Негізгі айырмашылық – сүзу мен центрифугалау
Сүзу мен центрифугалау, екі бөлу техникасы арасындағы айырмашылықты терең талдауға көшпес бұрын, алдымен бөлу әдісінің не екенін көрейік. Биология ғылымында және инженерияда қоспадан қажетті құрамдас бөлікті бөліп алу үшін бөлу әдісі қолданылады. Бұл құрамдас бөліктердің қоспасын екі немесе одан да көп белгілі фракцияларға түрлендіретін масса алмасу құбылысы. Қоспаларды бөлу химиялық қасиеттердегі немесе қоспаның құрамдас бөліктері арасындағы масса, тығыздық, өлшем, пішін немесе химиялық жақындық сияқты физикалық қасиеттердегі айырмашылықтарға байланысты. Бөлу әдістері көбінесе бөлуге қол жеткізу үшін қолданатын ерекше айырмашылықтарға сәйкес жіктеледі. Сүзу және центрифугалау тек қажетті бөлшектердің физикалық қозғалысына негізделген жиі қолданылатын бөлу әдістері болып табылады. Сүзу мен центрифугалаудың негізгі айырмашылығы қолданылатын күш пен әдісте. Фильтрация көбінесе ауырлық күші арқылы ластаушы заттарды немесе қажетсіз материалдарды сүзу/жою үшін електен өткізу әдісін пайдаланады. Бұған медиа, мембраналар немесе сүзгілер сияқты физикалық кедергілер арқылы қол жеткізуге болады. Центрифугалау молекулалық салмаққа негізделген қажетті қосылыстар мен бөлшектерді бөлу үшін орталықтан тепкіш күшті пайдаланады. Бұл бөлу үшін центрифугалық машина қолданылады. Тығызырақ қосылыстар центрифуганың сыртына ауысады және сол жерден алынуы мүмкін. Бұл мақалада сүзу мен центрифугалау арасындағы айырмашылықтарды егжей-тегжейлі қарастырайық.
Сүзу дегеніміз не?
Сүзу қоспадағы немесе суспензиядағы қажетті бөлшектерді немесе құрамдастарды бөлу үшін қолданылады. Қолданбаға байланысты бір немесе бірнеше мүдделі құрамдастарды сүзу әдісі арқылы оқшаулауға болады. Бұл физикалық бөлу әдісі және әртүрлі химиялық құрамдағы материалдарды бөлу немесе қосылыстарды тазарту химияда, тамақ ғылымында және техникада өте маңызды. Сүзу кезінде бөліну бір немесе бірнеше перфорацияланған қабат/старда жүреді. Сүзгілеу кезінде перфорацияланған қабаттың саңылауларынан өту үшін тым үлкен бөлшектер сақталады. Содан кейін үлкен бөлшектер сүзгінің үстінде қалдық немесе торт қабатын қалыптастыруы мүмкін және сонымен қатар сүзгі торын бітеп, сұйықтық фазасының сүзгіден өтуіне жол бермеуі мүмкін.
1-сурет: Қарапайым фильтрацияның суреті.
Центрифуга дегеніміз не?
Центрифугалау – күрделі сұйық қоспаның/қоспаның қажетті құрамдастарын бөлу үшін центрифугалау машинасы қолданылатын процесс. Центрифугалау нәтижесінде тұнба центрифуга түтігінің түбіне тезірек және толық жиналады. Қалған сұйықтық супернатанттық сұйықтық ретінде белгілі. Содан кейін бұл үстіңгі зат тұнбаны бұзбай түтіктен жылдам тасымалданады немесе Пастер тамшуырының көмегімен жойылады. Центрифугалау кезінде тұнбаға түсетін бөлшектер центрифугалық үдеуіне, бөлшектердің өлшемі мен пішініне, бар қатты заттардың көлемдік бөлігіне, бөлшек пен сұйықтық арасындағы тығыздық айырмашылығына және тұтқырлыққа байланысты.
2-сурет: центрифугалау процесінің суреті
Сүзу мен центрифугалаудың айырмашылығы неде?
Сүзу және центрифугалау анықтамасы
Сүзу: сұйықтықтан қажет емес нәрсені кетіру әрекеті немесе процесі.
Центрифугалау: ерітіндінің немесе қоспаның жеңіл бөліктерін бөлу процесі.
Сүзу және центрифугалау сипаттамалары
Сүзу және центрифугалау айтарлықтай әртүрлі сипаттамаларға ие болуы мүмкін және оларды келесі ішкі топтарға бөлуге болады;
Қорданылды
Сүзу: гравитациялық күш фильтрацияда қолданылады.
Центрифугалау: центрифугалау күші центрифугалауда қолданылады.
Жабдық
Сүзу: Електерді немесе тесілген қабатты немесе сүзгіні немесе тасымалдағышты немесе физикалық мембранды немесе сүзгі шұңқырын немесе олардың комбинацияларын пайдалануға болады. Кейбір сүзгі құралдарын сүзуге көмектесу үшін пайдалануға болады. Бұл әдетте қысылмайтын диатомды жер немесе кремний диоксиді.
Центрифугалау: Центрифуга машинасы мен центрифуга түтіктері пайдаланылады.
Жұмыс әдісі
Сүзу: қоспадағы ірі бөлшектер сүзгінің торлы/тесілген құрылымынан өте алмайды, ал сұйықтық пен ұсақ бөлшектер ауырлық күшінің әсерінен өтіп фильтратқа айналады (1-сурет)
Центрифугалау: Ерітінді қоспасы ауырырақ/тығызырақ қатты затты түбіне түсіру үшін центрифугаланады, бұл жерде ол жиі қатты торт жасайды. Осы торттың үстіндегі сұйықтықты алып тастауға немесе декантациялауға болады. Бұл әдіс әсіресе жақсы сүзбейтін қатты заттарды бөлу үшін пайдалы (мысалы: желатинді немесе ұсақ бөлшектер). (2-сурет)
Түрлері
Сүзу: Ыстық, суық және вакуумды сүзу деп аталатын күтілетін нәтижеге негізделген үш сүзу әдісі бар. Ыстық сүзу әдісі негізінен қатты заттарды ыстық ерітіндіден бөлу үшін қолданылады. Бұл ерітіндіге тиетін сүзгі шұңқырында кристалдардың пайда болуын болдырмау үшін қолданылады. Суық сүзу әдісі негізінен кристалданатын ерітіндіні жылдам салқындату үшін қолданылады. Бұл әдіс ерітіндіні бөлме температурасына дейін баяу салқындату арқылы үлкен кристалдарды алуға қарсы өте кішкентай кристалдардың дамуына әкеледі. Вакуумды сүзу әдісі, ең алдымен, шағын кристалдарды тез кептіру үшін ерітіндінің шағын партиясы үшін қолданылады. Бұл ыстық және салқын сүзумен салыстырғанда ең тиімді сүзу әдісі.
Центрифугалау: үш центрифугалау әдісі бар, атап айтқанда микроцентрифугалар, жоғары жылдамдықты центрифугалар және ультрацентрифугалар. Микроцентрифуга биологиялық молекулалардың шағын көлемін өңдеу үшін ғылыми-зерттеу қызметінде жиі қолданылады. Бұл машина үстелдің үстіне бекітуге жеткілікті кішкентай. Жоғары жылдамдықты центрифугалар үлкен үлгі көлемдерін өңдей алады және негізінен ірі өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады. Ультрацентрифугалау негізінен биологиялық бөлшектердің қасиеттерін зерттеу сияқты зерттеу мақсаттарында қолданылады. Бұл микроцентрифугалармен және жоғары жылдамдықты центрифугалармен салыстырғанда ең тиімді бөлу әдісі.
Мақсат
Сүзу: фильтрацияның негізгі мақсаты қоспадағы қоспаларды кетіру немесе қоспадан қатты заттарды оқшаулау арқылы қажетті нәтижеге қол жеткізу.
Центрифугалау: Центрифугалаудың негізгі мақсаты - ерітіндіден қатты заттарды бөліп алу.
Тиімділік
Сүзу: Қарапайым сүзу әдістері қажетті материалды бөлу үшін көп уақытты қажет етуі мүмкін және нәтижесінде сүзу центрифугалауға қарағанда тиімдірек болады.
Центрифугалау: сүзу әдістерімен салыстырғанда бөлу өте жылдам жүреді. Сондықтан центрифугалау фильтрацияға қарағанда тиімдірек.
Кемшіліктері
Сүзу: Егер ерітіндінің өте аз мөлшері сүзілсе, бұл ерітіндінің көп бөлігі сүзгі ортасына сіңірілуі мүмкін. Құрамында желатинді немесе ұсақ бөлшектері бар қоспалар жақсы сүзілмейді. Сондықтан бұл қоспаларды бөлу үшін центрифугалауды қолдануға болады.
Центрифугалау: бұл әдіс сүзу әдістерімен салыстырғанда ноу-хау мен электр энергиясын қажет етеді.
Құны
Сүзу: Құны сүзу процесінің күрделілігіне байланысты және әдетте қарапайым сүзу әдістері электр қуатын, сондай-ақ оқытылған адамдарды қажет етпейді. Сондықтан центрифугалаумен салыстырғанда байланысты шығындар төмен болуы мүмкін.
Центрифугалау: қарапайым сүзу әдісімен салыстырғанда құны жоғары, өйткені центрифуга электр қуатын, сонымен қатар оқытылған техниктерді қажет етеді.
Қолданбалар
Сүзу: Бөлшектерді кетіру үшін кофе сүзгісі, су сүзгісі, пештер сүзгісі, Пневматикалық тасымалдау жүйелері сүзгілерді пайдаланады, сүзу үшін зертханада шыны шұңқыры, Бюхнер шұңқыры немесе агломерленген шыны шұңқыры қолданылады. Адамның бүйрегінде бүйрек фильтрациясы қанды сүзу және гомеостазды ұстап тұру үшін ағзаға маңызды көптеген элементтерді іріктеп қайта сіңіру үшін қолданылады.
Центрифугалау: Ең кең тараған қолданбалардың бірі қатты концентратты суспензиялардан қатты заттарды бөлу арқылы ағынды суларды тазарту болып табылады. Центрифугалау уранды байыту процесінде де қолданылады. Сонымен қатар, бұл әдіс биологиялық зерттеулерде қоспадан қажетті қатты немесе сұйықтықты бөліп алу үшін қолданылады. Сонымен қатар, центрифугалау майсыздандырылған сүтті алу үшін сүттен майды кетіру, шарапты тазарту және тұрақтандыру және сот-медициналық және медициналық зерттеу зертханаларында несеп құрамдастары мен қан элементтерін бөлу үшін қолданылады.
Қорытындылай келе, сүзу және центрифугалау әртүрлі бөлу әдістері болып табылады және олардың арасындағы негізгі айырмашылық - қолданылатын күш пен бөлу жабдығы. Нәтижесінде олардың қолданбалары айтарлықтай басқаша болуы мүмкін.
