Filtration klingt für viele erstmal nach Technik im Hintergrund, oder nach einem stillen Helfer, der ganz nebensächlich dafür sorgt, dass unsere Luft sauberer und das Wasser trinkbar ist. Aber wenn man das Ganze mal genauer betrachtet, merkt man schnell, dass sie nicht nur bei uns zuhause, im Hotel und im Flughafen verwendet werden, sondern vor allem auch in der Industrie.
Und gerade in der Industrie ist die Welt der Filter im Wandel. Denn nicht nur in unserem persönlichen Leben, sondern auch hier spielt das Thema Nachhaltigkeit heute eine wichtige Rolle. Nicht nur die Gesellschaft, sondern auch die Politik machen immer mehr Druck und Unternehmen müssen sich entsprechend anpassen. Und dieses Anpassen beginnt mit den Materialien, aus denen unsere Filter gemacht sind.
Diese Filter kommen tatsächlich überall in der Industrie zum Einsatz. Man stelle sich mal eine Autowerkstatt oder eine Betriebshalle vor. Filter findet man hier überall. Und während diese Filter oft genau das tun, was sie sollen, also zum Beispiel Luft oder Wasser filtern, bestehen sie aktuell meist noch aus Materialien, die selbst überhaupt nicht umweltfreundlich sind.
Die meisten von ihnen bestehen aus Kunststoff oder synthetischen Fasern, und das ist tatsächlich ein Problem. Denn so einen Filter zu erstellen, kostet große Mengen an Ressourcen und wenn sie einmal ausgedient haben, landen sie schnell auf dem Müll. Von Recycling kann da keine Rede sein.
Doch die Anforderungen steigen. Immer mehr Firmen, aber auch gesetzliche Vorgaben, setzen auf mehr Verantwortung gegenüber Mensch und Natur. Das Ziel sind Materialien, die nicht nur leistungsfähig sind, sondern auch aus erneuerbaren Quellen stammen und am Ende ihres Lebenszyklus umweltfreundlich entsorgt oder sogar wiederverwendet werden können.
Genau hier wird es spannend, denn nachwachsende Rohstoffe wie Holzfasern oder Zellulose bieten neue Perspektiven für die Industriefiltration. Und das nicht nur auf dem Papier.
Das unterschätzte Multitalent Lignin
Ein möglicher Ansatz für den Einsatz nachhaltiger Materialien in der Filtration basiert auf der Kombination pflanzlicher Fasern mit natürlichen Bindemitteln. So werden in aktuellen Entwicklungsprojekten schon jetzt beispielsweise Filtermedien aus Zellulose mit Lignin imprägniert. Das ist ein biogener Stoff, der in Holz vorkommt und bei der Zellstoffgewinnung als Nebenprodukt anfällt.
Lignin ersetzt in diesem Fall petrochemische Bindemittel, die bisher häufig für die Stabilisierung von Filterstrukturen genutzt wurden. Der biobasierte Ansatz verfolgt das Ziel, die Umweltbelastung während der Herstellung zu reduzieren, ohne dass dabei die funktionalen Eigenschaften des Filters beeinträchtigt werden.
Und Untersuchungen zeigen, dass sich so hergestellte Filtermedien in industriellen Anwendungen einsetzen lassen, ohne dass die Filtrationseffizienz und mechanische Belastbarkeit verloren gehen.
Gleichzeitig eröffnet der Einsatz von Lignin langfristig neue Perspektiven für die ökologische Optimierung von Materialkreisläufen in der Filtrationsbranche.
CO₂ sparen, ohne auf Leistung zu verzichten
Ein zentrales Argument für den Einsatz von Lignin als Bestandteil neuer Filtermedien ist die potenzielle Reduktion von Treibhausgasemissionen in der Produktion. Mit diesem natürlichen Polymer soll nämlich der CO₂-Ausstoß im Vergleich zu herkömmlichen Bindemitteln deutlich gesenkt werden, in Einzelfällen sogar um bis zu 70 Prozent. Solche Werte sind bislang noch nicht flächendeckend validiert, deuten aber auf ein bedeutendes Einsparpotenzial hin.
Dazu kommt, dass Lignin ohnehin in großen Mengen als Nebenprodukt der Zellstoffindustrie anfällt. Es muss also nicht speziell produziert werden, was den Ressourcenaufwand minimiert.
Da für die Herstellung dieser Filter weder zusätzlicher landwirtschaftlicher Anbau noch Düngemittel notwendig sind, fügt sich das Verfahren also gut in bestehende Stoffkreisläufe ein. Auch die Entsorgung könnte je nach Aufbau und Anwendung umweltverträglicher erfolgen, zum Beispiel durch industrielle Kompostierung oder alternative stoffliche Verwertung.
Anwendungsfelder in der Erprobung
Noch handelt es sich bei diesen Entwicklungen nicht um marktreife Standardlösungen, aber erste Einsatzszenarien zeichnen sich schon jetzt ab. In Pilotprojekten werden Lignin-imprägnierte Filter unter anderem in raumlufttechnischen Anlagen, der industriellen Luftfiltration und in der Prozesswasseraufbereitung getestet.
Auch für mobile Anwendungen, also zum Beispiel in der Fahrzeugtechnik, gelten sie als vielversprechend, und zwar insbesondere in Bereichen, in denen eine Balance zwischen Leistungsfähigkeit und ökologischer Optimierung angestrebt wird.
Parallel dazu arbeiten Entwickler an sogenannten Hybridlösungen. Dabei werden biobasierte Fasern mit weiteren Funktionselementen wie Aktivkohle oder Partikelfängern kombiniert. Das Ziel ist es, auch gasförmige Schadstoffe oder besonders feine Partikel noch effizienter zu binden, ein Aspekt, der insbesondere in urbanen Räumen oder sensiblen Produktionsumgebungen relevant ist.
Die wachsende Bedeutung nachhaltiger Materialien stellt die Filtrationsbranche jedenfalls vor strukturelle und technologische Herausforderungen. Unternehmen stehen schließlich immer mehr unter dem Druck, ökologische Kriterien nicht nur zu berücksichtigen, sondern auch dokumentierbar zu erfüllen. In Lieferketten, öffentlichen Ausschreibungen oder Umweltzertifizierungen gewinnen ressourcenschonende Produktionsweisen an Relevanz.
Dabei geht es nicht allein um die Herstellung der Filter selbst, sondern auch um deren Rolle innerhalb größerer Systeme. In vielen Industrien, von der Lebensmittelproduktion bis zur Halbleiterfertigung, sind saubere Luft, sterile Umgebungen oder gefilterte Flüssigkeiten zentrale Voraussetzungen.
Verbesserungen in der Filtertechnik wirken sich somit mittelbar auch auf die Umweltbilanzen anderer Branchen aus und das wollen wir schließlich alle.
Perspektiven für die kommenden Jahre
Angesichts regulatorischer Vorgaben wie der EU-Taxonomie oder des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetzes wird klar, dass die Nachfrage nach technologischen Lösungen, die ökologische und ökonomische Aspekte verbinden, weiter steigen wird.
Filtrationssysteme mit einem geringen ökologischen Fußabdruck könnten in der Zukunft eine Schlüsselrolle einnehmen, zum Beispiel beim Erreichen von Klimazielen in produzierenden Unternehmen oder bei der Gestaltung emissionsarmer Fertigungslinien.
Während sich einige Ansätze noch im Forschungsstadium befinden, werden andere bereits in der Praxis erprobt. Langfristig könnte sich daraus ein neuer Standard entwickeln, der nicht nur auf technische Effizienz, sondern auch auf Materialherkunft, Energieverbrauch und Entsorgungskonzepte Rücksicht nimmt.
Die Entwicklung biobasierter Filtermedien zeigt, dass ökologische Innovationen in der industriellen Filtration nicht nur möglich, sondern auch notwendig sind. Materialien wie Lignin, die bislang vorwiegend als Nebenprodukt betrachtet wurden, bekommen in diesem Kontext eine ganz neue Bedeutung.
Die kommenden Jahre werden zeigen, ob sich aus diesen Pilotprojekten ein tragfähiger Weg in Richtung ressourcenschonender Industriefiltration ableiten lässt.