Différence entre la filtration et la centrifugation

Différence clé - Filtration vs centrifugation
 

Avant de passer à une analyse approfondie de la différence entre la filtration et la centrifugation, les deux techniques de séparation, voyons d'abord ce qu'est une technique de séparation. En sciences biologiques et en génie, une technique de séparation est utilisée pour isoler le constituant souhaité d'un mélange. Il s'agit d'un phénomène de transfert de masse qui convertit un mélange de constituants en deux fractions distinctes ou plus. La séparation des mélanges dépend des différences de propriétés chimiques ou de propriétés physiques telles que la masse, la densité, la taille, la forme ou l'affinité chimique, parmi les constituants d'un mélange. Les techniques de séparation sont souvent classées en fonction des différences spécifiques qu'ils utilisent pour réaliser la séparation. La filtration et la centrifugation sont les techniques de séparation couramment utilisées basées uniquement sur le mouvement physique des particules souhaitées. Le différence clé entre La filtration et la centrifugation sont dans la force et la méthode utilisées. La filtration utilise souvent une technique de tamisage pour lutter / éliminer les contaminants ou les matériaux indésirables à l'aide de la gravité. Cela peut être réalisé grâce à des barrières physiques telles que les médias, les membranes ou les passages. La centrifugation utilise la force centrifuge pour séparer les composés et les particules souhaitées en fonction du poids moléculaire. La machine à centrifugeuse est utilisée pour cette séparation. Les composés les plus denses se transfèrent à l'extérieur de la centrifugeuse et peuvent être retirés de là. Dans cet article, élaborons les différences entre la filtration et la centrifugation.

Qu'est-ce que la filtration?

La filtration est utilisée pour séparer les particules ou les constituants souhaités dans un mélange ou une suspension. Selon l'application, l'un ou plusieurs composants intéressés peuvent être isolés à l'aide de la technique de filtration. C'est Une méthode de séparation physique et il est très important en chimie, en science alimentaire et en ingénierie pour séparer les matériaux de composition chimique différentes ou purifier les composés. Pendant la filtration, la séparation se produit à une couche / s perforée unique ou multiple. En filtrage, les particules trop grandes pour passer à travers les trous de la couche perforée sont conservées. Ensuite, de grandes particules peuvent former un résidu ou une couche de gâteau sur le dessus du filtre et également bloquer le maillage du filtre, empêchant la phase fluide de traverser le filtre.

Figure 1: Illustration d'une filtration simple.

Qu'est-ce que la centrifugation?

La centrifugation est un processus par lequel un La machine à centrifugeuse est utilisée pour séparer les constituants souhaités d'un mélange / suspension de liquide complexe. À la suite de la centrifugation, le précipité est plus rapidement et complètement rassemblé au bas du tube à centrifugeuse. Le liquide restant est connu comme le liquide surnageant. Ce surnageant est ensuite soit rapidement transféré du tube sans déranger le précipité, soit retiré à l'aide d'une pipette Pasteur. Les particules précipitées dans la centrifugation dépendent de l'accélération centrifuge, de la taille et de la forme des particules, de la partie volumique des solides présents, de la différence de densité entre la particule et le fluide, et la viscosité.

Figure 2: Illustration du processus de centrifugation

Quelle est la différence entre la filtration et la centrifugation?

Définition de la filtration et de la centrifugation

Filtration: l'acte ou le processus de suppression de quelque chose de indésirable d'un liquide.

Centrifugation: Le processus de séparation des parties plus légères d'une solution ou d'un mélange.

Caractéristiques de Filtration et centrifugation

La filtration et la centrifugation peuvent avoir des caractéristiques significativement différentes et elles peuvent être classées en sous-groupes suivants;

Force utilisée

Filtration: La force gravitationnelle est utilisée dans la filtration.

Centrifugation: La force centrifuge est utilisée dans la centrifugation.

Équipement

Filtration: Tamis ou couche perforée ou passoire ou média ou un entonnoir de membrane ou de filtre physique ou leurs combinaisons peuvent être utilisées. Certains aides à filtre peuvent être utilisées pour aider à la filtration. Ce sont généralement la terre ou la silice diatomées incompressible.

Centrifugation: Les tubes de machine à centrifugeuse et à centrifugeuse sont utilisés.

Mode opératoire

Filtration: De grandes particules dans le mélange ne peuvent pas passer à travers la structure du maillage / perforée du filtre tandis que le liquide et les petites particules passent sous la force de gravité devenant filtrat (figure 1)

Centrifugation: Le mélange de solution est centrifugé pour forcer le solide plus lourd / plus dense au fond, où il crée fréquemment un gâteau ferme, le liquide au-dessus de ce gâteau peut être retiré ou décanté. Cette méthode est particulièrement utile pour séparer les solides qui ne filtrent pas bien (par exemple: particules gélatineuses ou fines). (Figure 2)

Les types

Filtration: Il y a Trois techniques de filtration basé sur le résultat prévu connu sous le nom de filtration chaude, froide et sous vide. Filtration à chaud La technique est principalement utilisée pour séparer les solides d'une solution chaude. Ceci est utilisé pour éviter le développement des cristaux dans l'entonnoir du filtre qui entre en contact avec la solution. Filtration à froid La technique est principalement utilisée pour refroidir rapidement la solution à cristalliser. Cette méthode se traduit par le développement de très petits cristaux, au lieu d'obtenir de gros cristaux en refroidissant lentement la solution à une température ambiante. Filtration sous vide La méthode est principalement utilisée pour un petit lot de la solution pour sécher rapidement les petits cristaux. Il s'agit de la technique de filtration la plus efficace par rapport à la filtration chaude et fraîche.

Centrifugation: Il y a Trois techniques de centrifugation à savoir les micro-centrifuges, les centrifuges à grande vitesse et les ultra-centrifugations. Microcentrifugeuse est souvent utilisé dans les activités de recherche pour traiter de petits volumes de molécules biologiques. Cette machine est suffisamment petite pour réparer sur un tableau de table. Centrifuges à grande vitesse peut gérer des volumes d'échantillons plus grands et sont principalement utilisés dans les applications de l'industrie à grande échelle. Ultra-centrifugation est principalement utilisé à des fins de recherche telles que l'étude des propriétés des particules biologiques. Il s'agit de la méthode de séparation la plus efficace par rapport aux micro-centrifuges et aux centrifuges à grande vitesse.

But

Filtration: Le but principal de la filtration est d'obtenir le résultat souhaité en éliminant les impuretés d'un mélange ou, pour l'isolement des solides d'un mélange.

Centrifugation: Le but principal de la centrifugation est l'isolement des solides d'une solution.

Efficacité

Filtration: Les techniques de filtration simples peuvent avoir besoin de beaucoup de temps pour séparer le matériel souhaité et, par conséquent, la filtration est moins efficace que la centrifugation.

Centrifugation: La séparation se produit très rapidement par rapport aux techniques de filtration. Par conséquent, la centrifugation est plus efficace que la filtration.

Désavantages

Filtration: Si de très petites quantités de solution sont filtrées, la majeure partie de cette solution peut être absorbée par le milieu du filtre. Les mélanges contenant des particules gélatineux ou fines ne filtrent pas bien. Par conséquent, pour séparer ces mélanges, la centrifugation peut être utilisée.

Centrifugation: Cette méthode nécessite un savoir-faire et une électricité par rapport aux techniques de filtration.

Coût

Filtration: Le coût dépend de la complexité du processus de filtration, et généralement des techniques de filtration simples ne nécessitent pas d'électricité et de personnes formées. Par conséquent, le coût associé peut être faible par rapport à la centrifugation.

Centrifugation: Le coût est élevé par rapport à la simple technique de filtration car la centrifuge a besoin d'électricité ainsi que de techniciens qualifiés.

Applications

Filtration: Filtre de café, filtre à eau, filtre fours pour éliminer les particules, les systèmes de transport pneumatique utilisent des filtres, en laboratoire, un entonnoir en verre, un entonnoir buchner ou un entonnoir en verre fritté est utilisé pour la filtration. Dans le rein humain, la filtration rénale est utilisée pour filtrer le sang et la réabsorption sélective de nombreux éléments vitaux pour que le corps maintienne l'homéostasie.

Centrifugation: Un des plus Applications communes est le traitement des boues d'égouts où la séparation des suspensions solides des très concentrées. La centrifugation est également utilisée pour le processus d'enrichissement de l'uranium. En plus de cela, cette technique est utilisée dans la recherche biologique pour l'isolement du solide ou du liquide souhaité d'un mélange. De plus, la centrifugation est utilisée pour éliminer les graisses du lait pour produire du lait écrémé, pour clarifier et stabiliser le vin et pour séparer les constituants d'urine et les éléments sanguins dans les laboratoires de recherche judiciaire et médicale.

En conclusion, la filtration et la centrifugation sont des techniques de séparation différentes et la principale différence entre eux est la force utilisée et l'équipement de séparation. En conséquence, ils peuvent avoir des applications sensiblement différentes.

  Références: Harrison, Roger G., Todd, Paul, Rudge, Scott R. et pétrides d.P. Bioseparations Science et ingénierie. Oxford University Press, 2003. Cao, W. et Demeler B. (2008). Modélisation des expériences analytiques ultracentrifugation avec une solution adaptative en éléments finis spatio-temps pour les systèmes de réaction multicomposants. Journal biophysique, (95), 54-65.