Diferença entre filtração e centrifugação

Diferença chave - Filtração vs Centrifugação
 

Antes de passar para uma análise aprofundada da diferença entre Filtração e Centrifugação, as duas técnicas de separação, vamos primeiro ver o que é uma técnica de separação. Na ciência e engenharia biológicas, uma técnica de separação é usada para isolar o constituinte desejado de uma mistura. Este é um fenômeno de transferência de massa que converte uma mistura de constituintes em duas ou mais frações distintas. A separação das misturas depende de diferenças nas propriedades químicas ou físicas, como massa, densidade, tamanho, forma ou afinidade química, entre os constituintes de uma mistura. As técnicas de separação são frequentemente categorizadas de acordo com as diferenças específicas usadas para obter a separação. Filtração e centrifugação são as técnicas de separação comumente usadas, baseadas apenas no movimento físico das partículas desejadas. o diferença chave entre a filtração e a centrifugação estão na força e no método utilizados. A filtragem geralmente usa uma técnica de peneiração para coar / remover contaminantes ou materiais indesejados com a ajuda da gravidade. Isso pode ser alcançado através de barreiras físicas, como mídia, membranas ou filtros. A centrifugação utiliza a força centrífuga para separar os compostos e partículas desejados com base no peso molecular. A máquina centrífuga é usada para essa separação. Os compostos mais densos são transferidos para o exterior da centrífuga e podem ser removidos de lá. Neste artigo, vamos elaborar as diferenças entre filtração e centrifugação.

O que é filtração?

A filtração é usada para separar partículas ou constituintes desejados em uma mistura ou suspensão. Dependendo da aplicação, um ou mais componentes interessados ​​podem ser isolados usando a técnica de filtragem. Isto é um método de separação física e é muito importante em química, ciência de alimentos e engenharia separar materiais de diferentes composições químicas ou purificar compostos. Durante a filtração, a separação ocorre em uma ou várias camadas perfuradas. Na filtragem, são retidas partículas grandes demais para passar pelos orifícios da camada perfurada. Em seguida, partículas grandes podem formar uma camada de resíduo ou torta no topo do filtro e também podem bloquear a malha do filtro, impedindo que a fase fluida atravesse o filtro.

Figura 1: Ilustração da filtragem simples.

O que é centrifugação?

Centrifugação é um processo pelo qual um A máquina de centrifugação é usada para separar os constituintes desejados de uma mistura / mistura líquida complexa. Como resultado da centrifugação, o precipitado é mais rápido e completamente recolhido no fundo do tubo de centrifugação. O líquido restante é conhecido como líquido sobrenadante. Este sobrenadante é então transferido rapidamente do tubo sem perturbar o precipitado ou removido usando uma pipeta Pasteur. As partículas que precipitam na centrifugação dependem da aceleração centrífuga, tamanho e forma das partículas, a porção volumétrica de sólidos presentes, a diferença de densidade entre a partícula e o fluido e a viscosidade.

Figura 2: Ilustração do processo de centrifugação

Qual é a diferença entre Filtração e Centrifugação?

Definição de Filtração e Centrifugação

Filtração: o ato ou processo de remover algo indesejado de um líquido.

Centrifugação: o processo de separação de porções mais leves de uma solução ou mistura.

Características de Filtração e Centrifugação

A filtração e a centrifugação podem ter características significativamente diferentes e podem ser categorizadas nos seguintes subgrupos;

Força usada

Filtração: A força gravitacional é usada na filtração.

Centrifugação: A força centrífuga é usada na centrifugação.

Equipamento

Filtração: Peneiras ou camada ou filtro perfurado ou meio ou membrana física ou funil de filtro ou suas combinações podem ser usados. Alguns auxiliares de filtro podem ser usados ​​para ajudar na filtragem. Geralmente, são terra de diatomácea incompressível ou sílica.

Centrifugação: Máquina de centrifugação e tubos de centrifugação.

Método de operação

Filtração: Partículas grandes na mistura não podem passar através da estrutura de malha / perfurada do filtro, enquanto fluidos e pequenas partículas passam sob a força da gravidade, tornando-se filtrados (Figura 1)

Centrifugação: A mistura da solução é centrifugada para forçar o sólido mais pesado / mais denso ao fundo, onde freqüentemente cria um bolo firme. O líquido acima deste bolo pode ser removido ou decantado. Este método é particularmente útil para separar sólidos que não filtram bem (por exemplo: partículas gelatinosas ou finas). (Figura 2)

Tipos

Filtração: tem três técnicas de filtragem com base no resultado esperado, conhecido como filtração a quente, frio e vácuo. Filtragem a quente A técnica é usada principalmente para separar sólidos de uma solução quente. Isso é usado para evitar o desenvolvimento de cristais no funil do filtro que entra em contato com a solução. Filtragem a frio A técnica é usada principalmente para resfriar rapidamente a solução a ser cristalizada. Este método resulta no desenvolvimento de cristais muito pequenos, em vez de obter grandes cristais, resfriando a solução lentamente até a temperatura ambiente. Filtragem a vácuo O método é usado principalmente para um pequeno lote da solução para secar rapidamente pequenos cristais. Esta é a técnica de filtragem mais eficiente em comparação com a filtragem quente e fria.

Centrifugação: tem três técnicas de centrifugação nomeadamente micro-centrífugas, centrífugas de alta velocidade e ultra-centrifugações. Microcentrífuga é frequentemente usado em atividades de pesquisa para processar pequenos volumes de moléculas biológicas. Esta máquina é pequena o suficiente para fixar em uma mesa. Centrífugas de alta velocidade pode lidar com volumes de amostra maiores e é usado principalmente em aplicações industriais de larga escala. Ultra-centrifugação é usado principalmente para fins de pesquisa, como estudar propriedades de partículas biológicas. É o método de separação mais eficiente comparado às microcentrífugas e centrífugas de alta velocidade.

Objetivo

Filtração: O principal objetivo da filtração é obter o resultado desejado removendo as impurezas de uma mistura ou, para o isolamento de sólidos de uma mistura.

Centrifugação: O principal objetivo da centrifugação é o isolamento de sólidos de uma solução.

Eficiência

Filtração: Técnicas simples de filtragem podem levar muito tempo para separar o material desejado e, como resultado, a filtragem é menos eficiente que a centrifugação.

Centrifugação: A separação ocorre muito rapidamente em comparação com as técnicas de filtragem. Portanto, a centrifugação é mais eficiente que a filtração.

Desvantagens

Filtração: Se quantidades muito pequenas de solução forem filtradas, a maior parte dessa solução poderá ser absorvida pelo meio filtrante. Misturas contendo partículas gelatinosas ou finas não filtram bem. Portanto, para separar essas misturas, a centrifugação pode ser usada.

Centrifugação: Este método requer conhecimento e eletricidade em comparação com as técnicas de filtragem.

Custo

Filtração: O custo depende da complexidade do processo de filtragem e, geralmente, técnicas simples de filtragem não requerem eletricidade, além de pessoas treinadas. Portanto, o custo associado pode ser baixo comparado à centrifugação.

Centrifugação: O custo é alto comparado à técnica simples de filtragem, porque a centrífuga precisa de eletricidade e também de técnicos treinados.

Formulários

Filtração: Filtro de café, filtro de água, filtro de fornos para remover partículas, sistemas de transporte pneumático usam filtros, em laboratório, um filtro de vidro, um filtro de Buchner ou um filtro de vidro sinterizado. No rim humano, a filtragem renal é usada para filtrar o sangue e a reabsorção seletiva de muitos elementos vitais para o corpo manter a homeostase.

Centrifugação: Um dos mais aplicações comuns é o tratamento do lodo de esgoto, onde a separação do sólido das suspensões altamente concentradas. A centrifugação também é usada no processo de enriquecimento de urânio. Além disso, esta técnica é usada em pesquisas biológicas para isolamento do sólido ou líquido desejado de uma mistura. Além disso, a centrifugação é usada para remover a gordura do leite para produzir leite desnatado, clarificar e estabilizar o vinho e separar os constituintes da urina e os elementos sanguíneos em laboratórios de pesquisa médica e médica.

Em conclusão, filtração e centrifugação são diferentes técnicas de separação e a principal diferença entre elas é o equipamento de força e separação utilizado. Como resultado, eles podem ter aplicações substancialmente diferentes.

  Referências: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. e Petrides D.P. Bioseparações Ciência e Engenharia. Oxford University Press, 2003. Cao, W. e Demeler B. (2008). Modelagem de experiências de ultracentrifugação analítica com uma solução adaptativa de elementos finitos no espaço-tempo para sistemas de reação multicomponentes. Revista Biofísica, (95), 54-65.