Es scheint logisch, dass ein Filter die kleinsten Partikel am schwersten zurückhält. Bei Medien aus Borosilikat-Mikrofaser stimmt das nicht. Partikel deutlich unter 0,1 µm werden sehr effizient abgeschieden — ebenso Partikel über 1 µm. Die Schwachstelle liegt dazwischen, bei etwa 0,3 µm. Dieser Größenbereich heißt Most Penetrating Particle Size, kurz MPPS.
Zwei Familien von Abscheidemechanismen
Größere Partikel und Tropfen haben genug Impuls, um die Stromlinien des Gases zu verlassen. Oberhalb von etwa 1 µm treffen sie durch Trägheitsabscheidung auf Fasern; zwischen rund 0,3 und 1 µm folgen sie dem Gasstrom, kommen einer Faser aber nahe genug, um sie zu berühren — direkte Interzeption, die eintritt, wenn ein Partikel bis auf seinen halben Durchmesser an eine Faser herankommt. Beide Mechanismen werden mit kleiner werdenden Partikeln schwächer.
Sehr kleine Partikel verhalten sich anders. Unterhalb von etwa 0,3 µm ist ihre Masse so gering, dass sie nicht mehr den üblichen Gesetzen bewegter Körper folgen. Sie bewegen sich zufällig in alle Richtungen — Brownsche Bewegung — und dieser Zickzackweg erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Faserkontakts stark. Je kleiner das Partikel, desto stärker seine Bewegung und desto höher die Abscheidewahrscheinlichkeit.
Warum Prüfverfahren 0,3–0,6 µm verwenden
Da die MPPS der ungünstigste Fall ist, beaufschlagen die Standardprüfverfahren für Hochleistungsfilter — der DOP-Test und der Natriumflammentest — Filter mit Partikeln im Bereich von 0,3 bis 0,6 µm. Sie sollen einen Filter unter seinen härtesten Bedingungen bewerten. Ein Filter, der hier gut abschneidet, scheidet ober- und unterhalb dieses Bereichs noch besser ab.
| Partikelgröße | Dominierender Mechanismus | Abscheidetendenz |
|---|---|---|
| 20–50 µm | Sedimentation (bei geringer Geschwindigkeit) | Hoch |
| > 1 µm | Trägheitsabscheidung | Hoch, steigt mit Größe und Geschwindigkeit |
| 0,3–1 µm | Direkte Interzeption | Mittel |
| ≈ 0,3 µm | Übergangszone (MPPS) | Am geringsten |
| < 0,3 µm | Diffusion / Brownsche Bewegung | Hoch, steigt mit abnehmender Größe |
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Die Geschwindigkeit verschiebt das Gleichgewicht
Die Größenbereiche sind nicht fest. Steigt die Gasgeschwindigkeit, verliert die Sedimentation bei großen Partikeln an Bedeutung — sie bleiben in Schwebe —, während die Trägheitsabscheidung wirksamer wird. Diffusion braucht dagegen Verweilzeit: Bei höherer Anströmgeschwindigkeit haben kleine Partikel weniger Zeit, auf eine Faser zu treffen. Das ist ein Grund, warum ein für den tatsächlichen Volumenstrom zu kleines Gehäuse an Abscheidegrad verlieren kann und warum wir Gehäuse nach dem Betriebsvolumenstrom auslegen (siehe Filterauslegung bei Hochdruckgas).
Sie brauchen Hilfe bei der Wahl der richtigen Elementqualität?
- Größere Partikel und Tropfen haben genug Impuls, um die Stromlinien des Gases zu verlassen.
- Da die MPPS der ungünstigste Fall ist, beaufschlagen die Standardprüfverfahren für Hochleistungsfilter — der DOP-Test und der Natriumflammentest — Filter mit Partikeln im Bereich von 0,3 bis 0,6 µm.
- Die Größenbereiche sind nicht fest.
Was das für die Elementauswahl bedeutet
- Feines Ölaerosol aus Kompressoren liegt überwiegend im Submikronbereich — wählen Sie einen Endkoaleszer wie RF-C-51230-HE.
- Hochreine Anwendungen (Analysatoren, Instrumentengas, Halbleiter) nutzen UX- oder AX-Qualitäten als Endstufe.
- Hohe Aerosolbeladung wird aufgeteilt: zuerst ein ST- oder PF-Vorkoaleszer, dann HE — das schützt die Feinstufe und hält den Differenzdruck niedrig.
- Trockene Partikel übernehmen RF-P Partikelelemente nach demselben Mikrofaserprinzip.
Den vollständigen Hintergrund fasst unsere Technical Note „Warum Borosilikat-Mikrofaser?“ (PDF) zusammen; alle Element- und Gehäusedatenblätter finden Sie in der Download-Bibliothek.
Zum Engineering-Auslegungstool → oder senden Sie uns Ihre Betriebsdaten — wir antworten mit einer konkreten R+F-Konfiguration.
