Diferència clau: filtració i centrifugació
Abans de passar a una anàlisi en profunditat de la diferència entre la filtració i la centrifugació, les dues tècniques de separació, vegem primer què és una tècnica de separació. En ciència i enginyeria biològica, s'utilitza una tècnica de separació per aïllar el constituent desitjat d'una mescla. Aquest és un fenomen de transferència de massa que converteix una barreja de constituents en dues o més fraccions diferents. La separació de mescles depèn de les diferències en les propietats químiques o físiques, com ara la massa, la densitat, la mida, la forma o l'afinitat química, entre els components d'una mescla. Les tècniques de separació sovint es classifiquen segons les diferències específiques que utilitzen per aconseguir la separació. La filtració i la centrifugació són les tècniques de separació d'ús habitual basades només en el moviment físic de les partícules desitjades. La diferència clau entre la filtració i la centrifugació està en la força i el mètode utilitzats. La filtració sovint utilitza una tècnica de tamisat per colar/eliminar contaminants o materials no desitjats amb l'ajuda de la gravetat. Això es pot aconseguir mitjançant barreres físiques com ara mitjans, membranes o filtres. La centrifugació utilitza la força centrífuga per separar els compostos desitjats i les partícules en funció del pes molecular. Per a aquesta separació s'utilitza una màquina centrífuga. Els compostos més densos es transfereixen a l'exterior de la centrífuga i es poden eliminar d'allà. En aquest article, aprofundim en les diferències entre filtració i centrifugació.
Què és la filtració?
La filtració s'utilitza per separar les partícules o els components desitjats en una barreja o suspensió. Depenent de l'aplicació, es poden aïllar un o més components interessats mitjançant la tècnica de filtració. És un mètode de separació física i és molt important en química, ciència dels aliments i enginyeria per separar materials de diferent composició química o per purificar compostos. Durant la filtració, la separació es produeix en una o diverses capes perforades. En el filtrat, les partícules que són massa grans per passar pels forats de la capa perforada es retenen. Aleshores, les partícules grans poden formar un residu o una capa de pastís a la part superior del filtre i també poden bloquejar la malla del filtre, evitant que la fase fluida creui el filtre.
Figura 1: Il·lustració d'una filtració simple.
Què és la centrifugació?
La centrifugació és un procés mitjançant el qual s'utilitza una màquina centrífuga per separar els components desitjats d'una barreja líquida complexa o una purina. Com a resultat de la centrifugació, el precipitat es recull més ràpidament i completament a la part inferior del tub de la centrífuga. El líquid restant es coneix com a líquid sobrenedant. Aquest sobrenedant es transfereix ràpidament del tub sense alterar el precipitat, o s'elimina amb una pipeta Pasteur. Les partícules que precipiten en la centrifugació depenen de l'acceleració centrífuga, la mida i la forma de les partícules, la part de volum dels sòlids presents, la diferència de densitat entre la partícula i el fluid i la viscositat.
Figura 2: Il·lustració del procés de centrifugació
Quina diferència hi ha entre la filtració i la centrifugació?
Definició de filtració i centrifugació
Filtració: l'acció o procés d'eliminar alguna cosa no desitjada d'un líquid.
Centrifugació: procés de separació de porcions més lleugeres d'una solució o una barreja.
Característiques de la filtració i la centrifugació
La filtració i la centrifugació poden tenir característiques molt diferents i es poden classificar en els següents subgrups;
Força utilitzada
Filtració: la força gravitatòria s'utilitza en la filtració.
Centrifugació: la força centrífuga s'utilitza en la centrifugació.
Equip
Filtració: es poden utilitzar tamisos o capa perforada o colador o suport o membrana física o embut de filtre o les seves combinacions. Alguns filtres auxiliars es poden utilitzar per ajudar a la filtració. Normalment són terra de diatomeas o sílice incompressibles.
Centrifugació: s'utilitzen una màquina centrífuga i tubs de centrífuga.
Mètode d'operació
Filtració: les partícules grans de la mescla no poden passar a través de la malla/estructura perforada del filtre mentre que el fluid i les partícules petites passen sota la força de la gravetat convertint-se en filtrat (Figura 1)
Centrifugació: la barreja de solució es centrifuga per forçar el sòlid més pesat/més dens cap al fons, on sovint crea un pastís ferm. El líquid que hi ha a sobre d'aquest pastís es pot treure o decantar. Aquest mètode és especialment útil per separar sòlids que no es filtren bé (p. ex.: partícules gelatinoses o fines). (Figura 2)
Tipus
Filtració: hi ha tres tècniques de filtració basades en el resultat previst, conegudes com a filtració en calent, en fred i al buit. La tècnica de filtració en calent s'utilitza principalment per separar sòlids d'una solució calenta. Això s'utilitza per evitar el desenvolupament de cristalls a l'embut del filtre que entra en contacte amb la solució. La tècnica de filtració en fred s'utilitza principalment per refredar ràpidament la solució a cristal·litzar. Aquest mètode dóna com a resultat el desenvolupament de cristalls molt petits en lloc d'obtenir cristalls grans refredant la solució lentament a temperatura ambient. El mètode de filtració al buit s'utilitza principalment per a un petit lot de la solució per assecar ràpidament els petits cristalls. Aquesta és la tècnica de filtració més eficient en comparació amb la filtració freda i calenta.
Centrifugació: hi ha tres tècniques de centrifugació, a saber, microcentrífugadores, centrifugadores d' alta velocitat i ultracentrifugadores. La microcentrífuga s'utilitza sovint en activitats de recerca per processar petits volums de molècules biològiques. Aquesta màquina és prou petita per fixar-la sobre una taula. Les centrífugues d' alta velocitat poden gestionar volums de mostres més grans i s'utilitzen principalment en aplicacions industrials a gran escala. La ultracentrifugació s'utilitza principalment amb finalitats d'investigació, com ara l'estudi de propietats de partícules biològiques. És el mètode de separació més eficient en comparació amb les microcentrífugues i les centrífugues d' alta velocitat.
Propòsit
Filtració: l'objectiu principal de la filtració és aconseguir el resultat desitjat eliminant les impureses d'una mescla o, per aïllar els sòlids d'una mescla.
Centrifugació: l'objectiu principal de la centrifugació és aïllar els sòlids d'una solució.
Eficiència
Filtració: les tècniques de filtració senzilles poden necessitar molt de temps per separar el material desitjat i, com a resultat, la filtració és menys eficient que la centrifugació.
Centrifugació: la separació es produeix molt ràpidament en comparació amb les tècniques de filtració. Per tant, la centrifugació és més eficient que la filtració.
Inconvenients
Filtració: si es filtren quantitats molt petites de solució, la major part d'aquesta solució pot ser absorbida pel medi filtrant. Les mescles que contenen partícules gelatinoses o fines no es filtren bé. Per tant, per separar aquestes mescles es pot utilitzar la centrifugació.
Centrifugació: aquest mètode requereix coneixements i electricitat en comparació amb les tècniques de filtració.
Cost
Filtració: el cost depèn de la complexitat del procés de filtració i, normalment, les tècniques de filtració senzilles no requereixen electricitat i persones capacitades. Per tant, el cost associat pot ser baix en comparació amb la centrifugació.
Centrifugació: el cost és elevat en comparació amb la tècnica de filtració senzilla perquè la centrífuga necessita electricitat i tècnics formats.
Aplicacions
Filtració: filtre de cafè, filtre d'aigua, filtre de forns per eliminar partícules, els sistemes de transport pneumàtic utilitzen filtres, al laboratori s'utilitza un embut de vidre, un embut Buchner o un embut de vidre sinteritzat per a la filtració. Al ronyó humà, la filtració renal s'utilitza per filtrar la sang i la reabsorció selectiva de molts elements vitals per al cos per mantenir l'homeòstasi.
Centrifugació: Una de les aplicacions més habituals és el tractament de fangs de depuradora on es separa de sòlids de suspensions altament concentrades. La centrifugació també s'utilitza per al procés d'enriquiment d'urani. A més d'això, aquesta tècnica s'utilitza en la investigació biològica per aïllar el sòlid o líquid desitjat d'una barreja. A més, la centrifugació s'utilitza per eliminar el greix de la llet per produir llet desnatada, per aclarir i estabilitzar el vi i per separar els components de l'orina i els elements sanguinis en laboratoris d'investigació forense i mèdica.
En conclusió, la filtració i la centrifugació són tècniques de separació diferents i la diferència clau entre elles és la força utilitzada i l'equip de separació. Com a resultat, poden tenir aplicacions substancialment diferents.
