Glasmikrofasermedien bestehen aus tiefen Lagen zufällig abgelegter Fasern. Während Aerosole das Medium durchströmen, werden sie an den Fasern abgeschieden. Dabei arbeitet keine einheitliche „Lochgröße“ — vier getrennte physikalische Mechanismen bringen Tropfen und Partikel in Kontakt mit einer Faser. Jeder ist in einem anderen Partikelgrößenbereich am stärksten, und zusammen ermöglichen sie es Borosilikat-Mikrofaser, Aerosole von über 50 µm bis unter 0,01 µm abzuscheiden.
1. Sedimentation
Sind die Geschwindigkeiten im Filterelement sehr gering, können größere Aerosole — meist 20 bis 50 µm Durchmesser — schon vor dem Medium aus dem Gasstrom fallen. Erreichen sie das Medium, fallen sie beim Durchströmen weiter. Diese vertikale Bewegung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass sie auf eine Faser treffen und abgeschieden werden.
2. Trägheitsabscheidung
Aerosole über etwa 1 µm haben so viel Impuls, dass sie dem Gas nicht um eine Faser herum folgen. Das Gas weicht aus; der Tropfen fliegt geradeaus weiter und prallt auf die Faser. Die Trägheitsabscheidung wird mit zunehmender Partikelgröße und Gasgeschwindigkeit wirksamer.
3. Direkte Interzeption
Partikel im Bereich von etwa 0,3 bis 1 µm folgen den Stromlinien des Gases. Einige dieser Stromlinien führen sehr nah an einer Faser vorbei. Kommt ein Partikel bis auf seinen halben Durchmesser an eine Faser heran, berührt es sie und wird gehalten — das ist Interzeption.
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4. Diffusion (Brownsche Bewegung)
Partikel unter etwa 0,3 µm verhalten sich nicht mehr wie kleine Tropfen. Ihre Masse ist so gering, dass sie nicht den üblichen Gesetzen bewegter Körper folgen; Gasmoleküle stoßen sie hin und her, und sie bewegen sich in zufällige Richtungen. Diese Brownsche Bewegung macht einen Faserkontakt wahrscheinlicher — und je kleiner das Partikel, desto stärker der Effekt. Wo sich Diffusion und Interzeption überlappen, um 0,3 µm, liegt die am schwersten abscheidbare Partikelgröße.
| Mechanismus | Typischer Größenbereich | Wird stärker bei |
|---|---|---|
| Sedimentation | ≈ 20–50 µm | Geringer Geschwindigkeit, großen Tropfen |
| Trägheitsabscheidung | > 1 µm | Höherer Geschwindigkeit, größeren Partikeln |
| Direkte Interzeption | ≈ 0,3–1 µm | Feinen Fasern, dichtem Medium |
| Diffusion | < 0,3 µm | Kleineren Partikeln, längerer Verweilzeit |
Warum die Geschwindigkeit für die Auslegung zählt
Die genannten Größenbereiche verschieben sich mit der Gasgeschwindigkeit. Steigt sie, spielt die Sedimentation für große Tropfen eine kleinere Rolle, weil sie in Schwebe bleiben, während die Trägheitsabscheidung stärker wird. Diffusion braucht Verweilzeit, daher werden sehr feine Partikel bei zu hoher Anströmgeschwindigkeit schlechter abgeschieden. Höhere Geschwindigkeit erhöht außerdem den Differenzdruck und kann koaleszierte Flüssigkeit wieder mitreißen. Deshalb werden Gehäuse und Elemente nach dem tatsächlichen Volumenstrom bei Betriebsdruck ausgelegt — nicht nach einem Katalogwert in Nm³/h. Unser Engineering-Auslegungstool übernimmt diese Umrechnung.
- Sind die Geschwindigkeiten im Filterelement sehr gering, können größere Aerosole — meist 20 bis 50 µm Durchmesser — schon vor dem Medium aus dem Gasstrom fallen.
- Aerosole über etwa 1 µm haben so viel Impuls, dass sie dem Gas nicht um eine Faser herum folgen.
- Partikel im Bereich von etwa 0,3 bis 1 µm folgen den Stromlinien des Gases.
- Partikel unter etwa 0,3 µm verhalten sich nicht mehr wie kleine Tropfen.
Vom Mechanismus zum Produkt
Alle R+F-Koaleszenz- und Partikelelemente nutzen dieses Borosilikat-Mikrofaserprinzip. Der Standard-Endkoaleszer RF-C-51230-HE ist mit 99,99 % @ 0,01 µm angegeben; das passende Partikelelement RF-P-51230-HE schützt vor trockenen Partikeln. Bei den Größen 51 × 230 und 51 × 476 beträgt der Außendurchmesser 62,5 ± 1,5 mm für Koaleszenz- und 58 ± 1,5 mm für Partikelelemente; Standard-Koaleszenzelemente arbeiten von −50 bis +150 °C, innerhalb der Grenze des Gehäuses.
Laden Sie die Technical Note „Warum Borosilikat-Mikrofaser?“ (PDF) als zweiseitige Zusammenfassung herunter oder finden Sie alle Datenblätter in der Download-Bibliothek.
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