Unterschied zwischen Filtration und Zentrifugation

Schlüsselunterschied - Filtration gegen Zentrifugation
 

Bevor wir zu einer eingehenden Analyse des Unterschieds zwischen Filtration und Zentrifugation, den beiden Trennungstechniken, übergehen, lassen Sie uns zunächst sehen, was eine Trennungstechnik ist. In der biologischen Wissenschaft und Ingenieurwesen wird eine Trennungstechnik verwendet, um den gewünschten Bestandteil einer Mischung zu isolieren. Dies ist ein Massentransferphänomen, das eine Mischung von Bestandteilen in zwei oder mehr unterschiedliche Fraktionen umwandelt. Die Trennung von Gemischen hängt von Unterschieden in chemischen Eigenschaften oder physikalischen Eigenschaften wie Masse, Dichte, Größe, Form oder chemische Affinität ab, unter den Bestandteilen einer Mischung. Trennungstechniken werden häufig nach den spezifischen Unterschieden kategorisiert, die sie verwenden, um die Trennung zu erreichen. Filtration und Zentrifugation sind die häufig verwendeten Trennungstechniken, die nur auf der physikalischen Bewegung der gewünschten Partikel basieren. Der Schlüsselunterschied zwischen Filtration und Zentrifugation sind in der verwendeten Kraft und Methode enthalten. Die Filtration verwendet häufig eine Sieben -Technik, um Verunreinigungen oder unerwünschte Materialien mit Hilfe der Schwerkraft abzusterben/zu entfernen. Dies kann durch physikalische Barrieren wie Medien, Membranen oder Sieben erreicht werden. Zentrifugation nutzt die Zentrifugalkraft, um die gewünschten Verbindungen zu trennen und basierend auf dem Molekulargewicht. Für diese Trennung wird eine Zentrifugenmaschine verwendet. Die dichteren Verbindungen übertragen auf die Außenseite der Zentrifuge und können von dort entfernt werden. Lassen Sie uns in diesem Artikel die Unterschiede zwischen Filtration und Zentrifugation nähern.

Was ist Filtration?

Die Filtration wird verwendet, um die gewünschten Partikel oder Bestandteile in einer Mischung oder Suspension zu trennen. Abhängig von der Anwendung können entweder ein oder mehrere interessierte Komponenten mithilfe der Filtrationstechnik isoliert werden. Es ist eine physikalische Trennmethode und es ist sehr wichtig in Chemie, Lebensmittelwissenschaft und Ingenieurwesen, Materialien verschiedener chemischer Zusammensetzung zu trennen oder Verbindungen zu reinigen. Während der Filtration tritt die Trennung bei einer einzelnen oder mehreren perforierten Schicht/s auf. Bei der Filterung bleiben Partikel, die zu groß sind, um durch die Löcher der perforierten Schicht zu gelangen. Anschließend können große Partikel auf dem Filter einen Rückstand oder eine Kuchenschicht bilden und auch das Filternetz blockieren, wodurch die Flüssigkeitsphase den Filter nicht überschritten wird.

Abbildung 1: Abbildung einer einfachen Filtration.

Was ist Zentrifugation?

Zentrifugation ist ein Prozess, durch den a Zentrifugenmaschine wird verwendet, um die gewünschten Bestandteile einer komplexen Flüssigkeitsmischung/Aufschlämmung zu trennen. Infolge der Zentrifugation ist der Niederschlag schneller und vollständig auf dem Boden des Zentrifugenröhrchens gesammelt. Die verbleibende Flüssigkeit ist als überragende Flüssigkeit bekannt. Dieser Überstand wird dann entweder schnell aus dem Rohr übertragen, ohne den Niederschlag zu stören, oder mit einer Pasteur -Pipette entfernt. Die in der Zentrifugation ausfälligen Partikel hängen von der Zentrifugalbeschleunigung, der Größe und Form der Partikel, dem Volumenabteil der vorhandenen Festkörper, der Dichtedifferenz zwischen Partikel und Fluid und der Viskosität ab.

Abbildung 2: Abbildung des Zentrifugationsprozesses

Was ist der Unterschied zwischen Filtration und Zentrifugation?

Definition von Filtration und Zentrifugation

Filtration: die Handlung oder der Prozess, etwas Unerwünschtes von einer Flüssigkeit zu entfernen.

Zentrifugation: Der Prozess der Trennung leichterer Teile einer Lösung oder einer Mischung.

Eigenschaften von Filtration und Zentrifugation

Filtration und Zentrifugation können signifikant unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und sie können in folgende Untergruppen eingeteilt werden

Kraft verwendet

Filtration: Die Gravitationskraft wird in der Filtration eingesetzt.

Zentrifugation: Die Zentrifugalkraft wird bei der Zentrifugation eingesetzt.

Ausrüstung

Filtration: Siebe oder perforierte Schicht oder Sieb oder Medien oder physikalische Membran- oder Filtertrichter oder ihre Kombinationen können verwendet werden. Einige Filterhilfsmittel können verwendet werden, um die Filtration zu unterstützen. Dies sind häufig inkompressible Kieselgur Erde oder Kieselsäure.

Zentrifugation: Zentrifugenmaschine und Zentrifugenröhrchen werden verwendet.

Betriebsmethode

Filtration: Große Partikel in der Mischung können nicht durch die Netz-/perforierte Struktur des Filters gelangen, während Flüssigkeits- und kleine Partikel unter der Schwerkraft filtrat werden (Abbildung 1)

Zentrifugation: Die Lösungsmischung wird zentrifugiert, um den schwereren/dichteren Feststoff nach unten zu erzwingen, wo sie häufig einen festen Kuchen erzeugt. Die Flüssigkeit über diesem Kuchen kann entfernt oder dekantiert werden. Diese Methode ist besonders nützlich, um Feststoffe zu trennen, die nicht gut filtern (z. B. gallertartige oder feine Partikel). (Figur 2)

Typen

Filtration: Es gibt Drei Filtrationstechniken Basierend auf dem erwarteten Ergebnis, das als heiße, kalte und vakuumische Filtration bekannt ist. Heiße Filtration Die Technik wird hauptsächlich verwendet, um Feststoffe von einer heißen Lösung zu trennen. Dies wird verwendet, um die Kristallentwicklung im Filtertrichter zu vermeiden, der mit der Lösung in Kontakt kommt. Kaltfiltration Die Technik wird hauptsächlich verwendet, um die zu kristallisierende Lösung schnell abzukühlen. Diese Methode führt zur Entwicklung sehr kleiner Kristalle, um große Kristalle zu erhalten, indem die Lösung langsam auf eine Raumtemperatur abkühlt wird. Vakuumfiltration Die Methode wird hauptsächlich für eine kleine Charge der Lösung verwendet, um kleine Kristalle schnell auszutrocknen. Dies ist die effizienteste Filtrationstechnik im Vergleich zur heißen und kühlen Filtration.

Zentrifugation: Es gibt Drei Zentrifugationstechniken nämlich Mikrozentrifugen, Hochgeschwindigkeitszentrifugen und Ultra-Zentrifugationen. Mikrozentrifuge wird häufig in Forschungsaktivitäten verwendet, um kleine Volumina biologischer Moleküle zu verarbeiten. Diese Maschine ist klein genug, um auf einem Tisch zu fixieren. Hochgeschwindigkeitszentrifugen Kann größere Probenvolumina bewältigen und werden hauptsächlich in Großbranchenanwendungen verwendet. Ultra-Zentrifugation wird hauptsächlich für Forschungszwecke wie die Untersuchung der Eigenschaften biologischer Partikel verwendet. Es ist das effizienteste Trennungsverfahren im Vergleich zu Mikrozentrifugen und Hochgeschwindigkeitszentrifugen.

Zweck

Filtration: Der Hauptzweck der Filtration ist es, das gewünschte Ergebnis zu erzielen, indem sie Verunreinigungen aus einer Mischung oder zur Isolierung von Festkörpern aus einer Mischung entfernen.

Zentrifugation: Der Hauptziel der Zentrifugation ist die Isolierung von Festkörpern aus einer Lösung.

Effizienz

Filtration: Einfache Filtrationstechniken benötigen möglicherweise viel Zeit, um das gewünschte Material zu trennen, und infolgedessen ist die Filtration weniger effizient als die Zentrifugation.

Zentrifugation: Die Trennung tritt sehr schnell im Vergleich zu Filtrationstechniken auf. Daher ist die Zentrifugation effizienter als die Filtration.

Nachteile

Filtration: Wenn sehr geringe Lösungsmengen gefiltert werden, kann der größte Teil dieser Lösung vom Filtermedium absorbiert werden. Gemische, die gallertartige oder feine Partikel enthalten. Um diese Gemische Zentrifugation zu trennen, kann daher verwendet werden.

Zentrifugation: Diese Methode erfordert Know-how und Strom im Vergleich zu Filtrationstechniken.

Kosten

Filtration: Die Kosten hängen von der Komplexität des Filtrationsprozesses ab, und in der Regel sind einfache Filtrationstechniken nicht sowohl Strom als auch geschulte Personen erforderlich. Daher können die damit verbundenen Kosten im Vergleich zur Zentrifugation niedrig sein.

Zentrifugation: Die Kosten sind im Vergleich zu einer einfachen Filtrationstechnik hoch, da Zentrifuge Strom sowie geschulte Techniker benötigen.

Anwendungen

Filtration: Kaffeefilter, Wasserfilter, Öfenfilter zum Entfernen von Partikeln, pneumatische Fördersysteme verwenden Filter, im Labor, ein Glas Trichter, ein Buchner -Trichter oder Sinterglas Trichter für die Filtration verwendet. In der menschlichen Niere wird die Nierenfiltration verwendet, um Blut und die selektive Re-Absorption vieler Elemente zu filtern, die für den Körper von entscheidender Bedeutung sind, um die Homöostase aufrechtzuerhalten.

Zentrifugation: Einer der meisten Gemeinsame Anwendungen ist die Behandlung von Klärschlamm, bei der die Trennung von Feststoff von hoch konzentrierten Suspensionen. Die Zentrifugation wird auch für den Urananreicherungsprozess verwendet. Darüber hinaus wird diese Technik in der biologischen Forschung zur Isolierung des gewünschten Feststoffs oder der Flüssigkeit aus einer Mischung verwendet. Darüber hinaus wird die Zentrifugation verwendet, um Fett aus Milch zu entfernen, um Magermilch zu produzieren, den Wein zu klären und zu stabilisieren und von Urinbestandteilen und Blutelementen in forensischen und medizinischen Forschungslabors zu trennen.

Zusammenfassend lässt sich sagen. Infolgedessen haben sie möglicherweise wesentlich unterschiedliche Anwendungen.

  Referenzen: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. und Petriden d.P. Bioseparationen Wissenschaft und Ingenieurwesen. Oxford University Press, 2003. Cao, w. und Demeler b. (2008). Modellierung analytischer Ultrazentrifugationsexperimente mit einer adaptiven Raum-Zeit-Finite-Elemente-Lösung für Multikomponenten-Reaktionssysteme. Biophysical Journal, (95), 54-65.