Forskel mellem filtrering og centrifugering | Filtrering vs centrifugering
Nøgleforskel - filtrering mod centrifugering
Før vi går videre til en dybdegående analyse af forskellen mellem filtrering og centrifugering, lad os først se, hvad en separations teknik er. I biologisk videnskab og teknik anvendes en separationsteknik til at isolere den ønskede bestanddel fra en blanding. Dette er et massoverførselsfænomen, der omdanner en blanding af bestanddele til to eller flere forskellige fraktioner. Separation 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 til at opnå separation. Filtrering og centrifugering er de almindeligt anvendte separationsmetoder, der kun er baseret på den fysiske bevægelse af ønskede partikler. nøgleforskellen mellem filtrering og centrifugering er i den anvendte kraft og metode. Filtrering bruger ofte en sigteteknik til at spænde / fjerne forurenende stoffer eller uønskede materialer ved hjælp af tyngdekraften. Dette kan opnås gennem fysiske barrierer som medier, membraner eller tømrere. Centrifugering anvender centrifugalkraften til separering af de ønskede forbindelser og partikler baseret på molekylvægten. Centrifuge maskine anvendes til denne adskillelse. De tættere forbindelser overføres til ydersiden af centrifugen og kan fjernes derfra. I denne artikel skal vi 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 applikationen kan enten en eller flere interesserede komponenter isoleres ved anvendelse af filtreringsteknik. Det er en fysisk adskillelsesmetode , og det er meget vigtigt inden for kemi, fødevarevidenskab og ingeniørarbejde at adskille materialer af forskellig kemisk sammensætning eller at rense forbindelser. Under filtrering sker adskillelse ved et enkelt eller flere perforerede lag / s. Ved filtrering bevares partikler, der er for store til at passere gennem hullerne i det perforerede lag. Derefter kan store partikler danne et rest- eller kagelag oven på filteret og kan også blokere filternetværket, hvilket forhindrer fluidfasen i at krydse filteret.
- 2 ->
Figur 1: Illustration af simpel filtrering.
Hvad er centrifugering?
Centrifugering er en proces, hvorved en centrifugemaskine anvendes til at adskille ønskede bestanddele i en kompleks væskeblanding / opslæmning . Som et resultat af centrifugering er bundfaldet hurtigere og fuldstændig samlet på bunden af centrifugerøret. Den resterende væske er kendt som supernatantvæsken. Denne supernatant overføres enten hurtigt hurtigt fra røret uden at forstyrre bundfaldet eller fjernes ved anvendelse af en Pasteur pipette. De partikler, der udfældes under centrifugering, afhænger af centrifugal acceleration, partiklernes størrelse og form, volumendelen af faste stoffer, der er til stede, 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 separere lettere dele af en opløsning eller en blanding.
Karakteristik af Filtrering og centrifugering
Filtrering og centrifugering kan have betydeligt forskellige egenskaber, og de kan kategoriseres i følgende undergrupper;
Force Used
Filtrering: Gravitationsstyrken bruges til filtrering.
Centrifugering: Centrifugalkraften anvendes i centrifugering.
Udstyr
Filtrering: Sikre eller perforeret lag eller sil eller medium eller fysisk membran eller filtertragt eller deres kombinationer kan anvendes. Nogle filterhjælpemidler kan bruges til at hjælpe med filtrering. Disse er almindeligt inkomprimerbare diatoméjord eller silica.
Centrifugering: Centrifuger og centrifugerør anvendes.
Filtrering:
Store partikler i blandingen kan ikke passere gennem filterets mesh / perforerede struktur, mens væske og små partikler passerer under tyngdekraften, der bliver filtrat (Figur 1) Centrifugering:
Opløsningsblandingen centrifugeres for at tvinge det tyngre / tættere faststof til bunden, hvor det ofte skaber en fast kage. Væsken over denne kage kan fjernes eller dekanteres. Denne metode er særlig nyttig til at separere faste stoffer, der ikke filtrerer godt (fx: gelatine eller fine partikler). (Figur 2) Typer
Filtrering:
Der er tre filtreringsteknikker baseret på det forventede resultat kendt som varm, kold og vakuumfiltrering. Hot Filtrering teknik anvendes primært til at adskille faste stoffer fra en varm opløsning. Dette bruges til at undgå krystaludvikling i filtertragten, der kommer i kontakt med opløsningen. Koldfiltrering teknik anvendes primært til hurtig afkøling af opløsningen, der skal krystalliseres. Denne metode resulterer i udvikling af meget små krystaller som modstand mod at få store krystaller ved langsomt at afkøle opløsningen til stuetemperatur. Væskefiltrering -metoden bruges primært til en lille portion af opløsningen til hurtigt at tørre ud små krystaller. Dette er den mest effektive filtreringsteknik sammenlignet med varm og kølig filtrering. Centrifugering:
Der er tre centrifugeringsteknikker nemlig mikrocentrifuger, højhastighedsscentrifuger og ultracentrifugeringer. Mikrocentrifuge anvendes ofte i forskningsaktiviteter til behandling af små mængder biologiske molekyler. Denne maskine er lille nok til at fikse på en bordplade. Centrifuger med høj hastighed kan håndtere større prøvevolumener og anvendes hovedsageligt i industrielle applikationer i stor skala. Ultracentrifugering anvendes hovedsagelig til forskningsformål, såsom at studere egenskaber af biologiske partikler. Det er den mest effektive separationsmetode sammenlignet med mikrocentrifuger og højhastighedsscentrifuger. Formål
Filtrering:
Hovedformålet med filtrering er at opnå det ønskede resultat ved at fjerne urenheder fra en blanding eller til isolering af faste stoffer fra en blanding. Centrifugering:
Hovedformålet med centrifugering er isoleringen af faste stoffer fra en opløsning. Effektivitet
Filtrering:
Enkle filtreringsteknikker kan have brug for meget tid til at adskille ønsket materiale, og filtreringen er derfor mindre effektiv end centrifugering. Centrifugering:
Separation sker meget hurtigt i forhold til filtreringsteknikker. Derfor er centrifugering mere effektiv end filtrering. Ulemper
Filtrering:
Hvis meget små mængder opløsning filtreres, kan det meste af denne opløsning absorberes af filtermediet. Blandinger indeholdende gelatinøse eller fine partikler filtrerer ikke godt. Derfor kan centrifugering anvendes for at adskille disse blandinger. Centrifugering:
Denne metode kræver know-how og elektricitet i forhold til filtreringsteknikker. Omkostninger
Filtrering:
Omkostningerne afhænger af filtreringsprocessens kompleksitet, og som regel kræver simple filtreringsteknikker ikke elektricitet såvel som uddannede personer. Derfor kan den dermed forbundne omkostning være lav sammenlignet med centrifugering. Centrifugering:
Omkostningerne er høje sammenlignet med simpel filtreringsteknik, fordi centrifugen har brug for elektricitet såvel som uddannede teknikere. Applikationer
Filtrering:
Kaffefilter, vandfilter, ovnfilter til fjernelse af partikler. Pneumatiske transportsystemer bruger filtre i laboratoriet en glastragt, en Buchner-trakt eller sintret glastragt bruges til filtrering. I den humane nyre bruges nyretilfiltrering til at filtrere blod og selektiv genoptagelse af mange elementer, der er vitale for kroppen for at opretholde homeostase. Centrifugering:
En af de mest almindelige anvendelser er behandlingen af spildevandsslam, hvor adskillelsen af faststof fra stærkt koncentrerede suspensioner. Centrifugering anvendes også til uranberigelsesprocessen. Udover det er denne teknik anvendt i biologisk forskning til isolering af ønsket faststof eller væske fra en blanding.Desuden anvendes centrifugering til fjernelse af fedt fra mælk til fremstilling af skummetmælk, for at afklare og stabilisere vinen og at adskille urinbestanddele og blodelementer i retsmedicinske og medicinske laboratorier. Afslutningsvis er filtrering og centrifugering forskellige separationsmetoder, og nøgleforskellen mellem dem er den anvendte kraft og separationsudstyr. Som følge heraf kan de have væsentligt forskellige applikationer.
Referencer: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. og Petrides D. P. Bioseparations Videnskab og Teknologi. Oxford University Press, 2003. Cao, W. og Demeler B. (2008). Modellering Analytiske Ultracentrifugeringsforsøg med en Adaptiv Space-Time Finite Element Solution for Multicomponent Reacting Systems.
Biofysisk Journal, (95), 54-65.
