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Abschlussbericht AiF-FV 13733N
ca. 70 %, für τW von 40 Pa von ca. 60 % und für τW von 60 Pa von nur ca. 50 % erreicht.
Eine Abgrenzung zu den anderen Wandschubspannungen stellte τW von 80 Pa mit einer
Ausbeute von über 80 % dar. Diese Ergebnisse lassen sich wiederum dadurch erklären,
dass bei kleineren Wandschubspannungen die Deckschicht nicht ausreichend abgetragen
werden kann, wohingegen bei höheren Wandschubspannungen es zu einer Ausbildung einer
kompakten und wenig porösen Deckschicht kommt, durch die das CMP nicht vollständig permeieren
kann.
Fazit
Mit zunehmender Wandschubspannung nimmt der Volumenstrom ab, da es dabei zu einer
Klassierung der Partikel nach der Größe kommt. Größere Partikel werden abgetragen, was
zu einer Anreicherung kleinerer Partikel an der Membran und somit zu einer dichteren Deckschicht
führt. Bei zu kleinen Wandschubspannungen dagegen können die Partikel nicht ausreichend
abgetragen werden. Für einen effizienten Fraktionierungsprozess sollte deshalb
eine mittlere Wandschubspannung genutzt werden. Demzufolge hat sich τW von 80 Pa als
optimale Wandschubspannung für die Gewinnung von CMP erwiesen. Hierbei werden die
höchsten Massenströme erreicht wurden und auch die höchste Ausbeute an CMP erzielt
werden konnte.
Zusammenhang zwischen ΔpTM und τW
In diesem Kapitel werden die Zusammenhänge der Prozessparameter ΔpTM und τW auf den
Flux, die Permeation sowie die CMP-Ausbeute betrachtet. Bild 3-25 zeigt ein dreidimensionales
Diagramm, in dem der Flux über die Wandschubspannung und die transmembrane
Druckdifferenz aufgetragen ist. Aus der Abbildung folgt, dass der Flux mit zunehmender
Druckdifferenz konstant ansteigt. Bei großen Druckdifferenzen wird ein sehr hoher Flux erzielt,
jedoch kann der Flux dabei nicht lange aufrechterhalten werden. Dagegen bleibt der
Flux bei geringeren Druckdifferenzen über die gesamte Diafiltrationsdauer konstant.
Bei größeren transmembranen Druckdifferenzen erreicht der Flux bei hohen Wandschubspannungen
seine höchsten Werte, da aufgrund der erhöhten Scherung die Dicke der Deckschicht
geringer wird. Bei niedrigen transmembranen Druckdifferenzen dagegen steigt der
Flux mit abnehmender Wandschubspannung an. Dieses Verhalten erklärt sich dadurch,
dass bei höheren Wandschubspannungen größere Partikel von der Ablagerungsschicht abgetragen
werden und damit eine dichtere Deckschicht entsteht, welche einen höheren Permeationswiderstand
darstellt.
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