofiltration und Ultrafiltration.

Die Mikro- und Ultrafiltrationsmethoden sind rein physikalische (mechanische) Membrantrennverfahren und werden bei der Lebensmittelveredlung ohne den Zusatz von Chemikalien betrieben. Beide Methoden trennen nach dem simplen Prinzip des mechanischen Größenausschlusses (Filtrationsprinzip), d.h. im Falle der Herstellung von Whey Protein Konzentrat oder Whey Isolat, dass alle Inhaltsstoffe im flüssigen Medium (Whey / Molke), die größer als die Membranporen sind, von der Membran zurückgehalten werden.

Der eigentliche Unterschied zwischen der Mikro- und Ultrafiltration liegt in den verschiedenen Porengrößen und in der unterschiedlichen Membranstruktur (woraus die Membranen bestehen, also Material, Werkstoff usw.). Das ESN Designer Whey zum Beispiel, das für eine optimierte Kombination aus Whey Isolat und Whey Konzentrat steht, ist in seiner Gesamtheit ein hochwertiges Produkt aus beiden Filtrationsarten.

Dabei wird eine Filtration durch Membranen mit einer Porengröße < 0,1 μm Ultrafiltration genannt, während eine Filtration bei Porengrößen > 0,1 μm als Mikrofiltration zu bezeichnen ist.

Die Formen der Membrankörper zu beschreiben, würde diesen Rahmen sprengen. Nur soviel: bei der Ultrafiltration sind die Membranen in der Regel asymmetrisch angeordnet und bei der Mikrofiltration symmetrisch.

Zur simplen Veranschaulichung, wie denn das Filtrieren als solches funktioniert, rufen wir uns eine Kaffeemaschine ins Gedächtnis: Ähnlich wie beim Kaffeefiltern, braucht man natürlich auch bei der CFM Methode eine treibende Kraft, also einen gewissen Druck, damit überhaupt etwas passiert. Ist bei der haushaltsüblichen Kaffeemaschine meistens die Schwerkraft ausreichend, braucht man bei der Mikro-/Ultrafiltrationen schon etwas mehr Druck, um die gewünschten Resultate zu erzielen. Da kann der Differenzdruck zwischen Zu- und Ablauf schon mal über einem bar liegen.

Charakteristisch für die Mikro- und Ultrafiltration ist auch die tangentiale Überströmung der Membran, die Querstromfiltration oder auch Cross Flow Filtration genannt wird. Mit dieser Strömungsführung wird durch die tangential – also quer - wirkenden Schwerkräfte das Verstopfen der feinen Filterporen verringert. Denn eine Filterkuchenausbildung, wie bei der klassischen Filtration (siehe Kaffeefilter) ist nicht erwünscht. Leidet doch die Qualität durch verstopfte Filter, weil dadurch verhindert werden kann, dass biologisch wert- und gehaltvolle Proteinfraktionen zur Weiterverarbeitung gelangen.

Dennoch bildet sich auch bei der CFM Methode zwangsläufig eine Art Deckschicht aus. Da die meisten Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen selbsttragend (stabil und fest) sind, werden deshalb zur Prävention regelmäßige Rückspülungen eingesetzt.

Sowohl für die Mikro- als auch für die Ultrafiltration stehen im Falle der Whey Protein Herstellung hauptsächlich Membranen aus polymeren Werkstoffen zur Verfügung. Technisch veraltete keramische oder organische Werkstoffe sind nicht mehr „state oft the art“, also nicht ausreichend leistungsgerecht. Die von ESN bezogenen Whey Protein Konzentrate und Whey Protein Isolate werden ausnahmslos und garantiert state oft the art produziert.