Dallimi kryesor – Filtrimi vs Centrifugimi
Para se të kalojmë në një analizë të thellë të ndryshimit midis Filtrimit dhe Centrifugimit, dy teknikave të ndarjes, le të shohim së pari se çfarë është një teknikë e ndarjes. Në shkencën dhe inxhinierinë biologjike, një teknikë e ndarjes përdoret për të izoluar përbërësin e dëshiruar nga një përzierje. Ky është një fenomen i transferimit të masës që konverton një përzierje përbërësish në dy ose më shumë fraksione të dallueshme. Ndarja e përzierjeve varet nga ndryshimet në vetitë kimike ose vetitë fizike si masa, dendësia, madhësia, forma ose afiniteti kimik, midis përbërësve të një përzierjeje. Teknikat e ndarjes shpesh kategorizohen sipas dallimeve specifike që përdorin për të arritur ndarjen. Filtrimi dhe centrifugimi janë teknikat e zakonshme të ndarjes të bazuara vetëm në lëvizjen fizike të grimcave të dëshiruara. Dallimi kryesor midis filtrimit dhe centrifugimit është në forcën dhe metodën e përdorur. Filtrimi shpesh përdor një teknikë sitë për të tendosur/hequr ndotësit ose materialet e padëshiruara me ndihmën e gravitetit. Kjo mund të arrihet përmes barrierave fizike të tilla si media, membranat ose kulluesit. Centrifugimi përdor forcën centrifugale për të ndarë përbërjet e dëshiruara dhe grimcat bazuar në peshën molekulare. Për këtë ndarje përdoret makina centrifuguese. Komponimet më të dendura transferohen në pjesën e jashtme të centrifugës dhe mund të hiqen prej andej. Në këtë artikull, le të shtjellojmë ndryshimet midis filtrimit dhe centrifugimit.
Çfarë është filtrimi?
Filtrimi përdoret për të ndarë grimcat ose përbërësit e dëshiruar në një përzierje ose suspension. Në varësi të aplikimit, një ose më shumë komponentë të interesuar mund të izolohen duke përdorur teknikën e filtrimit. Është një metodë e ndarjes fizike dhe është shumë e rëndësishme në kimi, shkencë ushqimore dhe inxhinieri të ndahen materiale me përbërje të ndryshme kimike ose të pastrohen komponimet. Gjatë filtrimit, ndarja ndodh në një shtresë/shtresa të shpuara të vetme ose të shumëfishta. Në filtrim, grimcat që janë shumë të mëdha për të kaluar nëpër vrimat e shtresës së shpuar mbahen. Më pas, grimcat e mëdha mund të formojnë një shtresë mbetjeje ose torte mbi filtrin dhe gjithashtu mund të bllokojnë rrjetën e filtrit, duke parandaluar që faza e lëngshme të kalojë filtrin.
Figura 1: Ilustrim i filtrimit të thjeshtë.
Çfarë është Centrifugimi?
Centrifugimi është një proces me anë të të cilit përdoret një makinë centrifuguese për të ndarë përbërësit e dëshiruar të një përzierjeje/sluri të lëngët kompleks. Si rezultat i centrifugimit, precipitati grumbullohet më shpejt dhe plotësisht në fund të tubit të centrifugës. Lëngu i mbetur njihet si lëngu supernatant. Ky supernatant më pas ose transferohet me shpejtësi nga tubi pa e shqetësuar precipitatin, ose hiqet duke përdorur një pipetë Pasteur. Grimcat që precipitojnë në centrifugim varen nga nxitimi centrifugal, madhësia dhe forma e grimcave, pjesa vëllimore e trupave të ngurtë të pranishëm, ndryshimi i densitetit midis grimcës dhe lëngut dhe viskoziteti.
Figura 2: Ilustrimi i procesit të centrifugimit
Cili është ndryshimi midis filtrimit dhe centrifugimit?
Përkufizimi i filtrimit dhe centrifugimit
Filtrim: akti ose procesi i heqjes së diçkaje të padëshiruar nga një lëng.
Centrifugimi: procesi i ndarjes së pjesëve më të lehta të një solucioni ose një përzierjeje.
Karakteristikat e filtrimit dhe centrifugimit
Filtrimi dhe centrifugimi mund të kenë karakteristika shumë të ndryshme dhe ato mund të kategorizohen në nëngrupet e mëposhtme;
Forca e përdorur
Filtrim: Forca gravitacionale përdoret në filtrim.
Centrifugimi: Forca centrifugale përdoret në centrifugim.
Pajisje
Filtrim: Mund të përdoren sitë ose shtresa e shpuar ose sitë ose media ose membranë fizike ose gyp filtri ose kombinimet e tyre. Disa ndihmëse filtri mund të përdoren për të ndihmuar filtrimin. Këto janë toka diatomike ose silicë zakonisht të pakthyeshme.
Centrifugimi: Përdoret makina centrifuguese dhe tubat centrifugues.
Metoda e funksionimit
Filtrim: Grimcat e mëdha në përzierje nuk mund të kalojnë përmes rrjetës/strukturës së shpuar të filtrit ndërsa lëngu dhe grimcat e vogla kalojnë nën forcën e gravitetit duke u bërë filtra (Figura 1)
Centrifugimi: Përzierja e solucionit centrifugohet për të detyruar të ngurtë më të rëndë/më të dendur në fund, ku shpesh krijon një tortë të fortë. Lëngu sipër kësaj torte mund të hiqet ose të derdhet. Kjo metodë është veçanërisht e dobishme për ndarjen e lëndëve të ngurta të cilat nuk filtrohen mirë (p.sh.: grimcat xhelatinoze ose të imta). (Figura 2)
Llojet
Filtrim: Ekzistojnë tre teknika filtrimi bazuar në rezultatin e parashikuar të njohur si filtrim i nxehtë, i ftohtë dhe vakum. Teknika e filtrimit të nxehtë përdoret kryesisht për të ndarë lëndët e ngurta nga një tretësirë e nxehtë. Kjo përdoret për të shmangur zhvillimin e kristalit në hinkën e filtrit që bie në kontakt me tretësirën. Teknika e filtrimit të ftohtë përdoret kryesisht për të ftohur me shpejtësi tretësirën që do të kristalizohet. Kjo metodë rezulton në zhvillimin e kristaleve shumë të vogla në krahasim me marrjen e kristaleve të mëdha duke e ftohur tretësirën ngadalë në temperaturën e dhomës. Metoda e filtrimit me vakum përdoret kryesisht për një grumbull të vogël të tretësirës për të tharë shpejt kristalet e vogla. Kjo është teknika më efikase e filtrimit në krahasim me filtrimin e nxehtë dhe të ftohtë.
Centrifugimi: Ekzistojnë tre teknika centrifugimi, përkatësisht mikrocentrifugat, centrifugat me shpejtësi të lartë dhe ultracentrifugimet. Mikrocentrifuga përdoret shpesh në aktivitetet kërkimore për të përpunuar vëllime të vogla të molekulave biologjike. Kjo makinë është mjaft e vogël për t'u fiksuar në një tavolinë. Centrifugat me shpejtësi të lartë mund të trajtojnë vëllime më të mëdha mostrash dhe përdoren kryesisht në aplikime të industrisë në shkallë të gjerë. Ultracentrifugimi përdoret kryesisht për qëllime kërkimore, siç janë studimi i vetive të grimcave biologjike. Është metoda më efikase e ndarjes në krahasim me mikrocentrifugat dhe centrifugat me shpejtësi të lartë.
Qëllimi
Filtrimi: Qëllimi kryesor i filtrimit është marrja e rezultatit të dëshiruar duke hequr papastërtitë nga një përzierje ose, për izolimin e lëndëve të ngurta nga një përzierje.
Centrifugimi: Qëllimi kryesor i centrifugimit është izolimi i lëndëve të ngurta nga një tretësirë.
Efiçenca
Filtrimi: Teknikat e thjeshta të filtrimit mund të kenë nevojë për shumë kohë për të ndarë materialin e dëshiruar dhe si rezultat, filtrimi është më pak efikas se centrifugimi.
Centrifugimi: Ndarja ndodh shumë shpejt në krahasim me teknikat e filtrimit. Prandaj, centrifugimi është më efikas se filtrimi.
Disavantazhet
Filtrim: Nëse filtrohet sasi shumë e vogël e tretësirës, pjesa më e madhe e kësaj solucioni mund të absorbohet nga mjedisi filtrues. Përzierjet që përmbajnë grimca xhelatinoze ose të imta nuk filtrohen mirë. Prandaj, për të ndarë këto përzierje mund të përdoret centrifugimi.
Centrifugimi: Kjo metodë kërkon njohuri dhe energji elektrike në krahasim me teknikat e filtrimit.
Kosto
Filtrimi: Kostoja varet nga kompleksiteti i procesit të filtrimit, dhe zakonisht teknikat e thjeshta të filtrimit nuk kërkojnë energji elektrike si dhe persona të trajnuar. Prandaj, kostoja e lidhur mund të jetë e ulët në krahasim me centrifugimin.
Centrifugimi: Kostoja është e lartë në krahasim me teknikën e thjeshtë të filtrimit sepse centrifuga ka nevojë për energji elektrike si dhe teknikë të trajnuar.
Aplikacione
Filtrim: Filtri i kafesë, filtri uji, filtri i furrave për të hequr grimcat, Sistemet e përcjelljes pneumatike përdorin filtra, në laborator përdoret një gyp qelqi, një gyp Buchner ose një gyp qelqi i sinteruar për filtrim. Në veshkën e njeriut, filtrimi i veshkave përdoret për të filtruar gjakun dhe ripërthithjen selektive të shumë elementëve jetikë për trupin për të ruajtur homeostazën.
Centrifugimi: Një nga aplikimet më të zakonshme është trajtimi i llumit të ujërave të zeza ku bëhet ndarja e suspensioneve të ngurta nga ato shumë të koncentruara. Centrifugimi përdoret gjithashtu për procesin e pasurimit të uraniumit. Përveç kësaj, kjo teknikë përdoret në kërkimet biologjike për izolimin e ngurtës ose lëngut të dëshiruar nga një përzierje. Përveç kësaj, centrifugimi përdoret për të hequr yndyrën nga qumështi për të prodhuar qumësht të skremuar, për të qartësuar dhe stabilizuar verën dhe për të ndarë përbërësit e urinës dhe elementët e gjakut në laboratorët e kërkimit mjeko-ligjor dhe mjekësor.
Si përfundim, filtrimi dhe centrifugimi janë teknika të ndryshme të ndarjes dhe ndryshimi kryesor midis tyre është forca e përdorur dhe pajisjet e ndarjes. Si rezultat, ato mund të kenë aplikime thelbësisht të ndryshme.
