Diferența dintre filtrare și centrifugare | Filtrare vs Centrifugare

Înainte de a trece la o analiză aprofundată a diferenței dintre filtrare și centrifugare, cele două tehnici de separare, să vedem mai întâi ce este o tehnică de separare. În știința biologică și inginerie, se utilizează o tehnică de separare pentru a izola constituentul dorit dintr-un amestec. Acesta este un fenomen de transfer de masă care transformă un amestec de constituenți în două sau mai multe fracții distincte. Separarea amestecurilor depinde de diferențele dintre proprietățile chimice sau proprietățile fizice, cum ar fi masa, densitatea, mărimea, forma sau afinitatea chimică, printre constituenții unui amestec. Tehnicile de separare sunt deseori clasificate în funcție de diferențele specifice pe care le utilizează pentru a realiza separarea. Filtrarea și centrifugarea sunt tehnicile de separare utilizate în mod obișnuit, bazate numai pe mișcarea fizică a particulelor dorite. Diferența cheie între filtrarea și centrifugarea este în forța și metoda utilizate. Filtrarea folosește adesea o tehnică de cernere pentru a împrăștia / îndepărta contaminanții sau materialele nedorite cu ajutorul gravitației. Acest lucru se poate realiza prin bariere fizice, cum ar fi mediile, membranele sau filtrele. Centrifugarea utilizează forța centrifugă pentru a separa compușii și particulele dorite pe baza greutății moleculare. Pentru această separare se folosește mașina de centrifugare. Compușii mai densi se transferă în afara centrifugii și pot fi îndepărtați de acolo. În acest articol, să analizăm diferențele dintre filtrare și centrifugare.

Ce este filtrarea?

Filtrarea este utilizată pentru separarea particulelor sau constituenților dorite într-un amestec sau suspensie. În funcție de aplicație, una sau mai multe componente interesate pot fi izolate folosind tehnica de filtrare. Este o metodă fizică de separare și este foarte importantă în chimie, știință alimentară și inginerie pentru a separa materiale cu compoziție chimică diferită sau pentru a purifica compușii. În timpul filtrării, separarea are loc la un singur strat sau mai multe straturi perforate. În filtrare, particule care sunt prea mari pentru a trece prin găurile stratului perforat sunt reținute. Apoi, particulele mari pot forma un strat de reziduuri sau de turtă în partea superioară a filtrului și pot bloca, de asemenea, ochiurile de filtru, împiedicând faza lichidului să traverseze filtrul.

- 2 ->

Figura 1: Ilustrație de filtrare simplă.

Ce este centrifugarea?

Centrifugarea este un proces prin care se folosește o mașină de centrifugare pentru a separa constituenții doriți dintr-un amestec lichid complex / suspensie . Ca rezultat al centrifugării, precipitatul se colectează mai rapid și complet pe fundul tubului de centrifugare. Lichidul rămas este cunoscut ca lichid supernatant. Acest supernatant este apoi transferat rapid din tub fără a deranja precipitatul sau se îndepărtează utilizând o pipetă Pasteur. Particulele care precipită în centrifugare depind de accelerația centrifugală, dimensiunea și forma particulelor, porțiunea de volum a solidelor prezente, diferența de densitate dintre particule și fluid și vâscozitatea.

Figura 2: Ilustrația procesului de centrifugare

Care este diferența dintre filtrare și centrifugare?

Definiția filtrării și centrifugării

Filtrarea: acțiunea sau procesul de îndepărtare a unui lucru nedorit dintr-un lichid.

Centrifugare: procesul de separare a porțiunilor mai ușoare dintr-o soluție sau dintr-un amestec.

Caracteristicile filtrării și centrifugării Filtrarea și centrifugarea pot avea caracteristici semnificativ diferite și pot fi clasificate în următoarele subgrupe;

Forța utilizată

Filtrarea:

Forța gravitațională este utilizată în filtrare. Centrifugare:

Forța centrifugă este utilizată la centrifugare. Echipamente

Filtrare:

Pot fi utilizate straturi sau straturi perforate sau filtre sau medii sau membrane fizice sau pâlnie de filtrare sau combinații ale acestora. Unele filtre pot fi utilizate pentru a ajuta la filtrare. Acestea sunt de obicei pietre de diatomee incompresibile sau silice. Centrifugare:

Sunt utilizate tuburi de centrifugare și mașini de centrifugare. Metoda de operare

Filtrarea:

Particulele mari din amestec nu pot trece prin structura perforată a filtrului, în timp ce particulele mici trec sub forța gravitațională, devenind filtrat (Figura 1) Centrifugare: Amestecul de soluție este centrifugat pentru a forța solidul mai greu / dens la fund, unde creează frecvent un tort ferm. Lichidul de deasupra acestui tort poate fi îndepărtat sau decantat. Această metodă este deosebit de utilă pentru separarea solidelor care nu se filtrează bine (de exemplu: particule fine sau gelatinoase). (Figura 2)

Tipuri Filtrare:

Există

trei tehnici de filtrare bazate pe rezultatul anticipat cunoscut sub numele de filtrare la cald, la rece și în vid. Tehnica de filtrare fierbinte este utilizată în primul rând pentru separarea solidelor dintr-o soluție fierbinte. Acest lucru este folosit pentru a evita dezvoltarea cristalului în pâlnia de filtrare care vine în contact cu soluția. Tehnica de filtrare rece este utilizată în primul rând pentru a răci rapid soluția care urmează să fie cristalizată. Această metodă are ca rezultat dezvoltarea unor cristale foarte mici, care se opun obținerii unor cristale mari prin răcirea lentă a soluției la temperatura camerei. Metoda de filtrare prin vid este utilizată în primul rând pentru un șarj mic al soluției pentru a usca rapid cristalele mici. Aceasta este cea mai eficientă tehnică de filtrare comparativ cu filtrarea la rece și rece. Centrifugare: Există

trei tehnici de centrifugare , și anume centrifuge microcentrale, centrifuge de mare viteză și ultra-centrifugare. Microcentrifuga este adesea folosită în activitățile de cercetare pentru a procesa volume mici de molecule biologice. Această mașină este suficient de mică pentru a se fixa pe o masă. Centrifugele de mare viteză pot gestiona volume mai mari de eșantioane și sunt utilizate în principal în aplicații industriale la scară largă. Ultra-centrifugarea este folosită în principal în scopuri de cercetare, cum ar fi studierea proprietăților particulelor biologice. Este cea mai eficientă metodă de separare în comparație cu microcentrifugele și centrifugele de mare viteză. Scop Filtrare:

Scopul principal al filtrării este obținerea rezultatului dorit prin îndepărtarea impurităților dintr-un amestec sau pentru izolarea solidelor dintr-un amestec.

Centrifugare: Scopul principal al centrifugării este izolarea solidelor dintr-o soluție.

Eficiența Filtrarea:

Tehnicile simple de filtrare pot necesita mult timp pentru a separa materialul dorit și, ca urmare, filtrarea este mai puțin eficientă decât centrifugarea.

Centrifugare: Separarea are loc foarte rapid în comparație cu tehnicile de filtrare. Prin urmare, centrifugarea este mai eficientă decât filtrarea.

Dezavantaje Filtrare:

Dacă sunt filtrate cantități foarte mici de soluție, cea mai mare parte a acestei soluții poate fi absorbită de mediul de filtrare. Amestecurile care conțin particule gelatinoase sau fine nu se filtrează bine. Prin urmare, pentru separarea acestor amestecuri se poate utiliza centrifugarea.

Centrifugare: Această metodă necesită know-how și energie electrică în comparație cu tehnicile de filtrare.

Cost Filtrare:

Costul depinde de complexitatea procesului de filtrare și, de obicei, tehnicile simple de filtrare nu necesită electricitate, nici persoane instruite. Prin urmare, costul asociat poate fi scăzut în comparație cu centrifugarea.

Centrifugare: Costul este ridicat comparativ cu tehnica de filtrare simplă, deoarece centrifuga necesită electricitate, precum și tehnicieni instruiți.

Aplicații Filtrare:

Filtru de cafea, filtru de apă, filtru de cuptoare pentru îndepărtarea particulelor, Filtrarea sistemelor pneumatice utilizează filtre, în laborator, o pâlnie de sticlă, o pâlnie Buchner sau o pâlnie de sticlă sinterizată. În rinichiul uman, filtrarea renală este folosită pentru filtrarea sângelui și pentru reabsorbția selectivă a multor elemente vitale pentru ca organismul să mențină homeostazia.

Centrifugare: Una dintre cele mai

aplicații comune este tratarea nămolurilor de epurare în cazul în care se separă solidul de suspensii foarte concentrate. Centrifugarea este de asemenea folosită pentru procesul de îmbogățire a uraniului. În plus, această tehnică este utilizată în cercetarea biologică pentru izolarea solidului sau lichidului dorit dintr-un amestec.În plus, centrifugarea este utilizată pentru a îndepărta grăsimea din lapte pentru a produce laptele degresat, pentru a clarifica și stabiliza vinul și pentru a separa constituenții de urină și elementele sangvine din laboratoarele de cercetare medico-legale și medicale. În concluzie, filtrarea și centrifugarea sunt tehnici de separare diferite, iar diferența principală dintre acestea este forța utilizată și echipamentul de separare. Ca rezultat, pot avea aplicații substanțial diferite. Referințe: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. și Petrides D. P. Bioseparations Science and Engineering. Oxford University Press, 2003. Cao, W. și Demeler B. (2008). Experimente ultracentrifugare analitice de modelare cu o soluție adaptivă de timp-timp pentru sisteme cu reacție multicomponentă.

Jurnalul Biophysical,

(95), 54-65.