Hohlfaser

Schematische Darstellung einer Hohlfaser. 1-Mantel, 2-Kern (hohl)

Unter einer Hohlfaser versteht man eine zylinderförmige Faser, die im Querschnitt einen oder mehrere durchgängige Hohlräume aufweist.

Textilien

In der Textilindustrie werden Hohlfasern als Dämmmaterial oder wegen Ihrer Kapillarkräfte als saugfähiges Füllmaterial hergestellt.

Optik

In der Optik dienen Hohlfasern als Lichtleiter, siehe Glasfaser.

Membrantechnik

In der Membrantechnik werden Hohlfasern (auch Kapillarmembran oder Hohlfäden genannt) mit teildurchlässigen Strukturen hergestellt, so dass die Wände der Faser als Membran wirken. Zum Aufbau von Filtermodulen werden Hohlfasern mit einer Länge zwischen 25 und über 100 cm zu Modulen von bis zu vielen Quadratmetern Filterfläche zusammengefasst, und an beiden Enden gegen hydraulischen Kurzschluss vergossen (gepottet).

Skizze zur Erläuterung des Nassspinnverfahrens von Hohlfasermembranen

Hohlfasermembranmodule

Herstellung

Hohlfasermembranen bestehen heute meist aus Polyethersulfon, Polysulfon oder Polyacrylnitril (PESU, PSU, PAN). Aber auch Keramik oder Sintermetall kommen zum Einsatz. Polymerfasern werden in der Regel mittels Phaseninversion im Nassspinnverfahren hergestellt. Teilweise werden sie auch gesintert (PTFE, PP, PE) oder extrudiert und verreckt.

Anströmung

Man kann Hohlfasermembranen grundsätzlich auf zwei Arten und in zwei Richtungen anströmen:

• Cross-Flow-Filtration (Gegenstromprinzip) wobei sie durch den Pinch-Effekt eine gewisse Selbstreinigung erfahren (nur bei In - Out).
• Dead-End-Filtration was energetisch günstiger ist.
• In - Out (Dialysator; Saftfiltration)
• Out - In (Membranbelebungsreaktor)

Die Wahl der Verfahren und deren Kombination ist abhängig von der zu erwartenden Fracht und der Partikelgröße.

Einsatzgebiete

• Mikrofiltration
• Ultrafiltration
• Nanofiltration
• Gastrennung
• Dialyse

In der Trinkwasseraufbereitung und der Abwasserbehandlung (MBR) aber auch in der Bioverfahrenstechnik sind sie von zunehmender Bedeutung.

Literatur

• Munir Cheryan: Handbuch Ultrafiltration, B. Behr's Verlag GmbH&Co, Hamburg 1990, ISBN 3-925673-87-3

Weblinks

• Polyvinylpyrrolidone for Membrane Applications