Разлика између филтрације и центрифугирања

Кључна разлика - филтрација и центрифугација
 

Пре него што пређемо на детаљну анализу разлике између филтрације и центрифугирања, две технике раздвајања, прво да видимо шта је техника раздвајања. У биолошкој науци и инжењерству користи се техника раздвајања да би се изоловао жељени састојак из смеше. Ово је феномен масовног преноса који претвара мешавину састојака у две или више различитих фракција. Одвајање смеша зависи од разлика у хемијским својствима или физичким својствима, као што су маса, густина, величина, облик или хемијски афинитет, између састојака смеше. Технике раздвајања често се категоришу према специфичним разликама које користе за постизање раздвајања. Филтрација и центрифугирање су уобичајене технике раздвајања засноване само на физичком кретању жељених честица. Тхе кључна разлика између филтрација и центрифугирање су у употребљеној сили и методи. Филтрација често користи технику просијавања како би се уз помоћ гравитације испрао / уклонио контаминанти или нежељени материјали.. То се може постићи физичким баријерама као што су медији, мембране или цједило. Центрифугирањем се користи центрифугална сила за одвајање жељених једињења и честица на основу молекулске тежине. За ово раздвајање користи се центрифугална машина. Густија једињења преносе се на спољни део центрифуге и одатле се могу уклонити. У овом чланку, разрадимо разлике између филтрације и центрифугирања.

Шта је филтрација?

Филтрација се користи за одвајање жељених честица или састојака у смеши или суспензији. У зависности од примене, било која или више заинтересованих компоненти могу се изоловати помоћу технике филтрирања. То је физичка метода раздвајања а у хемији, науци о храни и инжењерству веома је важно раздвојити материјале различитог хемијског састава или пречишћавати једињења. Током филтрације долази до одвајања на једном или више перфорираних слојева. При филтрирању задржавају се честице које су превелике да би могле проћи кроз рупе перфорираног слоја. Тада велике честице могу формирати остатак или слој колача на врху филтера и могу такође блокирати мрежицу ​​филтера, спречавајући течну фазу да пређе филтер.

Слика 1: Илустрација једноставне филтрације.

Шта је центрифугација?

Центрифугирање је процес којим: а Машина за центрифугу користи се за одвајање жељених састојака сложене течне смеше / суспензије. Као резултат центрифугирања, талог се брже и потпуно скупља на дну епрувете за центрифугу. Преостала течност позната је као течност супернатанта. Овај супернатант се затим или брзо преноси из епрувете без ометања талога, или се уклања помоћу Пастерове пипете. Честице које се таложе у центрифугирању зависе од центрифугалног убрзања, величине и облика честица, запреминског дела присутних чврстих материја, разлике у густоћи између честица и течности и вискозитета.

Слика 2: Илустрација процеса центрифугирања

Која је разлика између филтрације и центрифугирања?

Дефиниција филтрације и центрифугирања

Филтрација: чин или поступак уклањања нежељеног из течности.

Центрифугација: поступак одвајања лакших делова раствора или смеше.

Карактеристике од Филтрација и центрифугирање

Филтрирање и центрифугирање могу имати значајно различите карактеристике и могу се сврстати у сљедеће подскупине;

Употребљена сила

Филтрација: Гравитациона сила користи се у филтрацији.

Центрифугација: Центрифугална сила користи се у центрифугирању.

Опрема

Филтрација: Могу се користити сита или перфорирани слој или цједило или медиј или физичка мембрана или лијевак за филтрирање или њихове комбинације. Нека помагала за филтрирање могу се користити за помоћ у филтрацији. То су обично некомпресивна дијатомејска земља или силика.

Центрифугација: Користе се машина за центрифугу и цеви за центрифугу.

Начин рада

Филтрација: Велике честице у смеши не могу проћи кроз мрежасту / перфорирану структуру филтера док течност и мале честице пролазе под силом гравитације постаје филтрат (Слика 1)

Центрифугација: Мешавина раствора се центрифугира да се тврђа / гушћа чврста супстанца изврши на дно, где се често ствара чврсти колач Течност изнад ове погаче може се уклонити или одстранити. Ова метода је посебно корисна за одвајање чврстих материја које не филтрирају добро (Нпр. Желатинозне или фине честице). (Слика 2)

Врсте

Филтрација: Постоје три технике филтрације заснована на очекиваном исходу познатом као врућа, хладна и вакуум филтрација. Врућа филтрација техника се првенствено користи за одвајање чврстих материја од врућег раствора. Ово се користи да се избегне развој кристала у лијевку филтера који дође у контакт са раствором. Хладна филтрација техника се првенствено користи за брзо хлађење раствора који се кристализује. Ова метода резултира развојем врло малих кристала који се супротстављају добијању великих кристала хлађењем раствора полако до собне температуре. Вакуум филтрација метода се првенствено користи за малу партију раствора за брзо сушење малих кристала. Ово је најефикаснија техника филтрирања у поређењу са врућом и хладном филтрацијом.

Центрифугација: Постоје три технике центрифугирања наиме микро-центрифуге, центрифуге велике брзине и ултра-центрифуге. Микроцентрифуга се често користи у истраживачким активностима за обраду мале количине биолошких молекула. Ова машина је довољно мала да се фиксира на сто. Центрифуге велике брзине може да поднесе веће количине узорака и углавном се користи у великим индустријским применама. Ултра-центрифугирање углавном се користи у истраживачке сврхе као што је проучавање својстава биолошких честица. То је најефикаснија метода одвајања у поређењу са микроцентрифугама и центрифугама велике брзине.

Сврха

Филтрација: Главна сврха филтрације је постизање жељеног исхода уклањањем нечистоћа из смеше или, ради изоловања чврстих материја из смеше.

Центрифугација: Главна сврха центрифугирања је изолација чврстих материја из раствора.

Ефикасност

Филтрација: Једноставним техникама филтрирања може бити потребно много времена да одвоје жељени материјал и као резултат тога филтрација је мање ефикасна од центрифугирања.

Центрифугација: Раздвајање се одвија врло брзо у поређењу са техникама филтрирања. Стога је центрифугирање ефикасније од филтрације.

Недостаци

Филтрација: Ако се филтрира веома мала количина раствора, већина овог раствора може апсорбовати филтер-медијум. Смеше које садрже желатинозне или фине честице се не филтрирају добро. Због тога за одвајање ових смеша може се користити центрифугирање.

Центрифугација: Ова метода захтева знање и струју у поређењу са техникама филтрирања.

Трошак

Филтрација: Трошак зависи од сложености процеса филтрације, а обично једноставне технике филтрације не захтевају струју, као ни обучене особе. Стога, повезани трошкови могу бити ниски у поређењу са центрифугирањем.

Центрифугација: Трошак је висок у односу на једноставну технику филтрирања, јер центрифуги треба струју, као и обучени техничари.

Апликације

Филтрација: Филтер за кафу, филтер за воду, филтри за пећи за уклањање честица, Пнеуматски транспортни системи користе филтере, у лабораторији се за филтрирање користи стаклени левак, Буцхнеров лијевак или левак из синтерованог стакла. У људском бубрегу, бубрежна филтрација се користи за филтрирање крви и селективну поновну апсорпцију многих елемената виталних за тело да би одржали хомеостазу.

Центрифугација: Један од многих уобичајене апликације је третирање муља из отпадних вода код кога се одваја чврста супстанца од високо концентрованих суспензија. Центрифугирање се такође користи за поступак обогаћивања урана. Поред тога, ова техника се користи у биолошким истраживањима за изолацију жељене чврсте или течне из смеше. Поред тога, центрифугирање се користи за уклањање масноће из млека за производњу обраног млека, за прочишћавање и стабилизацију вина и за одвајање састојака урина и крвних елемената у форензичким и медицинским истраживачким лабораторијама.

Закључно, филтрација и центрифуга су различите технике раздвајања, а кључна разлика између њих је употребљена сила и опрема за одвајање. Као резултат, они могу имати битно различите апликације.

  Литература: Харрисон, Рогер Г., Тодд, Паул, Рудге, Сцотт Р. и Петридес Д.П. Наука и инжењеринг за биосепарације. Окфорд Университи Пресс, 2003. Цао, В. и Демелер Б. (2008). Моделирање експерименталних ултрацентрифугацијских експеримената са адаптивним решењем коначног елемента простор-време за вишекомпонентне реакционе системе. Биопхисицал Јоурнал, (95), 54-65.