ძირითადი განსხვავება – ფილტრაცია ცენტრიფუგაციის წინააღმდეგ
სანამ გადავიდოდეთ ფილტრაციასა და ცენტრიფუგაციას შორის განსხვავების სიღრმისეულ ანალიზზე, განცალკევების ორ ტექნიკას შორის, ჯერ ვნახოთ, რა არის გამოყოფის ტექნიკა. ბიოლოგიურ მეცნიერებასა და ინჟინერიაში, გამოყოფის ტექნიკა გამოიყენება ნარევიდან სასურველი კომპონენტის იზოლირებისთვის. ეს არის მასის გადაცემის ფენომენი, რომელიც გარდაქმნის შემადგენელ ნარევს ორ ან მეტ განსხვავებულ წილადად. ნარევების განცალკევება დამოკიდებულია ქიმიურ თვისებებში ან ფიზიკურ თვისებებში, როგორიცაა მასა, სიმკვრივე, ზომა, ფორმა ან ქიმიური მიდრეკილება, ნარევის შემადგენელ კომპონენტებს შორის განსხვავებაზე.განცალკევების ტექნიკა ხშირად კატეგორიზებულია იმ სპეციფიკური განსხვავებების მიხედვით, რომლებსაც ისინი იყენებენ განცალკევების მისაღწევად. ფილტრაცია და ცენტრიფუგაცია არის საყოველთაოდ გამოყენებული გამოყოფის ტექნიკა, რომელიც დაფუძნებულია მხოლოდ სასურველი ნაწილაკების ფიზიკურ მოძრაობაზე. ფილტრაციასა და ცენტრიფუგას შორის მთავარი განსხვავებაა გამოყენებული ძალასა და მეთოდში. ფილტრაცია ხშირად იყენებს საცრის ტექნიკას დამაბინძურებლების ან არასასურველი მასალების დაძაბვის/მოსაცილებლად გრავიტაციის დახმარებით. ამის მიღწევა შესაძლებელია ფიზიკური ბარიერების მეშვეობით, როგორიცაა მედია, მემბრანები ან გამწოვები. ცენტრიფუგაცია იყენებს ცენტრიდანულ ძალას სასურველი ნაერთებისა და ნაწილაკების გამოსაყოფად მოლეკულური წონის მიხედვით. ამ განცალკევებისთვის გამოიყენება ცენტრიფუგა მანქანა. უფრო მკვრივი ნაერთები გადადის ცენტრიფუგის გარედან და შესაძლებელია იქიდან ამოღება. ამ სტატიაში, მოდით განვიხილოთ განსხვავებები ფილტრაციასა და ცენტრიფუგაციას შორის.
რა არის ფილტრაცია?
ფილტრაცია გამოიყენება ნარევში ან სუსპენზიაში სასურველი ნაწილაკების ან კომპონენტების გამოსაყოფად.განაცხადიდან გამომდინარე, ერთი ან მეტი დაინტერესებული კომპონენტი შეიძლება იზოლირებული იყოს ფილტრაციის ტექნიკის გამოყენებით. ეს არის ფიზიკური გამოყოფის მეთოდი და ძალიან მნიშვნელოვანია ქიმიაში, კვების მეცნიერებაში და ინჟინერიაში სხვადასხვა ქიმიური შემადგენლობის მასალების გამოყოფა ან ნაერთების გაწმენდა. ფილტრაციის დროს განცალკევება ხდება ერთ ან მრავალჯერადი პერფორირებული ფენის/შ. ფილტრაციისას ნაწილაკები, რომლებიც ძალიან დიდია პერფორირებული ფენის ხვრელების გასავლელად, შენარჩუნებულია. შემდეგ, მსხვილმა ნაწილაკებმა შეიძლება შექმნან ნარჩენი ან ნამცხვრის ფენა ფილტრის თავზე და ასევე დაბლოკოს ფილტრის ბადე, რაც ხელს უშლის სითხის ფაზას ფილტრის გადაკვეთაში.
სურათი 1: მარტივი ფილტრაციის ილუსტრაცია.
რა არის ცენტრიფუგაცია?
ცენტრიფუგაცია არის პროცესი, რომლითაც ცენტრიფუგა მანქანა გამოიყენება რთული თხევადი ნარევის/სლუქის სასურველი შემადგენელი ნაწილების გამოსაყოფად.ცენტრიფუგაციის შედეგად ნალექი უფრო სწრაფად და მთლიანად გროვდება ცენტრიფუგის მილის ძირზე. დარჩენილი სითხე ცნობილია როგორც სუპერნატანტური სითხე. ეს სუპერნატანტი ან სწრაფად გადადის მილიდან ნალექის შეფერხების გარეშე, ან ამოღებულია პასტერის პიპეტის გამოყენებით. ცენტრიფუგაში ნალექი ნაწილაკები დამოკიდებულია ცენტრიდანულ აჩქარებაზე, ნაწილაკების ზომასა და ფორმაზე, არსებული მყარი ნივთიერებების მოცულობის ნაწილზე, ნაწილაკსა და სითხეს შორის სიმკვრივის განსხვავებაზე და სიბლანტეზე.
სურათი 2: ცენტრიფუგაციის პროცესის ილუსტრაცია
რა განსხვავებაა ფილტრაციასა და ცენტრიფუგაციას შორის?
ფილტრაციისა და ცენტრიფუგაციის განმარტება
ფილტრაცია: სითხიდან არასასურველი ნივთის ამოღების აქტი ან პროცესი.
ცენტრიფუგაცია: ხსნარის ან ნარევის მსუბუქი ნაწილების გამოყოფის პროცესი.
ფილტრაციისა და ცენტრიფუგაციის მახასიათებლები
ფილტრაციასა და ცენტრიფუგას შეიძლება ჰქონდეს მნიშვნელოვნად განსხვავებული მახასიათებლები და ისინი შეიძლება დაიყოს შემდეგ ქვეჯგუფებად;
გამოყენებული ძალა
ფილტრაცია: გრავიტაციული ძალა გამოიყენება ფილტრაციაში.
ცენტრიფუგაცია: ცენტრიფუგული ძალა გამოიყენება ცენტრიფუგაციისას.
მოწყობილობა
ფილტრაცია: შეიძლება გამოყენებულ იქნას საცრები ან პერფორირებული ფენა ან გამწოვი ან მედია ან ფიზიკური მემბრანა ან ფილტრის ძაბრი ან მათი კომბინაციები. ზოგიერთი ფილტრის დამხმარე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფილტრაციის დასახმარებლად. ეს არის ჩვეულებრივ შეკუმშვადი დიატომური მიწა ან სილიციუმი.
ცენტრიფუგაცია: გამოიყენება ცენტრიფუგა მანქანა და ცენტრიფუგის მილები.
ოპერაციის მეთოდი
ფილტრაცია: ნარევის დიდი ნაწილაკები ვერ გაივლიან ფილტრის ბადის/პერფორირებულ სტრუქტურას, ხოლო სითხე და მცირე ნაწილაკები გადიან გრავიტაციის ძალის ქვეშ და ხდება ფილტრატი (სურათი 1)
ცენტრიფუგაცია: ხსნარის ნარევი ცენტრიფუგირებულია, რათა აიძულოს უფრო მძიმე/მკვრივი მყარი ფსკერზე, სადაც ის ხშირად ქმნის მყარ ნამცხვარს. ეს მეთოდი განსაკუთრებით სასარგებლოა მყარი ნივთიერებების გამოყოფისთვის, რომლებიც კარგად არ იფილტრება (მაგ.: ჟელატინის ან წვრილი ნაწილაკები). (სურათი 2)
ტიპები
ფილტრაცია: არსებობს სამი ფილტრაციის ტექნიკა, რომელიც ეფუძნება მოსალოდნელ შედეგს, რომელიც ცნობილია როგორც ცხელი, ცივი და ვაკუუმური ფილტრაცია. ცხელი ფილტრაციის ტექნიკა უპირველეს ყოვლისა გამოიყენება მყარი ხსნარის გამოყოფისთვის. ეს გამოიყენება იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული კრისტალების განვითარება ფილტრის ძაბრში, რომელიც შედის ხსნართან კონტაქტში. ცივი ფილტრაციის ტექნიკა ძირითადად გამოიყენება კრისტალიზებული ხსნარის სწრაფად გასაცივებლად. ეს მეთოდი იწვევს ძალიან პატარა კრისტალების განვითარებას, განსხვავებით დიდი კრისტალების მიღებისა ხსნარის ნელა გაციებით ოთახის ტემპერატურამდე. ვაკუუმური ფილტრაციის მეთოდი ძირითადად გამოიყენება ხსნარის მცირე ნაწილისთვის მცირე კრისტალების სწრაფად გასაშრობად.ეს არის ყველაზე ეფექტური ფილტრაციის ტექნიკა ცხელ და გრილ ფილტრაციასთან შედარებით.
ცენტრიფუგაცია: არსებობს ცენტრიფუგაციის სამი ტექნიკა, კერძოდ მიკროცენტრიფუგები, მაღალსიჩქარიანი ცენტრიფუგები და ულტრაცენტრიფუგები. მიკროცენტრიფუგა ხშირად გამოიყენება კვლევით საქმიანობაში ბიოლოგიური მოლეკულების მცირე მოცულობის დასამუშავებლად. ეს მანქანა საკმარისად პატარაა მაგიდის ზედაპირზე დასამაგრებლად. მაღალსიჩქარიანი ცენტრიფუგას შეუძლია გაუმკლავდეს ნიმუშების უფრო დიდ მოცულობას და ძირითადად გამოიყენება ფართომასშტაბიანი ინდუსტრიის აპლიკაციებში. ულტრაცენტრფუგაცია ძირითადად გამოიყენება კვლევითი მიზნებისთვის, როგორიცაა ბიოლოგიური ნაწილაკების თვისებების შესწავლა. ეს არის ყველაზე ეფექტური გამოყოფის მეთოდი მიკროცენტრიფუგებთან და მაღალსიჩქარიან ცენტრიფუგებთან შედარებით.
მიზანი
ფილტრაცია: ფილტრაციის მთავარი მიზანია სასურველი შედეგის მიღება ნარევიდან მინარევების მოცილებით ან ნარევიდან მყარი ნივთიერებების იზოლირებისთვის.
ცენტრიფუგაცია: ცენტრიფუგაციის მთავარი მიზანია მყარი ნივთიერებების გამოყოფა ხსნარიდან.
ეფექტურობა
ფილტრაცია: მარტივი ფილტრაციის ტექნიკას შეიძლება ბევრი დრო დასჭირდეს სასურველი მასალის გამოსაყოფად და შედეგად, ფილტრაცია ნაკლებად ეფექტურია ვიდრე ცენტრიფუგაცია.
ცენტრიფუგაცია: გამოყოფა ხდება ძალიან სწრაფად ფილტრაციის ტექნიკასთან შედარებით. ამიტომ ცენტრიფუგაცია უფრო ეფექტურია ვიდრე ფილტრაცია.
მინუსები
ფილტრაცია: თუ ხსნარის ძალიან მცირე რაოდენობა გაფილტრულია, ამ ხსნარის უმეტესი ნაწილი შეიძლება შეიწოვება ფილტრის საშუალებით. ჟელატინის ან წვრილი ნაწილაკების შემცველი ნარევები კარგად არ იფილტრება. ამიტომ, ამ ნარევების გამოსაყოფად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცენტრიფუგაცია.
ცენტრიფუგაცია: ეს მეთოდი მოითხოვს ცოდნას და ელექტროენერგიას ფილტრაციის ტექნიკასთან შედარებით.
ღირებულება
ფილტრაცია: ღირებულება დამოკიდებულია ფილტრაციის პროცესის სირთულეზე და, როგორც წესი, მარტივი ფილტრაციის ტექნიკა არ საჭიროებს ელექტროენერგიას, ისევე როგორც მომზადებულ ადამიანებს. ამიტომ, ასოცირებული ღირებულება შეიძლება იყოს დაბალი ცენტრიფუგასთან შედარებით.
ცენტრიფუგაცია: ღირებულება მაღალია მარტივი ფილტრაციის ტექნიკასთან შედარებით, რადგან ცენტრიფუგას სჭირდება ელექტროენერგია და ასევე გაწვრთნილი ტექნიკოსები.
აპლიკაციები
ფილტრაცია: ყავის ფილტრი, წყლის ფილტრი, ღუმელის ფილტრი ნაწილაკების მოსაშორებლად, პნევმატური გადამყვანი სისტემები იყენებენ ფილტრებს, ლაბორატორიაში ფილტრაციისთვის გამოიყენება მინის ძაბრი, ბუხნერის ძაბრი ან აგლომერირებული მინის ძაბრი. ადამიანის თირკმელში თირკმლის ფილტრაცია გამოიყენება სისხლის გასაფილტრად და ორგანიზმისთვის სასიცოცხლო მნიშვნელობის მქონე მრავალი ელემენტის შერჩევითი ხელახალი შთანთქმისთვის ჰომეოსტაზის შესანარჩუნებლად.
ცენტრიფუგაცია: ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გამოყენებაა კანალიზაციის ლამის დამუშავება, სადაც ხდება მყარის გამოყოფა მაღალი კონცენტრირებული სუსპენზიებისგან. ცენტრიფუგაცია ასევე გამოიყენება ურანის გამდიდრების პროცესში. გარდა ამისა, ეს ტექნიკა გამოიყენება ბიოლოგიურ კვლევაში ნარევიდან სასურველი მყარი ან სითხის იზოლირებისთვის. გარდა ამისა, ცენტრიფუგაცია გამოიყენება რძიდან ცხიმის მოსაშორებლად, უცხიმო რძის წარმოებისთვის, ღვინის გასაწმენდად და სტაბილიზაციისთვის და შარდის შემადგენელი და სისხლის ელემენტების გამოყოფისთვის სასამართლო და სამედიცინო კვლევით ლაბორატორიებში.
დასკვნის სახით, ფილტრაცია და ცენტრიფუგაცია არის სხვადასხვა გამოყოფის ტექნიკა და მათ შორის მთავარი განსხვავებაა გამოყენებული ძალა და გამოყოფის მოწყობილობა. შედეგად, მათ შეიძლება ჰქონდეთ არსებითად განსხვავებული აპლიკაციები.
