Разлика между филтрация и центрофугиране

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Основна разлика - Филтрация срещу центрофугиране

Преди да преминем към задълбочен анализ на разликата между филтрация и центрофугиране, двете техники на разделяне, нека първо видим какво представлява техниката на разделяне. В биологичната наука и инженерство се използва техника за разделяне, за да се изолира желаната съставка от смес. Това е феномен на масовия трансфер, който превръща смес от съставни части в две или повече отделни фракции. Разделянето на смесите зависи от разликите в химичните свойства или физичните свойства като маса, плътност, размер, форма или химичен афинитет, сред съставките на сместа. Техниките за разделяне често се категоризират според специфичните разлики, които използват за постигане на разделяне. Филтрацията и центрофугирането са често използваните техники за разделяне, основаващи се само на физическото движение на желаните частици. Ключовата разлика между филтрирането и центрофугирането е в използваната сила и метод. Филтрацията често използва пресяваща техника за прецеждане / отстраняване на замърсители или нежелани материали с помощта на гравитацията. Това може да се постигне чрез физически бариери като среда, мембрани или филтри. Центрофугирането използва центробежната сила за отделяне на желаните съединения и частици на базата на молекулното тегло. За това разделяне се използва центрофужна машина. По-плътните съединения се прехвърлят от външната страна на центрофугата и могат да бъдат отстранени от там. В тази статия нека разгледаме подробно разликите между филтрирането и центрофугирането. Филтрацията често използва пресяваща техника за прецеждане / отстраняване на замърсители или нежелани материали с помощта на гравитацията. Това може да се постигне чрез физически бариери като среда, мембрани или филтри. Центрофугирането използва центробежната сила за отделяне на желаните съединения и частици на базата на молекулното тегло. За това разделяне се използва центрофужна машина. По-плътните съединения се прехвърлят от външната страна на центрофугата и могат да бъдат отстранени от там. В тази статия нека разгледаме подробно разликите между филтрирането и центрофугирането. Филтрацията често използва пресяваща техника за прецеждане / отстраняване на замърсители или нежелани материали с помощта на гравитацията. Това може да се постигне чрез физически бариери като среда, мембрани или филтри. Центрофугирането използва центробежната сила за отделяне на желаните съединения и частици на базата на молекулното тегло. За това разделяне се използва машина за центрофуги. По-плътните съединения се прехвърлят от външната страна на центрофугата и могат да бъдат отстранени от там. В тази статия нека разгледаме по-подробно разликите между филтрирането и центрофугирането. По-плътните съединения се прехвърлят от външната страна на центрофугата и могат да бъдат отстранени от там. В тази статия нека разгледаме подробно разликите между филтрирането и центрофугирането. По-плътните съединения се прехвърлят от външната страна на центрофугата и могат да бъдат отстранени от там. В тази статия нека разгледаме подробно разликите между филтрирането и центрофугирането.

Какво е филтрация?

Филтрацията се използва за отделяне на желаните частици или съставки в смес или суспензия. В зависимост от приложението, един или повече заинтересовани компоненти могат да бъдат изолирани с помощта на техника на филтриране. Това е метод за физическо разделяне и е много важно в химията, хранителната наука и инженерството да се отделят материали с различен химичен състав или да се пречистят съединенията. По време на филтрацията се отделя при единичен или множество перфорирани слоеве. При филтрирането се задържат частици, които са твърде големи, за да преминат през отворите на перфорирания слой. След това големи частици могат да образуват остатъчен или кексов слой върху филтъра и могат също така да блокират филтърната мрежа, предотвратявайки преминаването на течната фаза през филтъра.

Фигура 1: Илюстрация на проста филтрация.

Какво е центрофугиране?

Центрофугирането е процес, при който машина за центрофугиране се използва за отделяне на желаните съставки на сложна течна смес / суспензия. В резултат на центрофугирането утайката се събира по-бързо и изцяло на дъното на центрофужната тръба. Останалата течност е известна като супернатантна течност. След това тази супернатанта се прехвърля бързо от епруветката, без да се нарушава утайката, или се отстранява с помощта на пастьорска пипета. Утаените частици при центрофугиране зависят от центробежното ускорение, размера и формата на частиците, обемната част на наличните твърди вещества, разликата в плътността между частицата и течността и вискозитета.

Фигура 2: Илюстрация на процеса на центрофугиране

Каква е разликата между филтрация и центрофугиране?

Определение за филтрация и центрофугиране

Филтрация: актът или процесът на отстраняване на нещо нежелано от течност.

Центрофугиране: процесът на отделяне на по-леки части от разтвор или смес.

Характеристики на филтрацията и центрофугирането

Филтрацията и центрофугирането могат да имат значително различни характеристики и те могат да бъдат категоризирани в следните подгрупи;

Използвана сила

Филтрация: Гравитационната сила се използва при филтриране.

Центрофугиране: Центробежната сила се използва при центрофугиране.

Оборудване

Филтрация: Могат да се използват сита или перфориран слой или цедка или среда или физическа мембрана или филтърна фуния или техни комбинации. Някои помощни средства за филтриране могат да се използват за подпомагане на филтрирането. Това обикновено са несвиваеми диатомити или силициев диоксид.

Центрофугиране: Използват се центрофугираща машина и центрофужни епруветки.

Метод на действие

Филтрация: Големите частици в сместа не могат да преминат през окото / перфорираната структура на филтъра, докато течността и малките частици преминават под силата на гравитацията, превръщайки се във филтрат (Фигура 1)

Центрофугиране: Разтворната смес се центрофугира, за да принуди по-тежкото / плътно твърдо вещество към дъното, където често създава твърда питка. Течността над тази торта може да се отстрани или декантира. Този метод е особено полезен за отделяне на твърди вещества, които не се филтрират добре (Например: желатинови или фини частици). (Фигура 2)

Видове

Филтрация: Има три техники за филтриране, базирани на очаквания резултат, известни като гореща, студена и вакуумна филтрация. Техниката на гореща филтрация се използва предимно за отделяне на твърдите вещества от горещ разтвор. Това се използва, за да се избегне развитието на кристали във филтърната фуния, която влиза в контакт с разтвора. Техниката на студена филтрация се използва предимно за бързо охлаждане на разтвора, който трябва да кристализира. Този метод води до развитието на много малки кристали, за разлика от получаването на големи кристали чрез бавно охлаждане на разтвора до стайна температура. Методът на вакуумна филтрация се използва предимно за малка партида от разтвора за бързо изсъхване на малки кристали. Това е най-ефективната техника на филтриране в сравнение с гореща и хладна филтрация.

Центрофугиране: Има три техники на центрофугиране, а именно микро-центрофуги, високоскоростни центрофуги и ултра-центрофугиране. Микроцентрифугата често се използва в изследователски дейности за обработка на малки количества биологични молекули. Тази машина е достатъчно малка, за да се фиксира върху плот на маса. Високоскоростните центрофуги могат да обработват по-големи обеми проби и се използват главно в широкомащабни индустриални приложения. Ултра-центрофугирането се използва главно за изследователски цели като изследване на свойствата на биологичните частици. Това е най-ефективният метод за разделяне в сравнение с микроцентрофугите и високоскоростните центрофуги.

Предназначение

Филтриране: Основната цел на филтрирането е получаването на желания резултат чрез отстраняване на примеси от смес или за изолиране на твърди вещества от сместа.

Центрофугиране: Основната цел на центрофугирането е изолирането на твърди вещества от разтвор.

Ефективност

Филтрация: Простите филтриращи техники може да се нуждаят от много време за отделяне на желания материал и в резултат филтрирането е по-малко ефективно от центрофугирането.

Центрофугиране: Разделянето става много бързо в сравнение с техниките за филтриране. Следователно центрофугирането е по-ефективно от филтрирането.

Недостатъци

Филтрация: Ако се филтрират много малки количества разтвор, по-голямата част от този разтвор може да бъде абсорбирана от филтриращата среда. Смеси, съдържащи желатинови или фини частици, не се филтрират добре. Следователно за разделяне на тези смеси може да се използва центрофугиране.

Центрофугиране: Този метод изисква ноу-хау и електричество в сравнение с техниките за филтриране.

Разходи

Филтрация: Цената зависи от сложността на процеса на филтриране и обикновено простите техники за филтриране не изискват електричество, както и обучени лица. Следователно свързаните разходи могат да бъдат ниски в сравнение с центрофугирането.

Центрофугиране: Цената е висока в сравнение с обикновената техника на филтриране, тъй като центрофугата се нуждае от електричество, както и от обучени техници.

Приложения

Филтрация: Кафе филтър, филтър за вода, филтър за пещи за отстраняване на частици, Пневматични конвейерни системи използват филтри, в лабораторията за филтриране се използва стъклена фуния, фуния на Бухнер или синтерована стъклена фуния В човешкия бъбрек бъбречната филтрация се използва за филтриране на кръвта и селективно повторно усвояване на много елементи, жизненоважни за организма за поддържане на хомеостазата.

Центрофугиране: Едно от най-често срещаните приложения е третирането на утайки от отпадъчни води, при които се отделя твърдо вещество от силно концентрирани суспензии. Центрофугирането се използва и за процес на обогатяване на уран. В допълнение към това, тази техника се използва в биологични изследвания за изолиране на желаното твърдо вещество или течност от смес. В допълнение, центрофугирането се използва за отстраняване на мазнини от млякото за производство на обезмаслено мляко, за избистряне и стабилизиране на виното и за отделяне на съставките на урината и кръвните елементи в лабораториите за криминалистични и медицински изследвания.

В заключение, филтрирането и центрофугирането са различни техники на разделяне и ключовата разлика между тях е използваната сила и оборудване за разделяне. В резултат на това те могат да имат съществено различни приложения.