Razlika između filtracije i centrifugiranja

Ključna razlika - filtracija i centrifuga
 

Prije nego što prijeđemo na detaljnu analizu razlike između filtracije i centrifugiranja, dvije tehnike razdvajanja, prvo da vidimo što je tehnika razdvajanja. U biološkoj znanosti i inženjerstvu koristi se tehnika odvajanja da se izolira željeni sastojak iz smjese. Ovo je fenomen masovnog prijenosa koji smjesu sastojaka pretvara u dvije ili više različitih frakcija. Razdvajanje smjesa ovisi o razlikama u kemijskim svojstvima ili fizikalnim svojstvima kao što su masa, gustoća, veličina, oblik ili kemijski afinitet među sastojcima smjese. Tehnike razdvajanja često se kategoriziraju prema specifičnim razlikama koje koriste za postizanje razdvajanja. Filtracija i centrifugiranje su uobičajene tehnike razdvajanja koje se temelje samo na fizičkom kretanju željenih čestica. ključna razlika između filtriranje i centrifugiranje su u iskorištenoj sili i metodi. Filtracija često koristi tehniku ​​prosijavanja kako bi se pomoću gravitacije otklonilo / uklonilo onečišćenje ili neželjeni materijali. To se može postići fizičkim preprekama poput medija, membrana ili cjedila. Centrifugiranjem se koristi centrifugalna sila za odvajanje željenih spojeva i čestica na temelju molekulske težine. Za ovo odvajanje koristi se stroj za centrifugu. Gustiji spojevi se prenose na vanjsku stranu centrifuge i odatle se mogu ukloniti. U ovom ćemo članku razraditi razlike između filtracije i centrifugiranja.

Što je filtracija?

Filtracija se koristi za odvajanje željenih čestica ili sastojaka u smjesi ili suspenziji. Ovisno o primjeni, bilo koja ili više zainteresiranih komponenti mogu se izolirati tehnikom filtracije. to je fizička metoda odvajanja a u kemiji, znanosti o hrani i inženjerstvu vrlo je važno razdvojiti materijale različitog kemijskog sastava ili pročišćavati spojeve. Tijekom filtracije dolazi do odvajanja na jednom ili više perforiranih slojeva. Pri filtriranju zadržavaju se čestice koje su prevelike da bi mogle proći kroz rupe perforiranog sloja. Tada velike čestice mogu formirati ostatak ili sloj kolača na vrhu filtra i mogu također blokirati mrežicu filtera, sprečavajući fluidnu fazu da pređe filter.

Slika 1: Ilustracija jednostavne filtracije.

Što je centrifugacija?

Centrifugiranje je postupak kojim se a stroj za centrifugiranje koristi se za odvajanje željenih sastojaka složene tekuće smjese / kaše. Kao rezultat centrifugiranja, talog se brže i potpuno skuplja na dnu epruvete za centrifugu. Preostala tekućina poznata je kao tekućina supernatanta. Taj supernatant se ili brzo prenosi iz epruvete bez ometanja taloga, ili se uklanja pomoću Pasterove pipete. Čestice koje se talože u centrifugiranju ovise o centrifugalnom ubrzanju, veličini i obliku čestica, volumenom udjelu krutih tvari, razlici gustoće između čestica i tekućine i viskoznosti.

Slika 2: Ilustracija postupka centrifugiranja

Koja je razlika između filtracije i centrifugiranja?

Definicija filtracije i centrifugiranja

filtracija: čin ili postupak uklanjanja nečega nepoželjnog iz tekućine.

centrifugiranje: postupak odvajanja lakših dijelova otopine ili smjese.

Karakteristike Filtracija i centrifugiranje

Filtracija i centrifugiranje mogu imati značajno različite karakteristike i mogu se razvrstati u sljedeće podskupine;

Upotrebljena sila

filtracija: Gravitacijska sila koristi se u filtraciji.

centrifugiranje: Centrifugalna sila koristi se u centrifugiranju.

Oprema

filtracija: Mogu se koristiti sita ili perforirani sloj ili cjedilo ili medij ili fizička membrana ili lijevak za filtriranje ili njihove kombinacije. Za pomoć pri filtriranju mogu se upotrijebiti neka sredstva za filtriranje. To su obično nekompresivna dijatomejska zemlja ili silika.

centrifugiranje: Koriste se strojevi za centrifugiranje i cijevi za centrifugu.

Način rada

filtracija: Velike čestice u smjesi ne mogu proći kroz mrežastu / perforiranu strukturu filtra dok tekućina i male čestice prolaze pod silom gravitacije postaje filtrat (Slika 1)

centrifugiranje: Smjesa s otopinom centrifugira se tvrđa / gušća kruta tvar na dno, gdje se često stvara čvrsti kolač Tekućina iznad ove pogače može se ukloniti ili odstraniti. Ova je metoda posebno korisna za odvajanje krutih tvari koje ne filtriraju dobro (Npr. Želatinozne ili sitne čestice). (Slika 2)

vrste

filtracija: Tamo su tri tehnike filtracije na temelju očekivanog ishoda poznatog kao vruća, hladna i vakuumska filtracija. Vruća filtracija tehnika se prvenstveno koristi za odvajanje krutih tvari od vruće otopine. Ovo se koristi da se izbjegne razvoj kristala u lijevku filtra koji dođe u kontakt s otopinom. Hladna filtracija tehnika se prvenstveno koristi za brzo hlađenje otopine koja se kristalizira. Ova metoda rezultira razvojem vrlo malih kristala koji se suprotstavljaju dobivanju velikih kristala hlađenjem otopine do sobne temperature. Vakuumska filtracija upotrebljava se prvenstveno za malu šaržu otopine za brzo sušenje sitnih kristala. Ovo je najučinkovitija tehnika filtracije u usporedbi s vrućom i hladnom filtracijom.

centrifugiranje: Tamo su tri tehnike centrifugiranja naime mikrocentrifuge, velike brzine centrifuge i ultracentrifuge. mikrocentrifugiraju često se koristi u istraživačkim aktivnostima za obradu malih količina bioloških molekula. Ovaj je stroj dovoljno mali da se može učvrstiti na stolić. Centrifuge velike brzine može podnijeti veće količine uzoraka i uglavnom se koriste u velikim industrijskim primjenama. Ultra-centrifugiranja uglavnom se koristi u istraživačke svrhe poput proučavanja svojstava bioloških čestica. To je najučinkovitija metoda odvajanja u usporedbi s mikrocentrifugama i centrifugama velike brzine.

Svrha

filtracija: Glavna svrha filtracije je postizanje željenog ishoda uklanjanjem nečistoća iz mješavine ili za izolaciju krutih tvari iz smjese.

centrifugiranje: Glavna svrha centrifugiranja je izolacija krutih tvari iz otopine.

efikasnost

filtracija: Jednostavne tehnike filtriranja mogu zahtijevati mnogo vremena za odvajanje željenog materijala i kao rezultat toga, filtracija je manje učinkovita od centrifugiranja.

centrifugiranje: Razdvajanje se događa vrlo brzo u usporedbi s tehnikama filtriranja. Stoga je centrifugiranje učinkovitije od filtracije.

Nedostaci

filtracija: Ako se filtrira vrlo mala količina otopine, većina ove otopine može se apsorbirati u filterski medij. Smjese koje sadrže želatinozne ili sitne čestice ne filtriraju se dobro. Stoga se za odvajanje ovih smjesa može koristiti centrifugiranje.

centrifugiranje: Ova metoda zahtijeva znanje i struju u usporedbi s tehnikama filtriranja.

cijena

filtracija: Trošak ovisi o složenosti postupka filtracije, a obično jednostavne tehnike filtracije ne zahtijevaju struju, kao ni obučene osobe. Stoga, povezani troškovi mogu biti niski u usporedbi s centrifugiranjem.

centrifugiranje: Trošak je visok u usporedbi s jednostavnom tehnikom filtriranja jer centrifugi treba električnu energiju kao i obučeni tehničari.

Prijave

filtracija: Filter za kavu, filter za vodu, filtri za peći za uklanjanje čestica, Pneumatski transportni sustavi koriste filtre, u laboratoriju se za filtriranje koristi stakleni lijevak, Buchnerov lijevak ili lijevak od sinterovanog stakla. U ljudskom bubregu bubrežna filtracija koristi se za filtriranje krvi i selektivnu ponovnu apsorpciju mnogih elemenata vitalnih za tijelo da bi održali homeostazu.

centrifugiranje: Jedna od većine uobičajene aplikacije je obrada mulja kanalizacije gdje je odvajanje krute tvari od visoko koncentriranih suspenzija. Centrifugiranje se koristi i za postupak obogaćivanja urana. Pored toga, ova se tehnika koristi u biološkim istraživanjima za izoliranje željene krute tvari ili tekućine iz smjese. Pored toga, centrifugiranje se koristi za uklanjanje masnoće iz mlijeka za proizvodnju obranog mlijeka, za pročišćavanje i stabiliziranje vina te za odvajanje sastojaka urina i elemenata krvi u forenzičkim i medicinskim istraživačkim laboratorijama.

Zaključno, filtracija i centrifuga su različite tehnike razdvajanja, a ključna razlika između njih je iskorištena sila i oprema za odvajanje. Kao rezultat, oni mogu imati bitno različite aplikacije.

  Reference: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. i Petrides D.P. Nauka i inženjering za biorazdvajanje. Oxford University Press, 2003. Cao, W. i Demeler B. (2008). Modeliranje analitičkih eksperimenata ultracentrifugacije s adaptivnim rješenjem konačnog elementa prostor-vrijeme za višekomponentne reakcijske sustave. Biofizički časopis, (95), 54-65.