Mahalagang Pagkakaiba – Filtration vs Centrifugation
Bago magpatuloy sa isang malalim na pagsusuri ng pagkakaiba sa pagitan ng Filtration at Centrifugation, ang dalawang diskarte sa paghihiwalay, tingnan muna natin kung ano ang separation technique. Sa biyolohikal na agham at inhinyero, ang isang pamamaraan ng paghihiwalay ay ginagamit upang ihiwalay ang nais na sangkap mula sa isang timpla. Ito ay isang mass transfer phenomenon na nagko-convert ng pinaghalong mga constituent sa dalawa o higit pang natatanging mga fraction. Ang paghihiwalay ng mga mixture ay depende sa mga pagkakaiba sa mga kemikal na katangian o pisikal na katangian tulad ng masa, densidad, laki, hugis, o pagkakaugnay ng kemikal, sa mga bumubuo ng isang timpla. Ang mga diskarte sa paghihiwalay ay madalas na ikinategorya ayon sa mga partikular na pagkakaiba na ginagamit nila upang makamit ang paghihiwalay. Ang pagsasala at centrifugation ay ang karaniwang ginagamit na mga diskarte sa paghihiwalay batay lamang sa pisikal na paggalaw ng mga gustong particle. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pagsasala at sentripugasyon ay nasa ginamit na puwersa at pamamaraan. Ang pagsasala ay kadalasang gumagamit ng pamamaraan ng pagsasala upang pilitin/alisin ang mga kontaminant o hindi gustong materyal sa tulong ng gravity. Ito ay maaaring makamit sa pamamagitan ng mga pisikal na hadlang tulad ng media, lamad, o mga strainer. Ginagamit ng centrifugation ang sentripugal na puwersa upang paghiwalayin ang nais na mga compound at particulate batay sa bigat ng molekular. Ginagamit ang centrifuge machine para sa paghihiwalay na ito. Ang mas siksik na mga compound ay inilipat sa labas ng centrifuge at maaaring alisin mula doon. Sa artikulong ito, talakayin natin ang mga pagkakaiba sa pagitan ng filtration at centrifugation.
Ano ang Filtration?
Ang pagsasala ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga gustong particle o constituent sa isang halo o suspensyon. Depende sa aplikasyon, alinman sa isa o higit pang interesadong mga bahagi ay maaaring ihiwalay gamit ang pamamaraan ng pagsasala. Ito ay isang pisikal na paraan ng paghihiwalay at ito ay napakahalaga sa chemistry, food science, at engineering upang paghiwalayin ang mga materyales na may iba't ibang komposisyon ng kemikal o upang linisin ang mga compound. Sa panahon ng pagsasala, ang paghihiwalay ay nangyayari sa isa o maramihang butas-butas na layer/s. Sa pagsasala, ang mga particle na masyadong malaki upang dumaan sa mga butas ng butas-butas na layer ay nananatili. Pagkatapos, ang malalaking particle ay maaaring bumuo ng residue o cake layer sa ibabaw ng filter at maaari ring humarang sa filter mesh, na pumipigil sa fluid phase na tumawid sa filter.
Figure 1: Ilustrasyon ng simpleng pagsasala.
Ano ang Centrifugation?
Ang Centrifugation ay isang proseso kung saan ginagamit ang isang centrifuge machine upang paghiwalayin ang mga gustong constituent ng isang kumplikadong liquid mixture/slurry. Bilang resulta ng centrifugation, ang precipitate ay mas mabilis at ganap na natipon sa ilalim ng centrifuge tube. Ang natitirang likido ay kilala bilang supernatant liquid. Ang supernatant na ito ay maaaring mabilis na inilipat mula sa tubo nang hindi nakakagambala sa namuo, o tinanggal gamit ang isang Pasteur pipette. Ang mga particle na namumuo sa centrifugation ay nakasalalay sa centrifugal acceleration, laki at hugis ng mga particle, ang volume na bahagi ng mga solid na naroroon, ang pagkakaiba ng density sa pagitan ng particle at ng fluid, at ang lagkit.
Figure 2: Ilustrasyon ng proseso ng centrifugation
Ano ang pagkakaiba ng Filtration at Centrifugation?
Kahulugan ng Filtration at Centrifugation
Filtration: ang pagkilos o proseso ng pag-alis ng isang bagay na hindi gustong mula sa isang likido.
Centrifugation: ang proseso ng paghihiwalay ng mas magaan na bahagi ng solusyon o halo.
Mga Katangian ng Filtration at Centrifugation
Ang pagsasala at centrifugation ay maaaring magkaroon ng makabuluhang magkakaibang mga katangian at maaari silang ikategorya sa mga sumusunod na subgroup;
Pwersang Ginamit
Filtration: Ginagamit ang gravitational force sa pagsasala.
Centrifugation: Ginagamit ang centrifugal force sa centrifugation.
Kagamitan
Filtration: Maaaring gamitin ang mga sieves o butas-butas na layer o strainer o media o pisikal na lamad o filter funnel o mga kumbinasyon ng mga ito. Maaaring gamitin ang ilang pantulong sa pagsala upang tumulong sa pagsasala. Ang mga ito ay karaniwang incompressible diatomaceous earth o silica.
Centrifugation: Ginagamit ang Centrifuge machine at centrifuge tubes.
Paraan ng Operasyon
Filtration: Ang malalaking particle sa mixture ay hindi makakadaan sa mesh/perforated structure ng filter habang ang fluid at maliliit na particle ay dumadaan sa ilalim ng puwersa ng gravity na nagiging filtrate (Figure 1)
Centrifugation: Ang pinaghalong solusyon ay ini-centrifuge upang pilitin ang mas mabigat/mas siksik na solid sa ibaba, kung saan madalas itong lumilikha ng matigas na cake Ang likido sa itaas ng cake na ito ay maaaring alisin o decante. Ang pamamaraang ito ay partikular na kapaki-pakinabang para sa paghihiwalay ng mga solido na hindi mahusay na nasala (Hal: gelatinous o pinong mga particle). (Larawan 2)
Mga Uri
Filtration: May tatlong diskarte sa pagsasala batay sa inaasahang resulta na kilala bilang hot, cold at vacuum filtration. Ang pamamaraan ng hot filtration ay pangunahing ginagamit upang paghiwalayin ang mga solido mula sa isang mainit na solusyon. Ito ay ginagamit upang maiwasan ang pagbuo ng kristal sa funnel ng filter na nakikipag-ugnayan sa solusyon. Pangunahing ginagamit ang cold filtration technique upang mabilis na palamigin ang solusyon na i-crystallize. Ang pamamaraang ito ay nagreresulta sa pagbuo ng napakaliit na kristal kumpara sa pagkuha ng malalaking kristal sa pamamagitan ng paglamig ng solusyon nang dahan-dahan sa temperatura ng silid. Ang paraan ng vacuum filtration ay pangunahing ginagamit para sa isang maliit na batch ng solusyon upang mabilis na matuyo ang maliliit na kristal. Ito ang pinakamabisang diskarte sa pagsasala kumpara sa mainit at malamig na pagsasala.
Centrifugation: May tatlong pamamaraan ng centrifugation katulad ng micro-centrifuges, high-speed centrifuges, at ultra-centrifugation. Ang microcentrifuge ay kadalasang ginagamit sa mga aktibidad ng pananaliksik upang iproseso ang maliliit na volume ng biological molecules. Ang makinang ito ay sapat na maliit upang ayusin sa ibabaw ng mesa. Ang mga high-speed centrifuges ay maaaring humawak ng mas malalaking volume ng sample at pangunahing ginagamit sa malalaking aplikasyon sa industriya. Ang ultra-centrifugation ay pangunahing ginagamit para sa mga layunin ng pananaliksik tulad ng pag-aaral ng mga katangian ng biological particle. Ito ang pinakamabisang paraan ng paghihiwalay kumpara sa micro-centrifuges at high-speed centrifuges.
Layunin
Filtration: Ang pangunahing layunin ng filtration ay makuha ang ninanais na resulta sa pamamagitan ng pag-alis ng mga dumi mula sa isang timpla o, para sa paghihiwalay ng mga solids mula sa isang mixture.
Centrifugation: Ang pangunahing layunin ng centrifugation ay ang paghihiwalay ng solids mula sa isang solusyon.
Efficiency
Pagsala: Maaaring kailanganin ng mga simpleng diskarte sa pagsasala ng maraming oras upang paghiwalayin ang gustong materyal at bilang resulta, ang pagsasala ay hindi gaanong mahusay kaysa sa sentripugasyon.
Centrifugation: Ang paghihiwalay ay nangyayari nang napakabilis kumpara sa mga diskarte sa pagsasala. Samakatuwid, ang sentripugasyon ay mas mahusay kaysa sa pagsasala.
Mga Disadvantage
Filtration: Kung na-filter ang napakaliit na halaga ng solusyon, ang karamihan sa solusyon na ito ay maaaring ma-absorb ng filter medium. Ang mga halo na naglalaman ng gelatinous o pinong mga particle ay hindi nasala nang maayos. Samakatuwid, upang paghiwalayin ang mga pinaghalong ito, maaaring gamitin ang centrifugation.
Centrifugation: Ang paraang ito ay nangangailangan ng kaalaman at kuryente kumpara sa mga diskarte sa pagsasala.
Gastos
Filtration: Ang gastos ay depende sa pagiging kumplikado ng proseso ng pagsasala, at kadalasan ang mga simpleng diskarte sa pagsasala ay hindi nangangailangan ng kuryente gayundin ng mga sinanay na tao. Samakatuwid, maaaring mababa ang nauugnay na gastos kumpara sa centrifugation.
Centrifugation: Mataas ang gastos kumpara sa simpleng filtration technique dahil kailangan ng centrifuge ng kuryente gayundin ng mga sinanay na technician.
Application
Filtration: Coffee filter, water filter, furnaces filter para mag-alis ng mga particle, Pneumatic conveying system ay gumagamit ng mga filter, sa laboratoryo, isang glass funnel, isang Buchner funnel o sintered glass funnel ay ginagamit para sa pagsasala. Sa bato ng tao, ang renal filtration ay ginagamit upang i-filter ang dugo at piling muling pagsipsip ng maraming elementong mahalaga para sa katawan upang mapanatili ang homeostasis.
Centrifugation: Ang isa sa mga pinaka-karaniwang aplikasyon ay ang paggamot ng dumi ng dumi sa alkantarilya kung saan ang paghihiwalay ng solid mula sa mataas na puro suspensyon. Ginagamit din ang centrifugation para sa proseso ng pagpapayaman ng uranium. Bilang karagdagan sa na, ang pamamaraan na ito ay ginagamit sa biological na pananaliksik para sa paghihiwalay ng nais na solid o likido mula sa isang timpla. Bilang karagdagan, ang centrifugation ay ginagamit upang alisin ang taba mula sa gatas upang makagawa ng skimmed milk, upang linawin at patatagin ang alak at upang paghiwalayin ang mga nasasakupan ng ihi at mga elemento ng dugo sa mga laboratoryo ng forensic at medikal na pananaliksik.
Sa konklusyon, ang pagsasala at centrifugation ay magkakaibang mga diskarte sa paghihiwalay at ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay ang ginamit na puwersa at kagamitan sa paghihiwalay. Bilang resulta, maaaring mayroon silang ibang mga application.
