Klíčový rozdíl - filtrace vs. odstředění
Než přejdeme k hloubkové analýze rozdílu mezi filtrací a odstředěním, dvěma separačními technikami, nejprve se podívejme, co je to separační technika. V biologických vědách a inženýrství se k izolaci požadované složky ze směsi používá separační technika. Jedná se o fenomén přenosu hmoty, který převádí směs složek na dvě nebo více odlišných frakcí. Oddělení směsí závisí na rozdílech v chemických vlastnostech nebo fyzikálních vlastnostech, jako je hmotnost, hustota, velikost, tvar nebo chemická afinita, mezi složkami směsi. Separační techniky jsou často kategorizovány podle konkrétních rozdílů, které používají k dosažení separace. Filtrace a centrifugace jsou běžně používané separační techniky založené pouze na fyzickém pohybu požadovaných částic. Klíčový rozdíl mezi filtrací a odstředěním je v použité síle a metodě. Filtrace často využívá sítovací techniku k napínání / odstraňování nečistot nebo nežádoucích materiálů pomocí gravitace. Toho lze dosáhnout fyzickými překážkami, jako jsou média, membrány nebo síta. Odstředění využívá odstředivou sílu k oddělení požadovaných sloučenin a částic na základě molekulové hmotnosti. K této separaci se používá odstředivkový stroj. Hustší sloučeniny se přenesou na vnější stranu odstředivky a odtud je lze odstranit. V tomto článku pojďme rozvinout rozdíly mezi filtrací a odstředěním. Filtrace často používá sítovací techniku k napínání / odstraňování nečistot nebo nežádoucích materiálů pomocí gravitace. Toho lze dosáhnout fyzickými překážkami, jako jsou média, membrány nebo síta. Odstředění využívá odstředivou sílu k oddělení požadovaných sloučenin a částic na základě molekulové hmotnosti. K této separaci se používá odstředivkový stroj. Hustší sloučeniny se přenesou na vnější stranu odstředivky a odtud je lze odstranit. V tomto článku pojďme rozvinout rozdíly mezi filtrací a odstředěním. Filtrace často využívá sítovací techniku k napínání / odstraňování nečistot nebo nežádoucích materiálů pomocí gravitace. Toho lze dosáhnout fyzickými překážkami, jako jsou média, membrány nebo síta. Odstředění využívá odstředivou sílu k oddělení požadovaných sloučenin a částic na základě molekulové hmotnosti. K této separaci se používá odstředivkový stroj. Hustší sloučeniny se přenesou na vnější stranu odstředivky a odtud je lze odstranit. V tomto článku pojďme rozvinout rozdíly mezi filtrací a odstředěním. Hustší sloučeniny se přenesou na vnější stranu odstředivky a odtud je lze odstranit. V tomto článku pojďme rozvinout rozdíly mezi filtrací a odstředěním. Hustší sloučeniny se přenesou na vnější stranu odstředivky a odtud je lze odstranit. V tomto článku pojďme rozvinout rozdíly mezi filtrací a odstředěním.
Co je to filtrace?
Filtrace se používá k oddělení požadovaných částic nebo složek ve směsi nebo suspenzi. V závislosti na aplikaci lze pomocí filtrační techniky izolovat jednu nebo více zainteresovaných komponent. Jedná se o fyzikální separační metodu a v chemii, potravinářství a strojírenství je velmi důležité separovat materiály různého chemického složení nebo čistit sloučeniny. Během filtrace dochází k separaci v jedné nebo více perforovaných vrstvách. Při filtraci jsou zadrženy částice, které jsou příliš velké na to, aby prošly otvory v perforované vrstvě. Velké částice pak mohou na povrchu filtru tvořit zbytkovou nebo koláčovou vrstvu a mohou také blokovat sítko filtru a bránit tomu, aby kapalná fáze prošla filtrem.
Obrázek 1: Ilustrace jednoduché filtrace.
Co je odstředění?
Centrifugace je proces, při kterém se odstředivkový stroj používá k oddělení požadovaných složek komplexní kapalné směsi / kaše. V důsledku centrifugace se sraženina rychleji a úplně shromažďuje na dně centrifugační zkumavky. Zbývající kapalina se nazývá supernatantová kapalina. Tento supernatant se poté buď rychle přenese ze zkumavky, aniž by došlo k narušení sraženiny, nebo se odstraní pomocí Pasteurovy pipety. Částice srážející se při odstřeďování závisí na odstředivém zrychlení, velikosti a tvaru částic, objemové části přítomných pevných látek, rozdílu hustoty mezi částicemi a kapalinou a viskozitě.
Obrázek 2: Ilustrace procesu centrifugace
Jaký je rozdíl mezi filtrací a odstředěním?
Definice filtrace a odstředění
Filtrace: postup nebo proces odstraňování něčeho nežádoucího z kapaliny.
Odstředění: proces oddělení lehčích částí roztoku nebo směsi.
Charakteristika filtrace a odstředění
Filtrace a centrifugace mohou mít výrazně odlišné vlastnosti a lze je rozdělit do následujících podskupin;
Použitá síla
Filtrace: Při filtraci se používá gravitační síla.
Odstředění: Při odstředění se používá odstředivá síla.
Zařízení
Filtrace: Lze použít síta nebo perforovanou vrstvu nebo sítko nebo média nebo fyzickou membránovou nebo filtrační nálevku nebo jejich kombinace. K usnadnění filtrace lze použít některé filtrační pomůcky. Jedná se o běžně nestlačitelné křemeliny nebo oxid křemičitý.
Odstředění: Používá se odstředivkový stroj a centrifugační zkumavky.
Způsob provozu
Filtrace: Velké částice ve směsi nemohou projít síťovanou / perforovanou strukturou filtru, zatímco kapalina a malé částice procházejí působením gravitační síly a stává se filtrátem (obrázek 1)
Odstředění: Směs roztoku se odstředí, aby se těžší / hustší pevná látka vytlačila na dno, kde často vytváří pevný koláč. Kapalinu nad tímto koláčem lze odstranit nebo dekantovat. Tato metoda je zvláště užitečná pro oddělování pevných látek, které dobře nefiltrují (např. Želatinové nebo jemné částice). (Obrázek 2)
Typy
Filtrace: Existují tři filtrační techniky založené na očekávaném výsledku známé jako horká, studená a vakuová filtrace. Horká filtrační technika se primárně používá k oddělení pevných látek od horkého roztoku. Toto se používá, aby se zabránilo vývoji krystalů ve filtrační nálevce, která přichází do styku s roztokem. Studená filtrační technika se primárně používá k rychlému ochlazení roztoku, který má být krystalizován. Tato metoda vede k vývoji velmi malých krystalů na rozdíl od získávání velkých krystalů pomalým ochlazením roztoku na pokojovou teplotu. Metoda vakuové filtrace se používá především pro malou dávku roztoku k rychlému vysušení malých krystalů. Jedná se o nejúčinnější filtrační techniku ve srovnání s filtrací za tepla a za studena.
Odstředění: Existují tři odstřeďovací techniky, a to mikrocentrifugy, vysokorychlostní centrifugy a ultracentrifugace. Mikrocentrifuga se často používá při výzkumných činnostech ke zpracování malých objemů biologických molekul. Tento stroj je dostatečně malý, aby jej bylo možné upevnit na desku stolu. Vysokorychlostní odstředivky zvládnou větší objemy vzorků a používají se hlavně ve velkých průmyslových aplikacích. Ultracentrifugace se používá hlavně pro výzkumné účely, jako je studium vlastností biologických částic. Je to nejúčinnější separační metoda ve srovnání s mikrocentrifugami a vysokorychlostními centrifugami.
Účel
Filtrace: Hlavním účelem filtrace je dosažení požadovaného výsledku odstraněním nečistot ze směsi nebo pro izolaci pevných látek ze směsi.
Centrifugace: Hlavním účelem centrifugace je izolace pevných látek z roztoku.
Účinnost
Filtrace: Jednoduché filtrační techniky mohou vyžadovat hodně času na oddělení požadovaného materiálu a ve výsledku je filtrace méně účinná než centrifugace.
Centrifugace: K separaci dochází velmi rychle ve srovnání s filtračními technikami. Proto je odstředění účinnější než filtrace.
Nevýhody
Filtrace: Pokud je filtrováno velmi malé množství roztoku, může být většina tohoto roztoku absorbována filtračním médiem. Směsi obsahující želatinové nebo jemné částice dobře nefiltrují. K oddělení těchto směsí lze proto použít odstředění.
Odstředění: Tato metoda vyžaduje know-how a elektřinu ve srovnání s filtračními technikami.
Náklady
Filtrace: Cena závisí na složitosti filtračního procesu a obvykle jednoduché filtrační techniky nevyžadují elektřinu ani vyškolené osoby. Proto mohou být související náklady ve srovnání s centrifugací nízké.
Centrifugace: Náklady jsou vysoké ve srovnání s jednoduchou filtrační technikou, protože centrifuga potřebuje elektřinu i vyškolené techniky.
Aplikace
Filtrace: Kávový filtr, vodní filtr, filtr pecí k odstranění částic, Pneumatické dopravní systémy používají filtry, v laboratoři se pro filtraci používá skleněná nálevka, Buchnerova nálevka nebo nálevka ze slinutého skla. V lidské ledvině se renální filtrace používá k filtraci krve a selektivní resorpci mnoha prvků nezbytných pro tělo k udržení homeostázy.
Centrifugace: Jednou z nejběžnějších aplikací je čištění kalů z čistíren odpadních vod, kde dochází k oddělování pevných látek od vysoce koncentrovaných suspenzí. Odstředění se také používá pro proces obohacování uranu. Kromě toho se tato technika používá v biologickém výzkumu pro izolaci požadované pevné látky nebo kapaliny ze směsi. Kromě toho se odstřeďování používá k odstranění tuku z mléka k výrobě odstředěného mléka, k vyčištění a stabilizaci vína a k oddělení složek moči a krevních elementů ve forenzních a lékařských výzkumných laboratořích.
Závěrem lze říci, že filtrace a centrifugace jsou různé separační techniky a klíčovým rozdílem mezi nimi je použitá síla a separační zařízení. Ve výsledku mohou mít podstatně odlišné aplikace.
