Kluczowa różnica - filtracja a wirowanie
Zanim przejdziemy do dogłębnej analizy różnicy między filtracją a wirowaniem, dwiema technikami separacji, zobaczmy najpierw, czym jest technika separacji. W naukach biologicznych i inżynierii do wyodrębnienia żądanego składnika z mieszaniny stosuje się technikę separacji. Jest to zjawisko przenoszenia masy, które przekształca mieszaninę składników w dwie lub więcej odrębnych frakcji. Rozdzielanie mieszanin zależy od różnic we właściwościach chemicznych lub właściwościach fizycznych, takich jak masa, gęstość, rozmiar, kształt lub powinowactwo chemiczne pomiędzy składnikami mieszaniny. Techniki separacji są często kategoryzowane zgodnie z określonymi różnicami, których używają do osiągnięcia separacji. Filtracja i wirowanie to powszechnie stosowane techniki separacji oparte wyłącznie na fizycznym ruchu pożądanych cząstek. Kluczowa różnica między filtracją a wirowaniem polega na zastosowanej sile i metodzie. W filtracji często wykorzystuje się technikę przesiewania, aby odcedzić / usunąć zanieczyszczenia lub niepożądane materiały za pomocą grawitacji. Można to osiągnąć za pomocą fizycznych barier, takich jak media, membrany lub filtry. Odwirowanie wykorzystuje siłę odśrodkową do oddzielenia pożądanych związków i cząstek stałych w oparciu o masę cząsteczkową. Do tej separacji używa się wirówki. Gęstsze związki przechodzą na zewnątrz wirówki i można je stamtąd usunąć. W tym artykule omówimy różnice między filtracją a wirowaniem. Filtracja często wykorzystuje technikę przesiewania w celu odcedzania / usunięcia zanieczyszczeń lub niepożądanych materiałów za pomocą grawitacji. Można to osiągnąć za pomocą fizycznych barier, takich jak media, membrany lub filtry. Odwirowanie wykorzystuje siłę odśrodkową do oddzielenia pożądanych związków i cząstek stałych w oparciu o masę cząsteczkową. Do tej separacji używa się wirówki. Gęstsze związki przechodzą na zewnątrz wirówki i można je stamtąd usunąć. W tym artykule omówimy różnice między filtracją a wirowaniem. Filtracja często wykorzystuje technikę przesiewania w celu odcedzania / usunięcia zanieczyszczeń lub niepożądanych materiałów za pomocą grawitacji. Można to osiągnąć za pomocą fizycznych barier, takich jak media, membrany lub filtry. Odwirowanie wykorzystuje siłę odśrodkową do oddzielenia pożądanych związków i cząstek stałych w oparciu o masę cząsteczkową. Do tej separacji używa się wirówki. Gęstsze związki przechodzą na zewnątrz wirówki i można je stamtąd usunąć. W tym artykule omówimy różnice między filtracją a wirowaniem. Gęstsze związki przechodzą na zewnątrz wirówki i można je stamtąd usunąć. W tym artykule omówimy różnice między filtracją a wirowaniem. Gęstsze związki przechodzą na zewnątrz wirówki i można je stamtąd usunąć. W tym artykule omówimy różnice między filtracją a wirowaniem.
Co to jest filtracja?
Filtracja służy do oddzielenia pożądanych cząstek lub składników w mieszaninie lub zawiesinie. W zależności od zastosowania, za pomocą techniki filtracji można wyizolować jeden lub więcej zainteresowanych składników. Jest to metoda fizycznego rozdzielania i bardzo ważna w chemii, naukach o żywności i inżynierii jest oddzielanie materiałów o różnym składzie chemicznym lub oczyszczanie związków. Podczas filtracji separacja zachodzi na jednej lub wielu perforowanych warstwach. Podczas filtrowania zatrzymywane są cząsteczki, które są zbyt duże, aby przejść przez otwory w warstwie perforowanej. Wówczas duże cząstki mogą tworzyć osad lub warstwę placka na górze filtra i mogą również blokować siatkę filtra, zapobiegając przenikaniu fazy płynnej przez filtr.
Rysunek 1: Ilustracja prostej filtracji.
Co to jest wirowanie?
Wirowanie to proces, w którym wirówka jest używana do oddzielania żądanych składników złożonej ciekłej mieszaniny / zawiesiny. W wyniku wirowania osad gromadzi się szybciej i całkowicie na dnie probówki wirówkowej. Pozostała ciecz jest nazywana cieczą supernatantu. Ten supernatant jest następnie albo szybko przenoszony z probówki bez naruszania osadu, albo usuwany za pomocą pipety Pasteura. Cząstki wytrącające się podczas wirowania zależą od przyspieszenia odśrodkowego, rozmiaru i kształtu cząstek, objętościowej części obecnych ciał stałych, różnicy gęstości między cząsteczką a płynem oraz lepkości.
Rysunek 2: Ilustracja procesu wirowania
Jaka jest różnica między filtracją a wirowaniem?
Definicja filtracji i wirowania
Filtracja: czynność lub proces usuwania czegoś niepożądanego z cieczy.
Wirowanie: proces oddzielania lżejszych porcji roztworu lub mieszaniny.
Charakterystyka filtracji i wirowania
Filtracja i wirowanie mogą mieć znacząco różne cechy i można je podzielić na następujące podgrupy;
Użycie siły
Filtracja: Podczas filtracji wykorzystuje się siłę grawitacji.
Wirowanie: Podczas wirowania wykorzystuje się siłę odśrodkową.
Ekwipunek
Filtracja: Można zastosować sita lub warstwę perforowaną, sito lub media, fizyczną membranę lub lejek filtrujący, lub ich kombinacje. Do wspomagania filtracji można użyć niektórych pomocniczych filtrów. Są to zwykle nieściśliwa ziemia okrzemkowa lub krzemionka.
Wirowanie: Używana jest maszyna do wirowania i probówki wirówkowe.
Metoda operacji
Filtracja: Duże cząsteczki w mieszaninie nie mogą przejść przez siatkową / perforowaną strukturę filtra, podczas gdy płyn i małe cząsteczki przechodzą pod wpływem siły grawitacji, tworząc filtrat (Rysunek 1)
Odwirowanie: Mieszaninę roztworu odwirowuje się, aby wypchnąć cięższą / gęstszą substancję stałą na dno, gdzie często tworzy zwarty placek. Ciecz znajdującą się nad plackiem można usunąć lub zdekantować. Ta metoda jest szczególnie przydatna do oddzielania ciał stałych, które nie są dobrze filtrujące (np. Galaretowate lub drobne cząstki). (Rysunek 2)
Rodzaje
Filtracja: Istnieją trzy techniki filtracji oparte na przewidywanym wyniku, znane jako filtracja na gorąco, na zimno i filtracja próżniowa. Technika filtracji na gorąco jest stosowana głównie do oddzielania ciał stałych z gorącego roztworu. Jest to stosowane w celu uniknięcia tworzenia się kryształów w lejku filtrującym, który styka się z roztworem. Technika filtracji na zimno służy przede wszystkim do szybkiego schłodzenia roztworu do krystalizacji. Ta metoda powoduje powstawanie bardzo małych kryształów w przeciwieństwie do otrzymywania dużych kryształów przez powolne chłodzenie roztworu do temperatury pokojowej. Metoda filtracji próżniowej jest stosowana przede wszystkim w przypadku małej partii roztworu, aby szybko wysuszyć małe kryształki. Jest to najbardziej wydajna technika filtracji w porównaniu z filtracją na gorąco i na zimno.
Wirowanie: Istnieją trzy techniki wirowania, a mianowicie mikrowirówki, wirówki z dużą prędkością i ultrawirówki. Mikrowirówki są często używane w pracach badawczych do przetwarzania małych objętości cząsteczek biologicznych. Ta maszyna jest na tyle mała, że można ją zamocować na stole. Wirówki o dużej prędkości mogą obsługiwać większe objętości próbek i są używane głównie w zastosowaniach przemysłowych na dużą skalę. Ultrawirowanie jest wykorzystywane głównie do celów badawczych, takich jak badanie właściwości cząstek biologicznych. Jest to najbardziej wydajna metoda separacji w porównaniu z mikrowirówkami i wirówkami wysokoobrotowymi.
Cel, powód
Filtracja: Głównym celem filtracji jest uzyskanie pożądanego wyniku poprzez usunięcie zanieczyszczeń z mieszaniny lub, w celu wyodrębnienia ciał stałych z mieszaniny.
Wirowanie: Głównym celem wirowania jest izolacja ciał stałych z roztworu.
Wydajność
Filtracja: proste techniki filtracji mogą wymagać dużo czasu, aby oddzielić pożądany materiał, w wyniku czego filtracja jest mniej wydajna niż wirowanie.
Wirowanie: Separacja przebiega bardzo szybko w porównaniu z technikami filtracji. Dlatego wirowanie jest bardziej wydajne niż filtracja.
Niedogodności
Filtracja: Jeśli filtrowane są bardzo małe ilości roztworu, większość tego roztworu może zostać wchłonięta przez medium filtracyjne. Mieszaniny zawierające galaretowate lub drobne cząstki nie filtrują dobrze. Dlatego w celu oddzielenia tych mieszanin można zastosować wirowanie.
Wirowanie: Ta metoda wymaga wiedzy i energii elektrycznej w porównaniu z technikami filtracji.
Koszt
Filtracja: Koszt zależy od złożoności procesu filtracji, a zwykle proste techniki filtracji nie wymagają energii elektrycznej i przeszkolonych osób. Dlatego związany z tym koszt może być niski w porównaniu z wirowaniem.
Wirowanie: Koszt jest wysoki w porównaniu z prostą techniką filtracji, ponieważ wirówka wymaga energii elektrycznej i wyszkolonych techników.
Aplikacje
Filtracja: Filtr do kawy, filtr do wody, filtr do pieca do usuwania cząstek, Pneumatyczne systemy transportowe wykorzystują filtry, w laboratorium do filtracji stosuje się lejek szklany, lejek Buchnera lub lejek ze szkła spiekanego. W nerkach człowieka filtracja nerkowa służy do filtrowania krwi i selektywnego ponownego wchłaniania wielu pierwiastków niezbędnych dla organizmu do utrzymania homeostazy.
Odwirowanie: Jednym z najczęstszych zastosowań jest obróbka osadów ściekowych, gdzie następuje oddzielenie ciał stałych od wysoko stężonych zawiesin. Wirowanie jest również wykorzystywane w procesie wzbogacania uranu. Oprócz tego technika ta jest wykorzystywana w badaniach biologicznych do izolacji pożądanego ciała stałego lub cieczy z mieszaniny. Ponadto wirowanie służy do usuwania tłuszczu z mleka w celu produkcji mleka odtłuszczonego, do klarowania i stabilizacji wina oraz do oddzielania składników moczu i składników krwi w laboratoriach kryminalistycznych i medycznych.
Podsumowując, filtracja i wirowanie to różne techniki separacji, a kluczową różnicą między nimi jest wykorzystywana siła i sprzęt do separacji. W rezultacie mogą mieć zasadniczo różne zastosowania.
