Forskellen mellem filtrering og centrifugering

Nøgleforskel - Filtration vs Centrifugering
 

Inden vi går videre til en dybdegående analyse af forskellen mellem filtrering og centrifugering, de to adskillelsesteknikker, så lad os først se, hvad en adskillelsesteknik er. I biologisk videnskab og teknik anvendes en separeringsteknik til at isolere den ønskede bestanddel fra en blanding. Dette er et masseoverførselsfænomen, der omdanner en blanding af bestanddele til to eller flere forskellige fraktioner. Adskillelse af blandinger afhænger af forskelle i kemiske egenskaber eller fysiske egenskaber såsom masse, densitet, størrelse, form eller kemisk affinitet blandt bestanddelene i en blanding. Separationsteknikker kategoriseres ofte efter de specifikke forskelle, de bruger for at opnå adskillelse. Filtrering og centrifugering er de almindeligt anvendte separeringsteknikker kun baseret på den fysiske bevægelse af ønskede partikler. Det vigtigste forskel mellem filtrering og centrifugering er i den anvendte kraft og metode. Filtrering bruger ofte en sigtningsteknik til at sil / fjerne kontaminanter eller uønskede materialer ved hjælp af tyngdekraften. Dette kan opnås gennem fysiske barrierer, såsom medier, membraner eller sil. Centrifugering anvender centrifugalkraften til at adskille de ønskede forbindelser og partikler baseret på molekylvægten. Centrifugemaskine bruges til denne adskillelse. De tættere forbindelser overføres til ydersiden af ​​centrifugen og kan fjernes derfra. Lad os i denne artikel uddybe forskellene mellem filtrering og centrifugering.

Hvad er filtrering?

Filtrering bruges til at adskille ønskede partikler eller bestanddele i en blanding eller suspension. Afhængig af anvendelsen kan enten en eller flere interesserede komponenter isoleres ved hjælp af filtreringsteknik. det er en fysisk separationsmetode og det er meget vigtigt inden for kemi, fødevarevidenskab og teknik at adskille materialer med forskellig kemisk sammensætning eller at rense forbindelser. Under filtrering forekommer adskillelse ved et enkelt eller flere perforerede lag / sek. Ved filtrering bevares partikler, der er for store til at passere gennem hullerne i det perforerede lag. Derefter kan store partikler danne en rest eller et kagelag oven på filteret og kan også blokere filternet, hvilket forhindrer, at fluidfasen krydser filteret.

Figur 1: Illustration af enkel filtrering.

Hvad er centrifugering?

Centrifugering er en proces, hvorved a centrifugemaskine bruges til at adskille ønskede bestanddele af en kompleks flydende blanding / opslæmning. Som et resultat af centrifugering opsamles bundfaldet hurtigere og fuldstændigt på bunden af ​​centrifugerøret. Den resterende væske er kendt som supernatantvæsken. Denne supernatant overføres derefter enten hurtigt fra røret uden at forstyrre bundfaldet eller fjernes ved hjælp af en Pasteur-pipette. Partiklerne, der udfældes ved centrifugering, afhænger af centrifugalacceleration, partiklernes størrelse og form, volumendelen af ​​faste stoffer, densitetsforskellen mellem partiklen og væsken og viskositeten.

Figur 2: Illustration af centrifugeringsprocessen

Hvad er forskellen mellem filtrering og centrifugering?

Definition af filtrering og centrifugering

Filtrering: handlingen eller processen med at fjerne noget uønsket fra en væske.

centrifugering: processen med at adskille lettere dele af en opløsning eller en blanding.

Kendetegn ved Filtrering og centrifugering

Filtrering og centrifugering kan have markant forskellige egenskaber, og de kan kategoriseres i følgende undergrupper;

Brugt kraft

Filtrering: Tyngdekraften anvendes i filtrering.

centrifugering: Centrifugalkraften anvendes til centrifugering.

Udstyr

Filtrering: Siever eller perforeret lag eller sil eller medier eller fysisk membran eller filtertragt eller deres kombinationer kan anvendes. Nogle filterhjælpemidler kan bruges til at hjælpe filtrering. Disse er almindeligvis ukomprimerbar diatoméjord eller silica.

centrifugering: Centrifugemaskine og centrifugerør anvendes.

Driftsmetode

Filtrering: Store partikler i blandingen kan ikke passere gennem masken / perforeret struktur af filteret, mens væske og små partikler passerer under tyngdekraften, der bliver filtrat (figur 1)

centrifugering: Opløsningsblandingen centrifugeres for at tvinge det tyngre / tættere faste stof til bunden, hvor det ofte skaber en fast kage. Væsken over denne kage kan fjernes eller dekanteres. Denne metode er især nyttig til separering af faste stoffer, der ikke filtrerer godt (F.eks. Gelatinøse eller fine partikler). (Figur 2)

typer

Filtrering: Der er tre filtreringsteknikker baseret på det forventede resultat kendt som varm, kold og vakuumfiltrering. Varm filtrering teknik bruges primært til at adskille faste stoffer fra en varm opløsning. Dette bruges for at undgå krystaludvikling i filtertragten, der kommer i kontakt med opløsningen. Kold filtrering teknik anvendes primært til hurtigt at afkøle opløsningen, der skal krystalliseres. Denne metode resulterer i udviklingen af ​​meget små krystaller i modsætning til at få store krystaller ved langsomt at afkøle opløsningen til en stuetemperatur. Vakuumfiltrering metoden anvendes primært til en lille batch af opløsningen til hurtigt at udtørre små krystaller. Dette er den mest effektive filtreringsteknik sammenlignet med varm og kølig filtrering.

centrifugering: Der er tre centrifugeringsteknikker nemlig mikro-centrifuger, højhastighedscentrifuger og ultra-centrifugeringer. mikrocentrifuge bruges ofte i forskningsaktiviteter til at behandle små mængder biologiske molekyler. Denne maskine er lille nok til at fikse på en bordplade. Højhastighedscentrifuger kan håndtere større prøvemængder og bruges hovedsageligt i storskala industriapplikationer. Ultracentrifugering bruges hovedsageligt til forskningsformål, såsom undersøgelse af biologiske partiklers egenskaber. Det er den mest effektive separationsmetode sammenlignet med mikro-centrifuger og højhastighedscentrifuger.

Formål

Filtrering: Hovedformålet med filtrering er at få det ønskede resultat ved at fjerne urenheder fra en blanding eller til isolering af faste stoffer fra en blanding.

centrifugering: Hovedformålet med centrifugering er isolering af faste stoffer fra en opløsning.

Effektivitet

Filtrering: Enkle filtreringsteknikker kan kræve megen tid til at adskille ønsket materiale, og som et resultat er filtrering mindre effektiv end centrifugering.

centrifugering: Adskillelse sker meget hurtigt sammenlignet med filtreringsteknikker. Derfor er centrifugering mere effektiv end filtrering.

Ulemper

Filtrering: Hvis der filtreres meget små mængder opløsning, kan det meste af denne opløsning absorberes af filtermediet. Blandinger, der indeholder gelatinøse eller fine partikler, filtreres ikke godt. Derfor kan centrifugering anvendes til at adskille disse blandinger.

centrifugering: Denne metode kræver knowhow og elektricitet sammenlignet med filtreringsteknikker.

Koste

Filtrering: Omkostninger afhænger af kompleksiteten i filtreringsprocessen, og som regel kræver enkle filtreringsteknikker ikke elektricitet såvel som uddannede personer. Derfor kan de tilhørende omkostninger være lave sammenlignet med centrifugering.

centrifugering: Omkostningerne er høje sammenlignet med enkel filtreringsteknik, fordi centrifuge har brug for elektricitet såvel som uddannede teknikere.

Applikationer

Filtrering: Kaffefilter, vandfilter, ovnsfilter til fjernelse af partikler. Pneumatiske transportsystemer bruger filtre, i laboratoriet bruges en glastragt, en Buchner-tragt eller sintret glastragt til filtrering. I den menneskelige nyre bruges nyrefiltrering til at filtrere blod og selektiv re-absorption af mange elementer, der er vitale for kroppen for at opretholde homeostase.

centrifugering: En af de mest almindelige applikationer er behandling af spildevandsslam, hvor adskillelse af faststof fra stærkt koncentrerede suspensioner. Centrifugering bruges også til uranberigelsesproces. Derudover anvendes denne teknik i biologisk forskning til isolering af ønsket faststof eller væske fra en blanding. Derudover bruges centrifugering til at fjerne fedt fra mælken til at producere skummetmælk, til at klarlægge og stabilisere vinen og til at adskille urinbestanddele og blodelementer i retsmedicinske og medicinske forskningslaboratorier.

Som konklusion er filtrering og centrifugering forskellige adskillelsesteknikker, og den vigtigste forskel mellem dem er den anvendte kraft og separationsudstyr. Som et resultat kan de have væsentligt forskellige applikationer.

  Referencer: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. og Petrides D.P. Bioseparationer Videnskab og teknik. Oxford University Press, 2003. Cao, W. og Demeler B. (2008). Modellering af analytiske ultracentrifugeringseksperimenter med en adaptiv plads-tid-endelig elementopløsning til multikomponentreaktionssystemer. Biofysisk tidsskrift, (95), 54-65.