Autor: Vanessa 21 Apr. 2025 Kategorie: Anwendungen
1. Definition und Eigenschaften von Polyethersulfon (PES)
- Polyethersulfon (PES) ist ein aromatisches Polymer, das 1972 erstmals von ICI in Großbritannien kommerziell hergestellt wurde. Die Sulfongruppe (—SO₂—) und die Etherbindung (—O—) in seiner Molekülstruktur verleihen ihm einzigartige Eigenschaften:
- Hohe Temperaturbeständigkeit: Dauerhaft bis 180 °C (kurzzeitig bis 200 °C), geeignet für die Dampfsterilisation (z. B. Sterilisationsschrank-Verifizierung von Steelco, Italien).
- Chemische Inertheit: Verträglich mit sauren und alkalischen Umgebungen mit einem pH-Wert von 1–13 und kompatibel mit organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen (Anwendungsfall für Chromatographiesäulen von Novasep, Schweiz).
- Mechanische Festigkeit: Zugfestigkeit ≥ 70 MPa, deutlich höher als bei herkömmlichem Polysulfon (PSU), geeignet für Hochdruckfiltrationssysteme (z. B. Cross-Flow-Filtrationsanlagen von GEA, Deutschland).
2. Anwendungsszenarien von PES in Industriebereichen in fünf europäischen Regionen
(1) Deutschland: Biopharmazeutika und Präzisionsfertigung
Im bayerischen Biopharma-Cluster haben sich PES-Membranen zum Kernmaterial für die Produktion monoklonaler Antikörper entwickelt. Das Tangentialflussfiltrationssystem der Merck-Gruppe (Darmstadt) verwendet 0,1 μm PES-Hohlfasern, um die Impfstoffkonzentration um 40 % zu steigern. Das Automobilelektronikwerk in Stuttgart setzt PES-Filter zur Reinigung der Druckluft in der Lackiererei ein und erfüllt die Norm ISO 8573-1 Klasse 0.
(2) Frankreich: Lebensmittel, Getränke und nachhaltige Wasseraufbereitung
Lactalis, ein Molkereiriese in der Normandie, verwendet PES-Mikrofiltrationsmembranen (0,45 μm) zur Pasteurisierung. Diese ersetzen herkömmliche Wärmebehandlungsverfahren, erhalten die Nährstoffe der Milch und senken gleichzeitig den Energieverbrauch um 25 %. Das Veolia Water Treatment Center in Lyon nutzt PES-Ultrafiltrationsmembranen zur Reinigung von Nebenflüssen der Seine. Die durchschnittliche tägliche Verarbeitungskapazität beträgt 100.000 Tonnen, die CSB-Entfernungsrate liegt bei über 98 %.
(3) Schweiz/Belgien: Life Science Highland
Roche Pharmaceuticals in Basel nutzt PES-Tiefenfilter zur Reinigung von mRNA-Impfstoffen, kombiniert mit dem intelligenten Überwachungssystem von Trenntech zur Echtzeitüberwachung der Membranintegrität (gemäß EU-GMP-Anhang 1). UCB Pharma in Brüssel nutzt PES-Ultrafiltrationssäulen (10 kDa Cutoff) zur Konzentration von Arthritis-Medikamenten und steigert so die Produktionseffizienz um 30 %.
(4) Nordeuropa: Saubere Technologie und Energie
Novo Nordisk in Kopenhagen, Dänemark, setzt PES-Sterilisationsfilter in der Insulinproduktion ein, um eine sterile Abfüllumgebung zu gewährleisten. Das IVL Environmental Research Institute in Stockholm, Schweden, nutzt PES-Membranen zur Überwachung von Mikroplastik in der Ostsee mit einer Nachweisgrenze von 0,02 μm.
(5) Südeuropa: Industrielle Modernisierung und Kreislaufwirtschaft
Parmesankäsehersteller im italienischen Parma nutzen PES-Membranen zum Recycling von Molkenprotein und steigern so ihren Jahresgewinn um 2 Millionen Euro. Carburos Metálicos im spanischen Barcelona setzt PES-basierte Filter zur Wasserstoffreinigung mit einer Druckbeständigkeit von über 100 bar ein.
3. Enge Korrelation zwischen PES und Filtrationstechnologie
(1) Kernmaterialien für die Membranfiltration
- Präzise Porengrößenkontrolle: Die mittels Phaseninversionsverfahren hergestellte PES-Membran weist eine enge Porengrößenverteilung (±0,05 μm) auf und eignet sich für:
- Ultrafiltration (UF): Rückhaltung von Proteinen und Viren (z. B. die Viresolve-Serie von Pall in Großbritannien)
- Mikrofiltration (MF): Entfernung von Bakterien und Partikeln (z. B. die Emphaze™ AEX-Reinigungssäule von 3M in Frankreich)
（2）Vorteile gegenüber herkömmlichen Materialien
| Eigenschaften | PES-Membran | Zellulosemembran | PVDF-Membran |
| Chemische Beständigkeit | Ausgezeichnet (Beständigkeit gegen starke Säuren und Laugen) | Schlecht (pH 2–9) | Gut (Beständigkeit gegen halogenierte Kohlenwasserstoffe) |
| Thermische Stabilität | 180 °C | 80 °C | 140 °C |
| Proteinadsorptionsrate | < 5 μg/cm² (geringe Unspezifität) | > 20 μg/cm² | 10–15 μg/cm² |
(3) Europäische Innovationsbeispiele
- Intelligente Überwachung von PES-Filterelementen: Das iSOLUTIONS-System des dänischen Unternehmens Grundfos integriert PES-Membran und IoT-Sensor, um die Membranflussdämpfung in Echtzeit zu überwachen.
- Nachhaltige Produktion: Das italienische Unternehmen Solvay verwendet ein umweltfreundliches Lösungsmittelverfahren, wodurch der CO2-Fußabdruck um 40 % reduziert wird (im Einklang mit dem EU Green Deal).
4. Zukünftige Trends: Die Entwicklung von PES in der Filtration in Europa
- Nanofaser-Verbundwerkstoff: Die von Freudenberg in Deutschland entwickelte PES/Nanocellulose-Verbundmembran ermöglicht eine Durchflusssteigerung von 50 %.
- 3D-gedrucktes Filterelement: TNO in den Niederlanden fertigt mithilfe der SLS-Technologie maßgeschneiderte PES-Filterstrukturen und verkürzt so den Lieferzyklus um 70 %.
- Kreislaufwirtschaft: Die chemische Recyclingtechnologie für PES-Membranen des französischen Unternehmens Veolia erreicht eine Materialrecyclingquote von über 85 %.
Polyethersulfon (PES) hat sich aufgrund seiner hervorragenden Temperaturbeständigkeit, chemischen Stabilität und Filtrationsgenauigkeit in Europa zu einem wichtigen Werkstoff für die hochwertige industrielle Filtration entwickelt. Vom Reinstwassersystem Schweizer Pharmafabriken bis hin zum Abwasserwiederverwendungsprojekt in Spanien fördert PES weiterhin die umweltfreundliche und intelligente Innovation der Filtrationstechnologie. Mit der EU-CE-Zertifizierung (z. B. IVDR 2017/746) werden die Anwendungsbereiche von PES in den Bereichen Life Science und Umweltschutz zukünftig weiter erweitert. Folgen Sie Trenntech, um die neuesten PES-Neuigkeiten zu erhalten.