Wellenmuster für keramische Filter

Keramische Filter sind zwar noch teuer, besitzen jedoch technisch interessante Eigenschaften. Werden die weichen keramischen Folien umgeformt, reißen sie leicht. Auf der Messe Ceramitec in München überträgt eine Maschine ihr Wellenmuster kontinuierlich und sanft.

Flüssigkeiten müssen in vielen Bereichen der Industrie filtriert werden: Frisch- und Abwässer, Fruchtsäfte, Milch oder Bier in der Lebensmittelindustrie ebenso wie Lösungen verschiedenster Art in der chemischen Industrie. Filter aus Keramiken sind zwar noch deutlich teurer als solche aus Kunststoffen, doch besitzen sie einige Vorteile: Sie sind härter und robuster, halten länger und verstopfen nicht so leicht. Aggressiven Lösungen und heißen Reinigungsmitteln halten sie besser stand. Ein wesentlicher Nachteil gegenüber Kunststoffen ist jedoch, dass sie aufwendiger gefertigt werden müssen. Kontinuierlich am laufenden Band und kostengünstig sind daher auch hier die Schlagworte für neue Fertigungskonzepte. Eine Herausforderung besteht darin, die noch weichen Grünfolien aus Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid vor dem Sintern in Form zu bringen oder zu strukturieren. Bei Kunststoffen und Papier gelingt dies leicht – Folien aus Keramikmassen dagegen reißen schnell oder werden gequetscht. Ein neues Verfahren überwindet solche Probleme. Eine Maschine, die Grünfolien schonend und kontinuierlich ein Wellenmuster einprägt, kann auf der Ceramitec in München in Augenschein genommen werden: vom 16. bis 20. September in Halle A1 am Stand 438.

„Die Folie läuft über eine beheizbare Trommel mit gewellter Oberfläche“, erläutert Dr. Hans-Jürgen Richter vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe IKTS den zentralen Teil der Maschine. „Das Wesentliche ist ihre behutsame Arbeitsweise: Bewegliche, stegartige Faltwerkzeuge pressen die empfindliche Grünfolie ohne Zugspannung in die Wellentäler der rotierenden Trommel. Unterstützt von Wärme wird so das Muster dauerhaft übertragen.“ In einem nachfolgenden Schritt verbindet die Maschine die strukturierte mit einer zweiten, flachen Folie. Der an Wellpappe erinnernde Aufbau gewährleistet nicht nur eine höhere Festigkeit als bei ebenen Filtern. Zu einem Modul zusammengebaut, wird ein wesentlich günstigeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen erreicht. Dies führt zu entsprechend hohen Filtriergeschwindigkeiten.

Die Maschine dürfte neben Herstellern von keramischen Filtern und kompletten Membrananlagen auch Vertreter anderer Branchen interessieren. Dabei denken die IKTS-Forscher beispielsweise an dichte, nicht poröse Keramiken. „Bei Wärmetauschern etwa steht die Temperaturbeständigkeit noch stärker im Vordergrund als bei Filtern“, betont Richter. „Die Möglichkeit, Sandwichstrukturen mit vielen Kanälen kontinuierlich zu fertigen, eröffnet auch hier neue Perspektiven.“

Ansprechpartner: Dr. Hans-Jürgen Richter, Tel. 0351 – 2553-557, Fax -145, hans.j.richter@ikts.fraunhofer.de