Fraunhofer-Gesellschaft

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Kostengünstige Flachmembranen aus Keramik - Herstellung und Leistungsdaten

Economic ceramic flat membranes - manufacture and properties
 
: Richter, H.-J.; Adler, J.; Lenk, R.; Westerheide, R.; Herterich, U.; Stroh, N.

Keramische Zeitschrift 54 (2002), No.2, pp.102-106
ISSN: 0023-0561
German
Journal Article
Fraunhofer IGB ()
Fraunhofer IWM ()
Fraunhofer IKTS ()
Keramik; filtration; Membran; co-firing; Kostenreduktion

Abstract
Im Rahmen einer interdisziplinären Kooperation der Fraunhofer Institute IWM, IKTS und IGB wurden neue, gewellte keramische Flachmembranen für die Mikro- und Ultrafiltration entwickelt. Über ein Foliengießverfahren wird ein Mehrschichtaufbau mit selektiven Schichten unterschiedlicher Porengrößen erzeugt. Nachfolgende Präge- und Laminierprozesse der flexiblen Folien führen zu einem planaren Multikanalelement mit äußerer Membranschicht. Diese Multikanalelemet-Einheit kann als Gesamtes in einem einzigen thermischen Prozess gebrannt werden, was zusammen mit den angewandten kontinuierlichen Fertigungsverfahren zu erheblich niedrigeren Herstellungskosten als bei herkömmlichen keramischen Membranen führt. Außerdem kann durch die spezielle Geometrie der gewellten Flachmembran eine um etwa 5-mal höhere Membranflächendichte als bei rohrförmigen Multikanalelementen erzielt werden. Aufgrund der außen liegenden Membran ist eine besonders gute Reinigung und Rückspülbarkeit gewährleistet. Aus Festigkeitsuntersuchungen lässt sich ein maximal möglicher Rückspüldruck von bis zu 10 bar berechnen.

 

Novel, corrugated ceramic flat membranes for micro- and ultrafiltration applications have been developed in the framework of an interdisciplinary cooperation between the Fraunhofer institutes IWM, IKTS and IGB. A multi-layer membrane with up to three layers of different pore sizes was produced by means of the green-in-green tape casting technique. Subsequent processes of structuring and lamination of the flexible green tapes lead to the development of a planar multichannel plate unit with membrane layer(s) on the outside. The entire multichannel plate unit can be sintered in a single firing cycle. This process, together with continuous manufacturing processes, leads to much lower manufacturing costs compared to those of standard ceramic membranes. In addition, the specific geometry of the corrugated ceramic flat membrane leads to a specific membrane area which is five times larger than that of common ceramic multichannel tubes. The membrane on the outside allows a very good cleaning and backflushing behaviour. Based on investigations on mechanical stability, maximum backflushing pressures of up to 10 bars are calculated.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/B-74541.html