Membranen bestehen oft aus sehr dünnen Kunststoffschichten, die nicht einmal so dick sind wie ein Blatt Papier. Bei der Reinigung ist daher besondere Vorsicht geboten, damit beispielsweise Spannungsrisse in der polymeren Membranschicht vermieden und die Durchlässigkeit der Oberflächen nicht beeinträchtigt werden.
Ob die Membranreinigung erfolgreich ist, hängt sowohl von der Effektivität der einzelnen Reinigungskomponenten als auch von der Anwendung ab. Bei der Erstellung des Reinigungsplans sollten die Faktoren des Sinnerschen Kreises (Zeit, Mechanik, Chemie, Temperatur) optimal abgestimmt und hinsichtlich besonderer Anforderungen angepasst werden.
Zeit
Der Faktor Zeit kann je nach Anforderung einfach verändert werden. Es besteht zum Beispiel die Möglichkeit, die Kontaktzeit der Reinigungslösungen zu verlängern oder Reinigungsdurchgänge mehrmals zu wiederholen, um Verunreinigungen schrittweise zu entfernen. Außerdem kann zwischen sauren, alkalischen oder enzymatischen Reinigungsschritten hin und her gewechselt werden. Membranreinigungen dauern üblicherweise bis zu 4 Stunden.
Mechanik
Bei der Membranreinigung wird der Durchfluss durch die vorhandenen Pumpen bestimmt. Die mechanische Einwirkung kann nicht verändert werden, ohne dass ein Wechsel der Pumpen stattfindet. Hierzu sind die Anweisungen des Pumpenherstellers zu befolgen.
Chemie
Der Chemieeinsatz ist bei der Membranreinigung in einigen Punkten eingeschränkt. Die Auswahl des Produktes sowie die Konzentration sind abhängig von den Materialien der Membranen sowie von den Herstellervorgaben. Der Membrantyp ist entscheidend für die Bestimmung des korrekten Reinigungsverfahrens.
Ist eine Verunreinigung schwer zu entfernen, erhöhen wir üblicherweise im ersten Schritt die Laugekonzentration auf 2-3%. Bei der Membranreinigung jedoch ist dieses Vorgehen nicht möglich, da zum Schutz der Membranen die pH-Wert-Toleranz beachtet werden muss.
Entschäumer sollten bei der Membranreinigung nie verwendet werden, da sie fast immer an polymeren Membranen haften bleiben und somit die Durchlässigkeit beeinträchtigen. Außerdem ist es sehr schwierig, Entschäumer von Membranoberflächen zu entfernen.
TFC-Membranen (Thin Film Composite) bestehen aus einer sehr dünnen Polyamid-Schicht und Polysulfon. Während Polysulfon-Membranen mit Chlor gereingt werden können, ist Chlor selbst in sehr niedrigen Konzentrationen für Polyamid ungeeignet. In diesem Fall ist der Einsatz von enzymatischen Reinigern die einzige Möglichkeit, Proteine von einer TFC-Membran für Umkehrosmose zu entfernen.
Die meisten Membranen, die in Molkereien eingesetzt werden, bestehen aus Kunststoff. Dies stellt große Herausforderungen für die Reinigung dar, da Tenside Spannungsrisse verursachen und Lösungsmittel die Klebestoffe auflösen können, sodass die Membranen nicht mehr zusammengehalten werden. Die zulässige pH-Wert-Toleranz liegt bei den meisten Kunststoff-Membranen in einem Bereich von 1-12. Es wird jedoch empfohlen, im Bereich von 1,8-11,5 zu bleiben.
Sollte es Unklarheiten bei der Wahl der geeigneten Chemie geben, ist es empfehlenswert, sowohl den Membranhersteller als auch ein namhaftes Reinigungsunternehmen zu Rate zu ziehen.
Temperatur
Die Wahl der Einsatztemperatur ist bei der Membranreinigung sehr eingeschränkt. Polymere oder Kunststoff-Membranen können generell bei maximal 57°C gereinigt werden. Die meisten Hersteller empfehlen sogar eine Reinigungstemperatur unter 50°C.
Die erfolgreiche Entfernung von Fetten und Ölen wird auch von der Reinigungstemperatur bestimmt. Zur Verseifung von Fetten mit Lauge wird eine Temperatur von über 65°C benötigt. Für polymere Membranen ist diese Temperatur allerdings zu hoch. Eine begrenzte Menge an Lauge mit einem gepufferten pH-Wert in Kombination mit geeigneten Tensiden ist die richtige Wahl für die Entfernung von Fettrückständen.
Werden Tenside ins Wasser gegeben, ionisieren sie und können aufgrund ihrer spezifischen Ladung an Fetten und Ölen haften und sie schließlich im Wasser lösen. Aufgrund dieser Reaktion werden sie verwendet, um Fette und Öle von Membranen zu entfernen. Bildet sich jedoch Schaum während der Membranreinigung, ist dies ein Zeichen dafür, dass die Tenside die Oberflächenspannung mindern. Indem Reinigungsmittel mit nicht-ionischen Tensiden gewählt werden, kann dies vermieden werden.
Lösungen für die Membranreinigung von Diversey
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- Grundlagenwissen zu Membranen
- Verschiedene Arten der Membrananlagen
- Membrantypen und ihre Einsatzbereiche
- Membranmaterialien für Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und umgekehrte Osmose
- Temperatur- & pH-Wert-Einschränkungen bei verschiedenen Membranen und Komponenten
- Chemie zur Reinigung von Membranen
