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Fachartikel aus Labor, Analytik und Qualitätskontrolle

01.10.2014

TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik Bestimmung der Abscheidewirkung von faserförmigen Filtermedien gegenüber ultrafeinen Partikeln

Albert Hellmann, Dr. Kilian Schmidt, TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik
Christoph Thele, Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA)


Die Abscheidung gering konzentrierter ultrafeiner Partikel an mikrostrukturierten Medien wurde untersucht. Zunächst wurde eine Reihe verschiedener Filtermedien in ihren Gesamt- und Fraktionsabscheidegraden bewertet. Für ein exemplarisches Filtermedium werden verschiedene Methoden zur Bestimmung der Fraktions abscheide grade im Detail dargestellt und miteinander verglichen. Bei diesen Methoden handelt es sich um Messungen mit dem Scanning Mobility Particle Sizer, empirische Ansätze und 3D-Simulationen. Für das bewertete Filtermedium zeigt der direkte Vergleich der Ergebnisse eine gute Übereinstimmung der verwendeten Methoden.

Zur Herstellung von Filtern zur Luftfiltration, z. B. für Be- und Entlüftungsanlagen und Atemschutzmasken, werden meist hochwertige Vliesstoffe aus synthetischen Fasern verwendet. Man geht dabei von einer Tiefenfiltration aus, da die Porenabmessungen deutlich größer sind als die abzuscheidenden Partikel. Durch die Kombination mechanischer und elektrostatischer Abscheideeffekte werden bereits mit einlagigen Vliesstoffen zuverlässig feinste Partikel aus der Luft abgetrennt. Überwiegend werden jedoch mehrlagige Filtermedien verwendet - hauptsächlich, um die Standzeit der gut abscheidenden Filterschicht zu verlängern. Die Filtermedien werden in unterschiedlichen Anordnungen und Geometrien eingesetzt. Bei Atemschutzmasken ist nicht nur die Abscheidewirkung des eigentlichen Filtermediums, sondern auch der richtige Sitz ausschlaggebend für die Partikelabscheidung. Auch die eindeutige Bewertung der Abscheidecharakteristik eines Filters spielt eine wichtige Rolle.

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