3. Stofftransport-Modelle über Membranen

Modelle für den Stofftransport über Membranen werden eingeteilt in solche, bei denen die Membran den Haupttransportwiderstand bewirkt und andere bei denen sich Konzentrations-Grenzschichten ausbilden, welche den Transport zusätzlich beeinflussen. Da in KO vorwiegend poröse Membranen zum Einsatz kommen, wird für den membrankontrollierten Stofftransport das Porenmodell abgeleitet und dessen Bedeutung diskutiert. Crossflow-Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass durch hohe Transmembrandrücke (TMP’s) hohe Filtrationsraten erzielt werden (Anwendungsbeispiel: Hämofiltration). In Gegenstromverfahren mit geringen Filtrationsraten dominiert die Diffusion permeabler Komponenten. Die Reziprokwerte der aus den Modellen abgeleiteten Stoff-Übergangs- bzw. Stoff-Durchgangs-Koeffizienten beschreiben die Transport-Widerstände für die Massen-, bzw. Volumen-Stromdichten der betrachteten Komponenten. Die aus den Modellen abgeleiteten Gleichungen für die „Zielgrößen“ helfen Bereiche von Messwerten aus Experimenten zu verifizieren, Module bezüglich Geometrie und Leistung zu optimieren und Anwendern geeignete Betriebsgrößen zu empfehlen.