Ključna razlika - filtracija proti centrifugiranju
Preden preidemo na poglobljeno analizo razlike med filtracijo in centrifugiranjem, tehnikami ločevanja, najprej poglejmo, kaj je tehnika ločevanja. V biološki znanosti in inženirstvu se ločevalna tehnika uporablja za izolacijo želene sestavine iz mešanice. To je pojav prenosa mase, ki pretvori mešanico sestavin v dve ali več ločenih frakcij. Ločevanje zmesi je od sestavin zmesi odvisno od razlik v kemijskih lastnostih ali fizikalnih lastnostih, kot so masa, gostota, velikost, oblika ali kemijska afiniteta. Tehnike ločevanja so pogosto razvrščene glede na posebne razlike, ki jih uporabljajo za doseganje ločitve. Filtriranje in centrifugiranje sta pogosto uporabljeni tehniki ločevanja, ki temeljita le na fizičnem gibanju želenih delcev. Ključna razlika med filtracijo in centrifugiranjem je v uporabljeni sili in metodi. Filtriranje pogosto uporablja tehniko presejanja za odstranjevanje / odstranjevanje nečistoč ali neželenih materialov s pomočjo gravitacije. To lahko dosežemo s fizičnimi ovirami, kot so mediji, membrane ali cedila. Centrifugiranje uporablja centrifugalno silo za ločevanje želenih spojin in delcev glede na molekulsko maso. Za to ločevanje se uporablja stroj za centrifugo. Gostejše spojine se prenesejo na zunanjo stran centrifuge in jih je od tam mogoče odstraniti. V tem članku bomo podrobneje opisali razlike med filtracijo in centrifugiranjem. Filtriranje pogosto uporablja tehniko presejanja za odstranjevanje / odstranjevanje nečistoč ali neželenih materialov s pomočjo gravitacije. To lahko dosežemo s fizičnimi ovirami, kot so mediji, membrane ali cedila. Centrifugiranje uporablja centrifugalno silo za ločevanje želenih spojin in delcev glede na molekulsko maso. Za to ločevanje se uporablja stroj za centrifugo. Gostejše spojine se prenesejo na zunanjo stran centrifuge in jih je od tam mogoče odstraniti. V tem članku bomo podrobneje opisali razlike med filtracijo in centrifugiranjem. Filtriranje pogosto uporablja tehniko presejanja za odstranjevanje / odstranjevanje nečistoč ali neželenih materialov s pomočjo gravitacije. To lahko dosežemo s fizičnimi ovirami, kot so mediji, membrane ali cedila. Centrifugiranje uporablja centrifugalno silo za ločevanje želenih spojin in delcev glede na molekulsko maso. Za to ločevanje se uporablja stroj za centrifugo. Gostejše spojine se prenesejo na zunanjo stran centrifuge in jih je od tam mogoče odstraniti. V tem članku bomo podrobneje opisali razlike med filtracijo in centrifugiranjem. Gostejše spojine se prenesejo na zunanjo stran centrifuge in jih je od tam mogoče odstraniti. V tem članku bomo podrobneje opisali razlike med filtracijo in centrifugiranjem. Gostejše spojine se prenesejo na zunanjo stran centrifuge in jih je od tam mogoče odstraniti. V tem članku bomo podrobneje opisali razlike med filtracijo in centrifugiranjem.
Kaj je filtracija?
Filtriranje se uporablja za ločevanje želenih delcev ali sestavin v zmesi ali suspenziji. Glede na aplikacijo lahko s tehniko filtriranja izoliramo eno ali več zainteresiranih komponent. To je metoda fizičnega ločevanja in v kemiji, živilski znanosti in inženirstvu je zelo pomembno ločevati materiale z različno kemijsko sestavo ali čistiti spojine. Med filtracijo pride do ločevanja na eni ali več perforiranih plasteh. Pri filtriranju se zadržijo delci, ki so preveliki za prehod skozi luknje perforirane plasti. Nato lahko veliki delci na vrhu filtra tvorijo ostanke ali pogače in lahko tudi blokirajo mrežico filtra, kar preprečuje, da bi tekoča faza prešla filter.
Slika 1: Prikaz preproste filtracije.
Kaj je centrifugiranje?
Centrifugiranje je postopek, pri katerem se s pomočjo stroja za centrifuge ločijo želene sestavine kompleksne tekoče zmesi / kaše. Zaradi centrifugiranja se oborina hitreje in v celoti zbere na dnu cevi za centrifugiranje. Preostala tekočina je znana kot supernatantna tekočina. Ta supernatant nato bodisi hitro prenesemo iz epruvete, ne da bi motili oborino, ali pa ga odstranimo s Pasteurjevo pipeto. Delci, ki se oborijo pri centrifugiranju, so odvisni od centrifugalnega pospeška, velikosti in oblike delcev, volumskega deleža prisotnih trdnih snovi, razlike gostote med delcem in tekočino ter viskoznosti.
Slika 2: Slika postopka centrifugiranja
Kakšna je razlika med filtracijo in centrifugiranjem?
Opredelitev filtracije in centrifugiranja
Filtriranje: dejanje ali postopek odstranjevanja neželenega iz tekočine.
Centrifugiranje: postopek ločevanja lažjih delov raztopine ali zmesi.
Značilnosti filtracije in centrifugiranja
Filtracija in centrifugiranje imata lahko bistveno različne značilnosti in jih lahko razvrstimo v naslednje podskupine;
Sila uporabljena
Filtriranje: gravitacijska sila se uporablja pri filtraciji.
Centrifugiranje: Centrifugalna sila se uporablja pri centrifugiranju.
Oprema
Filtriranje: Lahko se uporabljajo sita ali perforirana plast ali cedilo ali medij ali fizična membrana ali lijak za filtriranje ali njihove kombinacije. Za pomoč pri filtraciji lahko uporabimo nekatere filtrirne pripomočke. To so običajno nestisljiva diatomejska zemlja ali kremen.
Centrifugiranje: uporabljajo se centrifugalni stroj in centrifugalne epruvete.
Način delovanja
Filtriranje: Veliki delci v zmesi ne morejo skozi mrežico / perforirano strukturo filtra, medtem ko tekočina in majhni delci prehajajo pod silo gravitacije in postanejo filtrat (slika 1)
Centrifugiranje: Zmes raztopine centrifugiramo, da težjo / gostejšo trdno snov potisnemo na dno, kjer pogosto ustvarja trdno pogačo. Tekočino nad to torto lahko odstranimo ali pretočimo. Ta metoda je še posebej uporabna za ločevanje trdnih snovi, ki se ne filtrirajo dobro (npr.: želatinasti ali fini delci). (Slika 2)
Vrste
Filtracija: Obstajajo tri tehnike filtracije, ki temeljijo na predvidenem izidu, znane kot vroča, hladna in vakuumska filtracija. Tehnika vroče filtracije se uporablja predvsem za ločevanje trdnih snovi iz vroče raztopine. To se uporablja, da se prepreči razvoj kristalov v lijaku filtra, ki pride v stik z raztopino. Tehnika hladne filtracije se uporablja predvsem za hitro hlajenje raztopine, ki mora kristalizirati. Ta metoda povzroči nastanek zelo majhnih kristalov v nasprotju s pridobivanjem velikih kristalov s počasnim hlajenjem raztopine na sobno temperaturo. Metoda vakuumske filtracije se uporablja predvsem za majhno serijo raztopine za hitro izsušitev majhnih kristalov. To je najučinkovitejša tehnika filtracije v primerjavi s toplo in hladno filtracijo.
Centrifugiranje: Obstajajo tri tehnike centrifugiranja, in sicer mikrocentrifuge, centrifuge za visoke hitrosti in ultra-centrifugiranje. Mikrocentrifuga se pogosto uporablja v raziskovalnih dejavnostih za obdelavo majhnih količin bioloških molekul. Ta stroj je dovolj majhen, da ga lahko pritrdite na mizo. Hitre centrifuge lahko obdelajo večje količine vzorcev in se uporabljajo predvsem v velikih industrijskih aplikacijah. Ultra-centrifugiranje se uporablja predvsem za raziskovalne namene, kot je preučevanje lastnosti bioloških delcev. Je najučinkovitejša metoda ločevanja v primerjavi z mikrocentrifugami in hitrimi centrifugami.
Namen
Filtriranje: Glavni namen filtracije je doseči želeni rezultat z odstranjevanjem nečistoč iz zmesi ali za izolacijo trdnih snovi iz zmesi.
Centrifugiranje: Glavni namen centrifugiranja je izolacija trdnih snovi iz raztopine.
Učinkovitost
Filtriranje: Enostavne filtracijske tehnike bodo morda potrebovale veliko časa za ločevanje želenega materiala, zato je filtracija manj učinkovita kot centrifugiranje.
Centrifugiranje: Ločevanje se zgodi zelo hitro v primerjavi s filtracijskimi tehnikami. Zato je centrifugiranje učinkovitejše od filtriranja.
Slabosti
Filtracija: Če filtriramo zelo majhne količine raztopine, filtrirni medij lahko absorbira večino te raztopine. Mešanice, ki vsebujejo želatinaste ali drobne delce, se ne filtrirajo dobro. Zato je za ločevanje teh zmesi mogoče uporabiti centrifugiranje.
Centrifugiranje: Ta metoda zahteva znanje in elektriko v primerjavi s filtrirnimi tehnikami.
Stroški
Filtracija: Stroški so odvisni od zapletenosti filtracijskega postopka in navadno preproste filtracijske tehnike ne potrebujejo električne energije tako kot usposobljene osebe. Zato so s tem povezani stroški v primerjavi s centrifugiranjem lahko nizki.
Centrifugiranje: Stroški so visoki v primerjavi s preprosto tehniko filtriranja, ker centrifuga potrebuje elektriko in usposobljene tehnike.
Aplikacije
Filtracija: kavni filter, vodni filter, filter peči za odstranjevanje delcev, pnevmatski transportni sistemi uporabljajo filtre, v laboratoriju se za filtracijo uporablja stekleni lijak, Buchnerjev lijak ali sintrani stekleni lijak. V človeški ledvici se ledvična filtracija uporablja za filtriranje krvi in selektivno ponovno absorpcijo številnih elementov, ki so za telo nujni za vzdrževanje homeostaze.
Centrifugiranje: Ena najpogostejših aplikacij je obdelava blata iz čistilnih naprav, kjer se ločuje trdna snov iz visoko koncentriranih suspenzij. Centrifugiranje se uporablja tudi za postopek obogatitve urana. Poleg tega se ta tehnika uporablja v bioloških raziskavah za izolacijo želene trdne snovi ali tekočine iz zmesi. Poleg tega se s centrifugiranjem odstranjuje maščoba iz mleka za proizvodnjo posnetega mleka, za bistrenje in stabiliziranje vina ter za ločevanje sestavin urina in krvnih elementov v forenzičnih in medicinskih raziskovalnih laboratorijih.
Skratka, filtracija in centrifugiranje sta različni tehniki ločevanja, ključna razlika med njimi pa sta izkoriščena sila in oprema za ločevanje. Posledično imajo lahko bistveno drugačne aplikacije.
