Különbség a szűrés és a centrifugálás között | Szűrés vs centrifugálás
Kulcskülönbség - szűrés / centrifugálás
Mielőtt a szűrés és a centrifugálás közötti különbség mélyreható elemzésére, a két elválasztási technikára lépnénk, először nézzük meg, mi az elválasztási technika. A biológiai tudományban és a mérnöki munkában elválasztási technikát alkalmaznak a kívánt alkotórész elkülönítésére a keverékből. Ez egy tömegátviteli jelenség, amely az összetevők keverékét két vagy több különálló frakcióvá alakítja át. A keverékek elválasztása a kémiai tulajdonságok vagy fizikai tulajdonságok, például a tömeg, a sűrűség, a méret, a forma vagy a kémiai affinitás különbségeitől függ. Az elválasztási technikákat gyakran osztályozzák az elválasztás elérése érdekében alkalmazott különbségeknek megfelelően. A szűrés és a centrifugálás a leggyakrabban használt elválasztási eljárások, amelyek kizárólag a kívánt részecskék fizikai mozgására épülnek. A kulcskülönbség a szűrés és a centrifugálás között a felhasznált erő és módszer. A szűrés gyakran szitálási technikát alkalmaz a szennyező anyagok vagy nemkívánatos anyagok eltávolítására / eltávolítására a gravitáció segítségével. Ez fizikai akadályokkal, például médiumokkal, membránokkal vagy szűrőkkel érhető el. A centrifugálás a centrifugális erőt használja a kívánt vegyületek és szemcsék elkülönítésére a molekulatömeg alapján. A szétválasztáshoz centrifugáló gépet használnak. A sűrűbb vegyületek átjutnak a centrifugába és eltávolíthatók innen. Ebben a cikkben dolgozzuk ki a szűrés és a centrifugálás közötti különbségeket.
Mi a szűrés?
A szűrést a kívánt részecskék vagy összetevők elválasztására használják keverékben vagy szuszpenzióban. Az alkalmazástól függően egy vagy több érdekelt komponens elkülöníthető szűrési technikával. egy fizikai szétválasztási módszer , és nagyon fontos a kémia, az élelmiszer-tudomány és a mérnöki feladatok különféle kémiai összetételű anyagok elválasztására vagy a vegyületek tisztítására. Szűrés közben az elválasztás egy vagy több perforált rétegben történik. A szűrés során olyan részecskék maradnak meg, amelyek túlságosan nagyok ahhoz, hogy áthatoljanak a perforált réteg lyukakon. Ezután a nagy részecskék a szűrő tetején maradékot vagy torta réteget képezhetnek, és blokkolhatják a szűrőhálót is, megakadályozva, hogy a folyadékfázis átjusson a szűrőn.
--2 ->
1. ábra: Az egyszerű szűrés ábrája.
Mi a centrifugálás?
A centrifugálás egy olyan eljárás, amellyel centrifugáló gépet alkalmazunk a komplex folyékony keverék / szuszpenzió kívánt alkotórészeinek elválasztására. A centrifugálás eredményeképpen a csapadék gyorsabban és teljesen összegyűlik a centrifuga cső alján. A fennmaradó folyadék a felülúszó folyadékként ismert. Ezt a felülúszót vagy gyorsan átvisszük a csőből a csapadék zavarása nélkül, vagy eltávolítjuk egy Pasteur pipettával. A centrifugálással kicsapódó részecskék a centrifugális gyorsulás, a részecskék méretének és alakjának, a jelen lévő szilárd anyagok térfogati részének, a részecske és a folyadék közötti sűrűségi különbségnek és a viszkozitásnak felelnek meg.
2. ábra: Centrifugálási folyamat ábrázolása
Mi a különbség a szűrés és a centrifugálás között?
Szűrés és centrifugálás meghatározása
Szűrés: a folyadéktól nem kívánt valami eltávolításának lépése vagy eljárása.
Centrifugálás: az oldat vagy keverék könnyebb részei elválasztásának folyamata.
Szűrés és centrifugálás
A szűrés és a centrifugálás lényegesen eltérő lehet, és ezek a következő alcsoportokba sorolhatók;
Kényszerített
Szűrés: A gravitációs erőt szűrjük.
Centrifugálás: A centrifugális erő centrifugálással történik.
Berendezések
Szűrés: Szitákat vagy perforált réteget vagy szűrőt vagy médiát vagy fizikai membránt vagy szűrőtölcsért vagy azok kombinációit használhatják. Néhány szűrő segédeszköz használható a szűréshez. Ezek általában nem elnyomható kovaföld vagy szilícium-dioxid.
Centrifugálás: Centrifugáló gépet és centrifuga csöveket használnak.
Üzemeltetés
Szűrés: A keverékben lévő nagy részecskék nem tudnak áthaladni a szűrő hálón / perforált szerkezetében, miközben folyadék és apró részecskék haladnak át a gravitáció erejével szűréssel (1. ábra)
Centrifugálás: Az oldatkeveréket centrifugáljuk, hogy a nehezebb / sűrűbb szilárd anyagot az aljára helyezzük, ahol gyakran létrehozunk egy szilárd süteményt. A fenti cake feletti folyadék eltávolítható vagy dekantálható. Ez a módszer különösen alkalmas olyan szilárd anyagok szétválasztására, amelyek nem szűrődnek jól (pl.: zselatin vagy finom részecskék). (2. ábra)
Típusok
Szűrés: A három szűrési technikát a várható, meleg, hideg és vákuumos szűrés alapján. Forró szűrés A technikát elsősorban forró oldatból választjuk ki. Ezt azért használják, hogy elkerülje a kristályfejlődést a szűrőtölcsérben, amely érintkezésbe kerül a megoldással. Hidegszűrés A technikát elsősorban a kristályosodó oldat gyors hűtésére használják. Ez a módszer nagyon kicsi kristályok kialakulását eredményezi, szemben a nagy kristályok kialakulásával, ha az oldatot lassan szobahőmérsékletre hűtjük. Vákuumszûrés módszer elsõsorban az apró oldat kiszerelésére szolgál a kisméretű kristályok gyorsan kiszáradásához. Ez a leghatékonyabb szűrési technika a forró és hűvös szűréshez képest.
Centrifugálás: Három centrifugációs technika 999, azaz mikrocentrifugák, nagysebességű centrifugák és ultracentrifugálás. Microcentrifuge gyakran használják a kutatási tevékenységekben kis mennyiségű biológiai molekulák feldolgozására. Ez a gép elég kicsi ahhoz, hogy rögzítse az asztallapra. Nagysebességű centrifugák képesek nagyobb mintavételi mennyiséget kezelni, és elsősorban nagyipari alkalmazásokban használják. Az ultracentrifugálást elsősorban kutatási célokra használják, mint például a biológiai részecskék tulajdonságainak tanulmányozása. Ez a leghatékonyabb elválasztási módszer a mikrocentrifugákhoz és a nagysebességű centrifugákhoz képest. Cél
Szűrés:
A szűrés fő célja a kívánt eredmény elérése azáltal, hogy eltávolítja a szennyeződéseket a keverékből vagy a szilárd anyagok elkülönítéséből. Centrifugálás:
A centrifugálás fő célja a szilárd anyagok elkülönítése oldatból. Hatékonyság
Szűrés:
Az egyszerű szűrési technikák sok időt igényelhetnek a kívánt anyag elválasztására, és ennek eredményeként a szűrés kevésbé hatékony, mint a centrifugálás. Centrifugálás:
Az elválasztás nagyon gyorsan megy végbe a szűrési technikákhoz képest. Ezért a centrifugálás hatékonyabb, mint a szűrés. Hátrányok
Szűrés:
Ha nagyon kis mennyiségű oldatot szűrünk, a legtöbb oldatot a szűrőközeg elnyeli. A zselatinos vagy finom részecskéket tartalmazó keverékek nem szűrődnek jól. Ezért ezeket a keverékeket elkülöníteni lehet centrifugálással. Centrifugálás:
Ez a módszer know-how-ot és villamos energiát igényel a szűrési technikákhoz képest. Költség
Szűrés:
A költségek a szűrési folyamat összetettségétől függnek, és általában az egyszerű szűrési technikák nem igénylik a villamos energiát, valamint a képzett személyeket. Ezért a kapcsolódó költség alacsony lehet a centrifugáláshoz képest. Centrifugálás:
A költségek egyszerűek az egyszerű szűrési technikához képest, mivel a centrifuga villamos energiát igényel, valamint képzett szakembereket. Alkalmazások
Szűrés:
Kávésszűrő, vízszűrő, kemencék szűrése a részecskék eltávolítására, A pneumatikus szállítórendszerek szűrőket, laboratóriumot, üvegtölcsért, Buchner tölcsért vagy szinterezett üvegtölcsért használnak szűréshez. Az emberi veseben a vesefiltrációt használják a vér szűrésére és a szervezetben létfontosságú elemek szelektív újrafelszívódására a homeosztázis fenntartása érdekében. Centrifugálás:
Az egyik leginkább közös alkalmazás a szennyvíziszap kezelése, ahol a szilárd anyag szétválasztása a nagy koncentrációjú szuszpenzióktól. A centrifugálást urándúsító eljáráshoz is alkalmazzák. Ezenkívül ezt a technikát a biológiai kutatásban használják a kívánt szilárd vagy folyadék keverékből történő izolálására.Ezenkívül centrifugálást alkalmaznak a tejből származó zsír eltávolítására a sovány tej előállítására, a bor tisztítására és stabilizálására, valamint a vizelet összetevők és vérelemek különválasztására a bírósági és orvosi laboratóriumokban. Összefoglalva, a szűrés és a centrifugálás különböző elválasztási technikák, és a legfontosabb különbség közöttük az alkalmazott erő és szétválasztó berendezés. Ennek eredményeként lényegesen eltérő alkalmazásokkal rendelkezhetnek.
Referenciák: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. és Petrides D. P. Bioseparations Science and Engineering. Oxford University Press, 2003. Cao, W. és Demeler B. (2008). Modellezés Analitikus Ultracentrifugációs kísérletek egy adaptív űr-idővel véges elemes megoldással a többkomponensű reaktív rendszerekhez.
Biophysical Journal, (95), 54-65.
