Dr. Peter Schwarz
Am Beispiel einer Molkerei wird deutlich, welch hohen Stellenwert Sterilfilter für die Produktsicherheit haben. Der Bedarf an steriler Druckluft wird in den Molkereien meist aus dem Werkluftnetz gedeckt, in dem man sie durch die Sterilfilter schickt, die in ihrem Tiefenfiltermedium Keime, Hefen, Pilze, Bakteriophagen und Viren zuverlässig zurückhalten müssen. Eine Molkerei mit einer Jahreskapazität von einer Milliarde Liter Milch setzt in den Produktionsanlagen rund 200 Sterilfilter ein. Ähnliche Zahlen werden in größeren Unternehmen der Biotechnologie und der Pharmaindustrie erreicht: Zu jedem Fermenter und jedem Vorratsbehälter gehört (mindestens) ein Sterilfilter, der Mikroorganismen aus dem Produktionsprozess fern hält.
Die Filterelemente müssen sterilisiert werden, da die im Filtermedium zurückgehaltenen Keime lebende Organismen sind. Werden sie nicht abgetötet, vermehren sie sich und wachsen durch das Filtermedium hindurch – mit erheblichen wirtschaftlichen Folgen für die Produktion. Die regelmäßige Sterilisation der Filterelemente – meist mit Sattdampf – ist daher zwingend erforderlich. 30 Sterilisationsstunden oder 50 bis 70 Zyklen à 30 Minuten mit Sattdampf von max. 1 bar gelten zur Zeit als Erfahrungswert der Molkereien für die Lebensdauer der Filterelemente.
Donaldson hat bei der Entwicklung der Sterilfilterbaureihe P-SRF N neben der absoluten Prozesssicherheit der Verlängerung der Standzeit besondere Priorität eingeräumt, da die Wirtschaftlichkeit des Filtrationsprozesses davon entscheidend abhängt. Aus der Parallelentwicklung der Ultra-Filter für die Druckluftaufbereitung im industriellen Bereich ergaben sich Synergien, die es ermöglichten, auch bei den Sterilfiltern einen optimal niedrigen Differenzdruck über die gesamte Betriebsdauer zu erzielen.
Allerdings gelten in der Prozessfiltration ganz andere Anforderungen als in der Industriefiltration, auch wenn die Filtrationsprinzipien durchaus vergleichbar sind. Der markanteste Unterschied: Es steht weniger die Energieeffizienz im Vordergrund als vielmehr die Betriebssicherheit – eine nachvollziehbare Priorität, wenn man sich die sensiblen Anwendungsbereiche von Prozessfiltern vergegenwärtigt.
Unter diesen Maßgaben hat Donaldson die Prozess-Sterilfilterelemente der Baureihe P-SRF N entwickelt. Die Messlatte dafür lag hoch, denn die bestehende P-SRF-Baureihe hat sich in zahlreichen Anwendungsbereichen bestens bewährt. Die Entwickler erschlossen dennoch genügend Optimierungspotenzial, um den Anwendern einen höheren Nutzen zu liefern.
So kommt bei der Baureihe P-SRF N beispielsweise ein neu entwickeltes Filtermedium zum Einsatz. Das modifizierte Borosilikatvlies zeichnet sich durch eine hohe Rückhaltung von Bakterien, Phagen und Viren aus: Im Bereich von 0,2 bis 0,3 µm, dem für einen Sterilluft-Tiefenfilter kritischsten Bereich, garantiert Donaldson eine Abscheideleistung von 99,99998 %. Diese Rückhalterate gewährleistet höchste Sicherheit für alle aseptischen Prozess-Anwendungen von Druckluft sowie bei der Sterilluftaufbereitung zur Belüftung von Tanks und Fermentern. Durch die Plissierung des Filtermediums – dieses konstruktive Merkmal wurde von den Ultra-Filtern für die Industriefiltration übernommen – vergrößert sich die nutzbare Filterfläche im Vergleich zur vorherigen Baureihe um das Sechsfache. Das Ergebnis: Es wird eine sehr hohe Filtrationsfläche erreicht, und der Differenzdruck bleibt über lange Einsatzzeiträume stabil. Auch andere konstruktive Details tragen dazu bei, dass der Differenzdruck der Filter extrem gering ist. In Vergleichstest wurden Werte gemessen, die bis zu 50 % unter denen von Wettbewerbselementen lagen. Das hat positive Auswirkungen nicht nur auf den Energiebedarf, sondern auch auf die Standzeit: Durch die höhere Aufnahmekapazität des Mediums, das die Partikel zurückhält, muss man die Elemente seltener austauschen.
