Hauptunterschied - Filtration vs. Zentrifugation
Bevor wir zu einer eingehenden Analyse des Unterschieds zwischen Filtration und Zentrifugation, den beiden Separationstechniken, übergehen, wollen wir zunächst sehen, was eine Separationstechnik ist. In der biologischen Wissenschaft und Technik wird eine Trenntechnik verwendet, um den gewünschten Bestandteil aus einem Gemisch zu isolieren. Dies ist ein Stoffübergangsphänomen, das eine Mischung von Bestandteilen in zwei oder mehr unterschiedliche Fraktionen umwandelt. Die Trennung von Gemischen hängt von Unterschieden in den chemischen Eigenschaften oder physikalischen Eigenschaften wie Masse, Dichte, Größe, Form oder chemische Affinität zwischen den Bestandteilen eines Gemisches ab. Trenntechniken werden häufig nach den spezifischen Unterschieden kategorisiert, die sie zur Erzielung einer Trennung verwenden. Filtration und Zentrifugation sind die üblicherweise verwendeten Trenntechniken, die nur auf der physikalischen Bewegung der gewünschten Partikel beruhen. Der Hauptunterschied zwischen Filtration und Zentrifugation liegt in der verwendeten Kraft und Methode. Bei der Filtration wird häufig eine Siebtechnik verwendet, um Verunreinigungen oder unerwünschte Materialien mithilfe der Schwerkraft zu entfernen. Dies kann durch physikalische Barrieren wie Medien, Membranen oder Siebe erreicht werden. Die Zentrifugation nutzt die Zentrifugalkraft, um die gewünschten Verbindungen und Partikel basierend auf dem Molekulargewicht abzutrennen. Für diese Trennung wird eine Zentrifugenmaschine verwendet. Die dichteren Verbindungen übertragen sich auf die Außenseite der Zentrifuge und können von dort entfernt werden. In diesem Artikel wollen wir die Unterschiede zwischen Filtration und Zentrifugation erläutern. Bei der Filtration wird häufig eine Siebtechnik verwendet, um Verunreinigungen oder unerwünschte Materialien mithilfe der Schwerkraft zu entfernen. Dies kann durch physikalische Barrieren wie Medien, Membranen oder Siebe erreicht werden. Die Zentrifugation nutzt die Zentrifugalkraft, um die gewünschten Verbindungen und Partikel basierend auf dem Molekulargewicht zu trennen. Für diese Trennung wird eine Zentrifugenmaschine verwendet. Die dichteren Verbindungen übertragen sich auf die Außenseite der Zentrifuge und können von dort entfernt werden. In diesem Artikel wollen wir die Unterschiede zwischen Filtration und Zentrifugation erläutern. Bei der Filtration wird häufig eine Siebtechnik verwendet, um Verunreinigungen oder unerwünschte Materialien mithilfe der Schwerkraft zu entfernen. Dies kann durch physikalische Barrieren wie Medien, Membranen oder Siebe erreicht werden. Die Zentrifugation nutzt die Zentrifugalkraft, um die gewünschten Verbindungen und Partikel basierend auf dem Molekulargewicht abzutrennen. Für diese Trennung wird eine Zentrifugenmaschine verwendet. Die dichteren Verbindungen übertragen sich auf die Außenseite der Zentrifuge und können von dort entfernt werden. In diesem Artikel wollen wir die Unterschiede zwischen Filtration und Zentrifugation erläutern. Die dichteren Verbindungen übertragen sich auf die Außenseite der Zentrifuge und können von dort entfernt werden. In diesem Artikel wollen wir die Unterschiede zwischen Filtration und Zentrifugation erläutern. Die dichteren Verbindungen übertragen sich auf die Außenseite der Zentrifuge und können von dort entfernt werden. In diesem Artikel wollen wir die Unterschiede zwischen Filtration und Zentrifugation erläutern.
Was ist Filtration?
Die Filtration wird verwendet, um gewünschte Partikel oder Bestandteile in einer Mischung oder Suspension abzutrennen. Je nach Anwendung können eine oder mehrere interessierte Komponenten mittels Filtrationstechnik isoliert werden. Es ist eine physikalische Trennmethode und es ist in der Chemie, Lebensmittelwissenschaft und Technik sehr wichtig, Materialien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung zu trennen oder Verbindungen zu reinigen. Während der Filtration erfolgt die Trennung an einer oder mehreren perforierten Schichten. Beim Filtern bleiben Partikel zurück, die zu groß sind, um durch die Löcher der perforierten Schicht zu gelangen. Dann können große Partikel einen Rückstand oder eine Kuchenschicht auf dem Filter bilden und auch das Filternetz blockieren, wodurch verhindert wird, dass die flüssige Phase den Filter passiert.
Abbildung 1: Darstellung einer einfachen Filtration.
Was ist Zentrifugation?
Das Zentrifugieren ist ein Verfahren, bei dem eine Zentrifugenmaschine verwendet wird, um gewünschte Bestandteile eines komplexen flüssigen Gemisches / einer Aufschlämmung abzutrennen. Infolge der Zentrifugation sammelt sich der Niederschlag schneller und vollständiger am Boden des Zentrifugenröhrchens. Die verbleibende Flüssigkeit ist als überstehende Flüssigkeit bekannt. Dieser Überstand wird dann entweder schnell aus dem Röhrchen übertragen, ohne den Niederschlag zu stören, oder unter Verwendung einer Pasteurpipette entfernt. Die bei der Zentrifugation ausfallenden Partikel hängen von der Zentrifugalbeschleunigung, der Partikelgröße und -form, dem Volumenanteil der vorhandenen Feststoffe, dem Dichteunterschied zwischen Partikel und Flüssigkeit und der Viskosität ab.
Abbildung 2: Darstellung des Zentrifugationsprozesses
Was ist der Unterschied zwischen Filtration und Zentrifugation?
Definition von Filtration und Zentrifugation
Filtration: Der Vorgang oder Prozess des Entfernens von unerwünschten Gegenständen aus einer Flüssigkeit.
Zentrifugation: Der Prozess der Trennung von leichteren Teilen einer Lösung oder eines Gemisches.
Eigenschaften der Filtration und Zentrifugation
Filtration und Zentrifugation können signifikant unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und können in folgende Untergruppen eingeteilt werden;
Force Used
Filtration: Die Gravitationskraft wird bei der Filtration verwendet.
Zentrifugation: Die Zentrifugalkraft wird bei der Zentrifugation verwendet.
Ausrüstung
Filtration: Siebe oder perforierte Schichten oder Siebe oder Medien oder physikalische Membranen oder Filtertrichter oder deren Kombinationen können verwendet werden. Einige Filterhilfsmittel können zur Unterstützung der Filtration verwendet werden. Dies sind üblicherweise inkompressible Kieselgur oder Kieselsäure.
Zentrifugation: Es werden Zentrifugenmaschine und Zentrifugenröhrchen verwendet.
Funktionsweise
Filtration: Große Partikel in der Mischung können nicht durch die Maschen- / Lochstruktur des Filters gelangen, während Flüssigkeit und kleine Partikel unter der Schwerkraft zu Filtrat werden (Abbildung 1).
Zentrifugation: Die Lösungsmischung wird zentrifugiert, um den schwereren / dichteren Feststoff auf den Boden zu drücken, wo häufig ein fester Kuchen entsteht. Die Flüssigkeit über diesem Kuchen kann entfernt oder dekantiert werden. Diese Methode eignet sich besonders zum Trennen von Feststoffen, die nicht gut filtern (z. B. gelatineartige oder feine Partikel). (Figur 2)
Typen
Filtration: Es gibt drei Filtrationstechniken, die auf dem erwarteten Ergebnis basieren und als Heiß-, Kalt- und Vakuumfiltration bekannt sind. Die Heißfiltrationstechnik wird hauptsächlich verwendet, um Feststoffe von einer heißen Lösung zu trennen. Dies wird verwendet, um eine Kristallentwicklung im Filtertrichter zu vermeiden, die mit der Lösung in Kontakt kommt. Die Kaltfiltrationstechnik wird hauptsächlich verwendet, um die zu kristallisierende Lösung schnell abzukühlen. Diese Methode führt zur Entwicklung sehr kleiner Kristalle im Gegensatz zu großen Kristallen durch langsames Abkühlen der Lösung auf Raumtemperatur. Das Vakuumfiltrationsverfahren wird hauptsächlich für eine kleine Charge der Lösung verwendet, um kleine Kristalle schnell auszutrocknen. Dies ist die effizienteste Filtrationstechnik im Vergleich zur Heiß- und Kaltfiltration.
Zentrifugation: Es gibt drei Zentrifugationstechniken, nämlich Mikrozentrifugen, Hochgeschwindigkeitszentrifugen und Ultrazentrifugationen. Mikrozentrifugen werden häufig in Forschungsaktivitäten eingesetzt, um kleine Mengen biologischer Moleküle zu verarbeiten. Diese Maschine ist klein genug, um auf einer Tischplatte befestigt zu werden. Hochgeschwindigkeitszentrifugen können größere Probenmengen verarbeiten und werden hauptsächlich in industriellen Großanwendungen eingesetzt. Die Ultrazentrifugation wird hauptsächlich zu Forschungszwecken eingesetzt, beispielsweise zur Untersuchung der Eigenschaften biologischer Partikel. Es ist die effizienteste Trennmethode im Vergleich zu Mikrozentrifugen und Hochgeschwindigkeitszentrifugen.
Zweck
Filtration: Der Hauptzweck der Filtration besteht darin, das gewünschte Ergebnis zu erzielen, indem Verunreinigungen aus einem Gemisch entfernt oder Feststoffe aus einem Gemisch isoliert werden.
Zentrifugation: Hauptzweck der Zentrifugation ist die Isolierung von Feststoffen aus einer Lösung.
Effizienz
Filtration: Einfache Filtrationstechniken benötigen möglicherweise viel Zeit, um das gewünschte Material abzutrennen. Infolgedessen ist die Filtration weniger effizient als die Zentrifugation.
Zentrifugation: Die Trennung erfolgt im Vergleich zu Filtrationstechniken sehr schnell. Daher ist die Zentrifugation effizienter als die Filtration.
Nachteile
Filtration: Wenn sehr kleine Mengen der Lösung filtriert werden, kann der größte Teil dieser Lösung vom Filtermedium absorbiert werden. Mischungen, die gallertartige oder feine Partikel enthalten, filtern nicht gut. Daher kann zur Trennung dieser Gemische eine Zentrifugation verwendet werden.
Zentrifugation: Diese Methode erfordert im Vergleich zu Filtrationstechniken Know-how und Elektrizität.
Kosten
Filtration: Die Kosten hängen von der Komplexität des Filtrationsprozesses ab. In der Regel erfordern einfache Filtrationstechniken keinen Strom sowie geschulte Personen. Daher können die damit verbundenen Kosten im Vergleich zur Zentrifugation gering sein.
Zentrifugation: Die Kosten sind im Vergleich zur einfachen Filtrationstechnik hoch, da die Zentrifuge sowohl Strom als auch geschulte Techniker benötigt.
Anwendungen
Filtration: Kaffeefilter, Wasserfilter, Ofenfilter zur Entfernung von Partikeln, pneumatische Fördersysteme verwenden Filter, im Labor wird ein Glastrichter, ein Büchner-Trichter oder ein Sinterglastrichter zur Filtration verwendet. In der menschlichen Niere wird die Nierenfiltration verwendet, um das Blut zu filtern und viele Elemente selektiv wieder aufzunehmen, die für die Aufrechterhaltung der Homöostase für den Körper wichtig sind.
Zentrifugation: Eine der häufigsten Anwendungen ist die Behandlung von Klärschlamm, bei der Feststoffe von hochkonzentrierten Suspensionen getrennt werden. Die Zentrifugation wird auch zur Urananreicherung verwendet. Darüber hinaus wird diese Technik in der biologischen Forschung zur Isolierung des gewünschten Feststoffs oder der gewünschten Flüssigkeit aus einem Gemisch verwendet. Darüber hinaus wird die Zentrifugation verwendet, um Fett aus der Milch zu entfernen, um Magermilch herzustellen, um den Wein zu klären und zu stabilisieren und um Urinbestandteile und Blutelemente in forensischen und medizinischen Forschungslabors zu trennen.
Zusammenfassend sind Filtration und Zentrifugation unterschiedliche Trenntechniken, und der Hauptunterschied zwischen ihnen ist die verwendete Kraft- und Trennausrüstung. Infolgedessen können sie wesentlich unterschiedliche Anwendungen haben.
