Nøgleforskel - Filtrering vs Centrifugering
Før vi går videre til en grundig analyse af forskellen mellem filtrering og centrifugering, de to adskillelsesteknikker, skal vi først se, hvad en adskillelsesteknik er. I biologisk videnskab og teknik anvendes en separationsteknik til at isolere den ønskede bestanddel fra en blanding. Dette er et fænomen til masseoverførsel, 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, tæthed, størrelse, form eller kemisk affinitet blandt bestanddelene i en blanding. Separationsteknikker kategoriseres ofte efter de specifikke forskelle, de bruger til at opnå adskillelse. Filtrering og centrifugering er de almindeligt anvendte separationsteknikker, der kun er baseret på den fysiske bevægelse af ønskede partikler. Hovedforskellen mellem filtrering og centrifugering er i den anvendte kraft og metode. Filtrering bruger ofte en sigteteknik til at filtrere / fjerne forurenende stoffer eller uønskede materialer ved hjælp af tyngdekraften. Dette kan opnås gennem fysiske barrierer såsom medier, membraner eller siler. Ved centrifugering anvendes 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. Filtrering bruger ofte en sigteteknik til at filtrere / fjerne forurenende stoffer eller uønskede materialer ved hjælp af tyngdekraften. Dette kan opnås gennem fysiske barrierer såsom medier, membraner eller siler. Ved centrifugering anvendes 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. Filtrering bruger ofte en sigteteknik til at filtrere / fjerne forurenende stoffer eller uønskede materialer ved hjælp af tyngdekraften. Dette kan opnås gennem fysiske barrierer såsom medier, membraner eller siler. Ved centrifugering anvendes 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. De tættere forbindelser overføres til ydersiden af centrifugen og kan fjernes derfra. Lad os i denne artikel uddybe forskellene mellem filtrering og centrifugering. 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 anvendes 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 sker der adskillelse ved et eller flere perforerede lag. Ved filtrering tilbageholdes 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 filternettet, hvilket forhindrer væskefasen i at krydse filteret.
Figur 1: illustration af enkel filtrering.
Hvad er centrifugering?
Centrifugering er en proces, ved hvilken en centrifugemaskine bruges til at adskille ønskede bestanddele i en kompleks flydende blanding / opslæmning. Som et resultat af centrifugering samles bundfaldet hurtigere og fuldstændigt i 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 i centrifugering, afhænger af centrifugalacceleration, partikelstørrelse og -form, volumenafsnittet 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 væsentligt forskellige karakteristika, og de kan kategoriseres i følgende undergrupper;
Brugt kraft
Filtrering: Gravitationskraften bruges til filtrering.
Centrifugering: Centrifugalkraften bruges til centrifugering.
Udstyr
Filtrering: Sigt eller perforeret lag eller si eller medium eller fysisk membran eller filtertragt eller deres kombinationer kan anvendes. Nogle filterhjælpemidler kan bruges til at hjælpe med filtrering. Disse er almindeligvis komprimerbar kiselgur eller silica.
Centrifugering: Der anvendes centrifugemaskine og centrifugerør.
Driftsmetode
Filtrering: Store partikler i blandingen kan ikke passere gennem filterets / perforerede struktur, mens væske og små partikler passerer under tyngdekraften og bliver filtrat (figur 1)
Centrifugering: Opløsningsblandingen centrifugeres for at tvinge det tungere / 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 at adskille faste stoffer, der ikke filtrerer godt (fx: gelatinøse eller fine partikler). (Figur 2)
Typer
Filtrering: Der er tre filtreringsteknikker baseret på det forventede resultat kendt som varm-, kold- og vakuumfiltrering. Varm filtreringsteknik 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. Koldfiltreringsteknik anvendes primært til hurtig afkøling af den opløsning, der skal krystalliseres. Denne metode resulterer i udvikling af meget små krystaller som modsætning til at få store krystaller ved langsomt at afkøle opløsningen til stuetemperatur. Vakuumfiltreringsmetode bruges primært til et lille parti af opløsningen til hurtigt at tørre små krystaller ud. Dette er den mest effektive filtreringsteknik sammenlignet med varm og kølig filtrering.
Centrifugering: Der er tre centrifugeringsteknikker, nemlig mikrocentrifuger, højhastighedscentrifuger og ultracentrifugeringer. Mikrocentrifuge bruges ofte i forskningsaktiviteter til at behandle små mængder biologiske molekyler. Denne maskine er lille nok til at fastgøre på en bordplade. Højhastighedscentrifuger kan håndtere større prøvevolumener og bruges hovedsageligt i store industrianvendelser. Ultracentrifugering bruges hovedsageligt til forskningsformål såsom at studere egenskaber ved biologiske partikler. Det er den mest effektive separationsmetode sammenlignet med mikrocentrifuger 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 have brug for meget 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 meget små mængder opløsning filtreres, absorberes det meste af denne opløsning muligvis af filtermediet. Blandinger indeholdende gelatinøse eller fine partikler filtreres ikke godt. Derfor kan centrifugering anvendes til at adskille disse blandinger.
Centrifugering: Denne metode kræver know-how og elektricitet sammenlignet med filtreringsteknikker.
Koste
Filtrering: Omkostningerne afhænger af kompleksiteten af filtreringsprocessen, og som regel kræver simple filtreringsteknikker ikke elektricitet såvel som uddannede personer. Derfor kan de tilknyttede omkostninger være lave sammenlignet med centrifugering.
Centrifugering: Omkostningerne er høje sammenlignet med simpel filtreringsteknik, fordi centrifuge har brug for elektricitet såvel som uddannede teknikere.
Ansøgninger
Filtrering: Kaffefilter, vandfilter, ovne filter 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 genoptagelse af mange grundstoffer, der er vigtige for kroppen for at opretholde homeostase.
Centrifugering: En af de mest almindelige anvendelser 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 fast stof eller væske fra en blanding. Derudover anvendes centrifugering til at fjerne fedt fra mælk til at producere skummetmælk, til at klargøre og stabilisere vinen og til at adskille urinbestanddele og blodelementer i retsmedicinske og medicinske forskningslaboratorier.
Afslutningsvis er filtrering og centrifugering forskellige separationsteknikker, og nøgleforskellen mellem dem er det anvendte kraft- og separationsudstyr. Som et resultat kan de have væsentligt forskellige applikationer.
