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Standards & Performance31. Oktober 20266 Lesezeit

Warum die „Porengröße“ der falsche Maßstab für ein Koaleszenz-Filterelement ist

Viele Datenblätter nennen eine „Porengröße“ in Mikron. Bei einem tiefenbeladenen Koaleszenzelement aus Borosilikat-Mikrofaser ist diese Zahl nahezu bedeutungslos. Hier erfahren Sie, warum — und was Sie stattdessen vergleichen sollten.

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RF-C Koaleszenz-Filterelement aus Borosilikat-Mikrofaser

Zusammenfassung

Elemente aus Borosilikat-Mikrofaser sind Tiefenfilter aus zufällig geschichteten Faserlagen. Partikel und Aerosole werden abgeschieden, wenn sie auf eine Faser treffen, und dort von zwischenmolekularen Kräften (Van-der-Waals-Kräften) gehalten. Größe und Form der Zwischenräume sind daher nicht entscheidend. Vergleichen Sie Elemente über den Abscheidegrad bei definierter Partikelgröße: Alle R+F-Mikrofaserqualitäten sind bei 0,01 µm angegeben, von 90 % (PF) bis 99,99998 % (AX).

„Welche Porengröße hat dieses Element?“ ist eine der häufigsten Fragen, die wir bekommen. Sie klingt logisch — ein Sieb mit kleineren Löchern hält kleinere Partikel zurück. Ein Koaleszenzelement aus Borosilikat-Mikrofaser ist aber kein Sieb. Es ist ein Tiefenfilter, und bei einem Tiefenfilter sagt eine „Porengröße“ sehr wenig darüber aus, was tatsächlich in Ihren Prozess gelangt.

Ein Tiefenfilter hat keine definierten Poren

Glasmikrofasermedien bestehen aus vielen tiefen Lagen zufällig abgelegter Fasern. Es gibt kein regelmäßiges Gitter und keine einheitliche Öffnungsweite. Die Zwischenräume zwischen den Fasern sind von Stelle zu Stelle verschieden und vielerorts deutlich größer als die Partikel, die das Element abscheidet. Würde das Element nur sieben, gingen feine Aerosole einfach hindurch.

Stattdessen wird ein Partikel abgeschieden, wenn es mit einer Faser kollidiert. Sobald es die Faser berührt, wird es dort von zwischenmolekularen Kräften gehalten — den Van-der-Waals-Kräften. Diese Kräfte sind weitgehend unabhängig davon, woraus das Partikel besteht, und von äußeren Bedingungen wie relativer Feuchte oder Temperatur. Das Element ist darauf ausgelegt, die Wahrscheinlichkeit dieser Kollision über die gesamte Tiefe des Mediums zu maximieren.

Kernaussage: Da die Abscheidung von Kollisionen mit Fasern abhängt und nicht von der Größe der Zwischenräume, ist es nicht sinnvoll, ein Mikrofaserelement über eine „Porengröße“ zu beschreiben. Entscheidend ist der geprüfte Abscheidegrad bei einer definierten Partikelgröße.
Ein Tiefenfilter hat keine definierten Poren
Glasmikrofasermedien bestehen aus vielen tiefen Lagen zufällig abgelegter Fasern.

Wie Partikel tatsächlich die Faser erreichen

Vier Mechanismen bringen Partikel in Kontakt mit den Fasern, jeder dominiert in einem anderen Größenbereich: Sedimentation bei großen Tropfen, Trägheitsabscheidung oberhalb von etwa 1 µm, direkte Interzeption zwischen rund 0,3 und 1 µm und Diffusion (Brownsche Bewegung) unterhalb von 0,3 µm. Ausführlich erklären wir sie in unserem Beitrag zu den vier Abscheidemechanismen. Zusammen ermöglichen sie es Borosilikat-Mikrofaser, Aerosole von über 50 µm bis unter 0,01 µm abzuscheiden.

> 50 µm
Obere Grenze des Abscheidebereichs
< 0,01 µm
Untere Grenze des Abscheidebereichs
≈ 0,3 µm
Am schwersten abscheidbare Partikelgröße
0
Vom Medium aufgenommene Flüssigkeit

Was Sie statt der Porengröße vergleichen sollten

Ein sinnvoller Vergleich braucht drei Angaben: den Abscheidegrad in Prozent, die Partikelgröße, auf die er sich bezieht, und das Prüfverfahren. Ein Prozentwert ohne Partikelgröße ist genauso unvollständig wie eine Porengröße. R+F gibt den Abscheidegrad jeder Borosilikat-Mikrofaserqualität bei 0,01 µm an, sodass die Qualitäten direkt vergleichbar sind:

QualitätAbscheidegradTypischer Einsatz
AX99,99998 % @ 0,01 µmUltrafeine Endstufe
UX99,9999 % @ 0,01 µmHochrein-Endstufe
HE99,99 % @ 0,01 µmStandard-Endkoaleszenz
ME99,5 % @ 0,01 µmZwischenstufe
ST95 % @ 0,01 µmVorkoaleszenz, lange Standzeit
PF90 % @ 0,01 µmVorfiltration, geringster Δp

Die Qualität wird nach der Position im System gewählt: ST oder PF als Vorkoaleszer, der den Großteil der Aerosolbeladung bei geringem Differenzdruck übernimmt, HE als Standard-Endkoaleszer — zum Beispiel RF-C-51230-HE — und UX oder AX, wo nachgeschaltete Anlagen höchste Reinheit benötigen. Partikelelemente wie RF-P-51230-HE folgen demselben Prinzip für trockene Partikel.

⚠ Achtung: Eine Angabe „1 µm“ oder „0,1 µm“ auf einem Wettbewerbselement kann eine nominale Porengröße, eine absolute Feinheit aus einem Flüssigkeitstest oder ein Abscheidegrad bei einer anderen Partikelgröße sein. Fragen Sie vor dem Vergleich nach — unsere Lösungsseite zu irreführenden Mikron-Angaben listet die passenden Fragen auf.

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Warum die Prüfpartikelgröße wichtig ist

Standardprüfverfahren für Hochleistungsfilter wie der DOP-Test und der Natriumflammentest beaufschlagen Filter bewusst mit Partikeln im Bereich von 0,3 bis 0,6 µm. Das liegt nahe an der am schwersten abscheidbaren Partikelgröße, bei der weder Trägheit und Interzeption noch Diffusion voll wirken. Mehr dazu in MPPS — warum 0,3 µm am schwersten zu filtern ist.

Key Takeaway
  • mit einer Faser kollidiert
  • Vier Mechanismen bringen Partikel in Kontakt mit den Fasern, jeder dominiert in einem anderen Größenbereich: Sedimentation bei großen Tropfen, Trägheitsabscheidung oberhalb von etwa 1 µm, direkte Interzeption zwischen rund 0,3 und 1 µm und Diffusion (Brownsche Bewegung) unterhalb von 0,3 µm.
  • Abscheidegrad in Prozent
  • Standardprüfverfahren für Hochleistungsfilter wie der DOP-Test und der Natriumflammentest beaufschlagen Filter bewusst mit Partikeln im Bereich von 0,3 bis 0,6 µm.

Praxis-Checkliste

  • Immer Abscheidegrad und Partikelgröße erfragen, nie nur eines von beiden.
  • Prüfen, ob eine Mikron-Angabe eine Porengröße, eine absolute Flüssigkeitsfeinheit oder ein Gas-Abscheidegrad ist.
  • Den Anfangsdifferenzdruck bei Ihrem tatsächlichen Volumenstrom vergleichen, nicht nur den Abscheidegrad.
  • Die Qualität nach Position wählen: Vorkoaleszer, Endkoaleszer oder Hochreinstufe.
  • Laden Sie unsere Technical Note „Warum Borosilikat-Mikrofaser?“ (PDF) herunter oder finden Sie alle Datenblätter in der R+F-Download-Bibliothek.
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