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Die Ablösung von haftenden Partikeln in wässrigen Systemen spielt in vielen Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle. Als Beispiele hierfür sind in der Medizintechnik die Gewinnung von künstlich produzierten Enzymen, die Bakterien- und Virenhaftung oder auch die Ablösung von Anlagerungen in Arterien zu nennen. In der Halbleiterindustrie ist das vorrangige Ziel die Entfernung von Partikeln und anderen Verunreinigungen von Oberflächen. Der vermutlich häufigste Einsatz von hydrodynamischen Kräften zur Oberflächenreinigung erfolgt jedoch in der Membrantechnik. Insbesondere in der Mikro- und Ultrafiltration ist die Effizienz eines Prozesses eng mit dem Ressourcenverbrauch für die kontinuierliche oder bedarfsgerechte Reinigung verknüpft. Während die Anlagerung von Partikeln auf Membranoberflächen in der Literatur zahlreich diskutiert wird, sind Arbeiten über die Ablösung von Partikeln nur vereinzelt zu finden. Bei der Regeneration von Membranoberflächen muss, anders als bei undurchlässigen Oberflächen, neben der herrschenden Haftkraft auch der Einfluss der Filtratkraft in den Überlegungen zur Partikelablösung berücksichtigt werden. In der vorliegenden Arbeit wird zunächst eine Auswahl der aus der Literatur bekannten Deckschicht- und Partikelablösungsmodelle vorgestellt. Experimente mit einer Versuchsanlage zur zeitlich aufgelösten Messung der Partikelablösung bei der Querstromfiltration liefern Vergleichswerte zu den Berechnungen der benannten Modelle. Hierzu wird ein reproduzierbarer Filterkuchen auf eine Membran auffiltriert und unter definierten Versuchsparametern abgelöst. Die abgelösten Partikeln können sekundengenau in Konzentration und Größenverteilung gemessen werden, wodurch indirekt die herrschende Haftkraft bestimmt werden kann. Basierend auf den dadurch gewonnenen Erkenntnissen und grundlegenden Berechnungen zu Strömungs- und Haftkräften sowie deren Momenten wird ein Berechnungsmodell zur Partikelablösung in der Querstromfiltration vorgestellt.
The separation of adherent particles in aqueous systems plays a crucial role in many application domains. Examples in the medical field are the production of artificially produced enzymes, bacterial and viral adhesion, as well as the separation of calcifications in arteries. For the semiconductor industry the primary objective is the removal of particles and other contaminants from surfaces. Probably the most common use of hydrodynamic forces to surface cleaning is found in the membrane technology. Particularly in micro- and ultrafiltration, the efficiency of a process is closely related to the resources for continuous and adequate cleaning. The deposition of particles on membrane surfaces has been discussed extensively in the literature. However, research on the removal of particles is sparse. In contrast to impervious surfaces, the influence of the filtrate flow has to be taken into account in addition to the prevailing adhesive force when considering particle separation in regeneration of membrane surfaces. First, coating and particle separation models known from literature are presented in this thesis. Reference values for the above models are obtained in experiments with a pilot plant for the time-based measurement of particle separation in the cross-flow filtration. Therefore, a reproducible filter cake is produced onto a membrane and removed under defined experimental conditions. The concentration and size distribution of the detached particles can be measured to the second. This way, the prevailing adhesive force can indirectly be determined. Based on the resulting conclusions and fundamental calculations for flow and adhesive forces and their moments a calculation model for particle resuspension in the cross-flow filtration is presented.