In vielen industriellen Prozessen sind klassische Feinfilterstufen nicht mehr ausreichend. Inkjet-Tinten, Feinchemikalien, Lösemittel, optische Beschichtungen und andere sensible Fluide stellen hohe Anforderungen an die Partikelreinheit, stabile Prozessbedingungen und den Schutz nachgeschalteter Komponenten. Unerwünschte Feinpartikel, Gelreste oder Agglomerate können Düsen und Ventile beeinträchtigen, Sensoren belasten oder die Qualität nachfolgender Prozessschritte beeinflussen. Gleichzeitig endet die Herausforderung nicht mit der Filtration.
Insbesondere bei intensiv färbenden, lösemittelhaltigen oder anderweitig kritischen Medien kann bereits der Austausch eines verbrauchten Filterelements einen erheblichen Reinigungs- und Handhabungsaufwand verursachen. Produktreste im Gehäuse können zudem bei Chargen-, Farb- oder Rezepturwechseln zu Verschleppungen führen. Mit den BN-/BNC-Submikron-Hochpräzisions-Tiefenfilterkerzen und dem QP-Quick-Pack-System vereint Wolftechnik deshalb zwei Anforderungen: eine hochpräzise Partikelabscheidung und ein geschlossenes, sauberes Wechselkonzept.
Tiefenfiltration erstmals bis 0,3 µm absolut
Filterfeinheiten unterhalb von 1 µm wurden in industriellen Anwendungen bislang überwiegend mit Faltelementen realisiert. Die BN- und BNC-Filterkerzen übertragen nun die Vorteile der Tiefenfiltration in den absoluten Submikronbereich. Die neuen Filterelemente decken absolute Filterfeinheiten von 0,3 bis 1,0 µm ab. Bei allen verfügbaren Feinheiten beträgt die Rückhalterate mindestens 99,9 Prozent. BN ist in den Feinheiten 0,5, 0,7 und 1,0 µm absolut erhältlich, BNC zusätzlich in 0,3 µm absolut.
Im Gegensatz zu einem reinen Oberflächenfilter werden Partikel nicht nur an der äußeren Oberfläche zurückgehalten, sondern innerhalb einer dreidimensionalen Filtermatrix eingelagert. Dadurch steht ein größeres Filtervolumen für die Partikelaufnahme zur Verfügung. Die hohe Schmutzaufnahmekapazität kann den Anstieg des Differenzdrucks verzögern, längere Wechselintervalle ermöglichen und zu einer stabilen Filtratqualität über die gesamte Standzeit beitragen.
Die BN-/BNC-Tiefenfilterkerzen bestehen aus ultrafeinen Polypropylen-Bikomponentenfasern. Durch thermische Bindung entstehen feste Faserkreuzungspunkte und eine stabile dreidimensionale Matrix ohne zusätzliche chemische Bindemittel. Gleichzeitig bildet sich ein Dichte- und Porengradient aus: Gröbere Partikel werden bereits in den äußeren Zonen zurückgehalten, feinere Partikel zunehmend in tiefer liegenden Bereichen. Die von außen nach innen feiner werdende Struktur unterstützt eine gleichmäßige Nutzung des Filtervolumens und eine stabile Rückhalterate auch bei zunehmender Beladung.
Geschlossene Einheit für sauberes Filterhandling
Die hohe Abscheideleistung eines Filterelements ist jedoch nur ein Teil eines sicheren Filtrationsprozesses. Gerade bei kritischen Medien spielt auch der Filterwechsel eine zentrale Rolle. Bei konventionellen Kerzenfiltergehäusen müssen die verbrauchten und mit Prozessmedium benetzten Filterelemente nach dem Öffnen des Gehäuses einzeln entnommen werden. Bei Tinten, Lacken, Lösemitteln oder Feinchemikalien können dabei Produktreste austreten und das Gehäuse oder Anlagenumfeld verunreinigen. Je nach Medium entstehen zusätzliche Anforderungen an Reinigung, Schutzkleidung und Entsorgung.
Das QP-Quick-Pack-Filtersystem verfolgt einen anderen Ansatz. Die Filterelemente sind innerhalb eines doppelten Schutzbeutels über einen stabilen Sammeladapter aus Polypropylen zu einer gebrauchsfertigen Einheit zusammengefasst. Ein- und Austrittsstutzen sind Bestandteil des Packs. Das zu filtrierende Medium wird innerhalb dieser Einheit geführt. Beim Filterwechsel lässt sich das komplette, belastete Pack gemeinsam aus dem Edelstahlgehäuse entnehmen. Der direkte Kontakt des Bedienpersonals mit dem Medium wird dadurch deutlich reduziert, gleichzeitig bleibt das Anlagenumfeld sauberer. QP-Quick-Packs stehen je nach Ausführung mit bis zu sieben Filterelementen und in Größen von 5 bis 30 Zoll zur Verfügung. Durch die flexible Bestückung lässt sich das Wechselkonzept an unterschiedliche Anforderungen in Industrie und Labor anpassen.
Weniger Reinigung und Produktverschleppung
Das geschlossene Filterhandling bietet insbesondere dort Vorteile, wo häufige Produkt- oder Chargenwechsel stattfinden oder Medien schwer von Anlagenkomponenten zu entfernen sind. Weil das Prozessmedium innerhalb des Quick-Packs geführt wird, kommt das eigentliche Filtergehäuse nicht oder nur in stark reduziertem Umfang mit dem Produkt in Berührung. Der Reinigungsaufwand am Gehäuse lässt sich dadurch deutlich reduzieren. Nach dem Entfernen des verbrauchten Packs kann das System gespült, mit einer neuen Einheit bestückt und wieder in Betrieb genommen werden.
Gleichzeitig sinkt das Risiko von Produktverschleppungen. Rückstände einer vorherigen Charge können insbesondere bei hochreinen, stark färbenden oder sensiblen Formulierungen die Qualität des nachfolgenden Produkts beeinflussen. Ein geschlossenes Wechselkonzept reduziert Ablagerungen im Filtergehäuse und unterstützt damit reproduzierbare Prozessbedingungen.
Auch die Entsorgung wird vereinfacht: Filterelemente, zurückgehaltene Partikel und anhaftendes Medium verbleiben innerhalb der entnommenen Einheit. Das reduziert offene Kontaminationen beim Transport des verbrauchten Filters und erleichtert die weitere Handhabung.
Für Tinten, Feinchemikalien und sensible Fluide
Besonders deutlich werden die Vorteile der Kombination bei Inkjet-Tinten. Moderne Tinten sind komplexe Fluide aus Pigmenten oder Farbstoffen, Lösemitteln beziehungsweise Wasser sowie unterschiedlichen Additiven. Bereits geringe Mengen zu großer Teilchen, Gelanteile oder Agglomerate können Düsen verengen, die Tröpfchenbildung verändern oder Druckköpfe, Sensoren und Ventile belasten.
Dabei muss die Filtration stets an die jeweilige Formulierung angepasst werden. Funktionale Pigmente oder definierte Nanopartikel können ein gewünschter Bestandteil eines Produkts sein und dürfen nicht pauschal abgeschieden werden. Entscheidend ist deshalb eine anwendungsspezifische Auslegung der Filterfeinheit, um unerwünschte Übergrößen und Fremdpartikel zuverlässig zurückzuhalten.
Ähnliche Anforderungen bestehen in der Feinchemie, bei Lösemitteln, optischen Beschichtungen, transparenten Medien sowie bei ausgewählten Harz- und Vergusssystemen. Überall dort, wo hohe Reinheitsanforderungen auf kritische, schwer zu reinigende oder häufig wechselnde Medien treffen, gewinnen neben der eigentlichen Filterleistung auch das Wechselkonzept, die Reinigung, der Personalschutz und die Entsorgung an Bedeutung. Die Verbindung von Submikron-Tiefenfiltration und geschlossenem Filterhandling macht die Filtration zu einem ganzheitlichen Prozessbaustein – von der präzisen Partikelabscheidung über den stabilen Betrieb bis hin zum sauberen Wechsel des verbrauchten Filterelements.
