الفرق الرئيسي - الترشيح مقابل الطرد المركزي
قبل الانتقال إلى تحليل متعمق للاختلاف بين الترشيح والطرد المركزي ، وهما تقنيتا الفصل ، دعونا أولاً نرى ما هي تقنية الفصل. في العلوم والهندسة البيولوجية ، تُستخدم تقنية الفصل لعزل المكون المطلوب من الخليط. هذه ظاهرة انتقال جماعي تحول مزيجًا من المكونات إلى جزأين مميزين أو أكثر. يعتمد فصل المخاليط على الاختلافات في الخواص الكيميائية أو الخصائص الفيزيائية مثل الكتلة أو الكثافة أو الحجم أو الشكل أو التقارب الكيميائي بين مكونات الخليط.غالبًا ما يتم تصنيف تقنيات الفصل وفقًا للاختلافات المحددة التي تستخدمها لتحقيق الفصل. يعتبر الترشيح والطرد المركزي من تقنيات الفصل الشائعة الاستخدام والتي تعتمد فقط على الحركة الفيزيائية للجسيمات المرغوبة. يكمن الاختلاف الرئيسي بين الترشيح والطرد المركزي في القوة والطريقة المستخدمة. غالبًا ما يستخدم الترشيح تقنية الغربلة لإجهاد / إزالة الملوثات أو المواد غير المرغوب فيها بمساعدة الجاذبية. يمكن تحقيق ذلك من خلال الحواجز المادية مثل الوسائط أو الأغشية أو المصافي. يستخدم الطرد المركزي قوة الطرد المركزي لفصل المركبات والجسيمات المرغوبة بناءً على الوزن الجزيئي. يتم استخدام آلة الطرد المركزي لهذا الفصل. تنتقل المركبات الأكثر كثافة إلى خارج جهاز الطرد المركزي ويمكن إزالتها من هناك. في هذه المقالة ، دعونا نوضح الاختلافات بين الترشيح والطرد المركزي.
ما هو الترشيح؟
يتم استخدام الترشيح لفصل الجسيمات أو المكونات المرغوبة في خليط أو معلق.اعتمادًا على التطبيق ، يمكن عزل عنصر واحد أو أكثر من المكونات المهتمة باستخدام تقنية الترشيح. إنها طريقة فصل فيزيائي ومن المهم جدًا في الكيمياء وعلوم الأغذية والهندسة فصل المواد ذات التركيب الكيميائي المختلف أو تنقية المركبات. أثناء الترشيح ، يحدث الفصل عند طبقة / طبقات مثقبة مفردة أو متعددة. في عملية التصفية ، يتم الاحتفاظ بالجسيمات الأكبر من أن تمر عبر فتحات الطبقة المثقوبة. بعد ذلك ، قد تشكل الجسيمات الكبيرة بقايا أو طبقة عجينة أعلى المرشح وقد تسد أيضًا شبكة المرشح ، مما يمنع طور المائع من عبور المرشح.
الشكل 1: توضيح للترشيح البسيط
ما هو الطرد المركزي؟
الطرد المركزي هي عملية يتم من خلالها استخدام جهاز طرد مركزي لفصل المكونات المرغوبة لخليط سائل معقد / ملاط.نتيجة للطرد المركزي ، يتم تجميع الراسب بسرعة أكبر وبشكل كامل في قاع أنبوب الطرد المركزي. يُعرف السائل المتبقي بالسائل الطاف. ثم يتم نقل هذا الطاف بسرعة من الأنبوب دون إزعاج الراسب ، أو إزالته باستخدام ماصة باستير. تعتمد الجسيمات المترسبة في الطرد المركزي على تسارع الطرد المركزي ، وحجم الجسيمات وشكلها ، وجزء حجم المواد الصلبة الموجودة ، وفرق الكثافة بين الجسيم والسائل ، واللزوجة.
الشكل 2: توضيح لعملية الطرد المركزي
ما الفرق بين الترشيح والطرد المركزي؟
تعريف الترشيح والطرد المركزي
الترشيح: فعل أو عملية إزالة شيء غير مرغوب فيه من السائل.
الطرد المركزي: عملية فصل الأجزاء الخفيفة من محلول أو خليط.
خصائص الترشيح والطرد المركزي
قد يكون للترشيح والطرد المركزي خصائص مختلفة بشكل كبير ويمكن تصنيفها إلى المجموعات الفرعية التالية ؛
القوة المستخدمة
الترشيح: تستخدم قوة الجاذبية في الترشيح.
الطرد المركزي: تستخدم قوة الطرد المركزي في الطرد المركزي.
معدات
الترشيح: يمكن استخدام المناخل أو الطبقة المثقبة أو المصفاة أو الوسائط أو الغشاء المادي أو قمع المرشح أو مجموعاتها. يمكن استخدام بعض مساعدات التصفية للمساعدة في الترشيح. هذه هي عادة تراب دياتومي أو سيليكا غير قابل للضغط.
الطرد المركزي: يتم استخدام آلة الطرد المركزي وأنابيب الطرد المركزي.
طريقة العملية
الترشيح: لا يمكن للجزيئات الكبيرة في الخليط أن تمر عبر الشبكة / البنية المثقبة للمرشح بينما تمر الجزيئات السائلة والصغيرة تحت قوة الجاذبية لتصبح مرشحًا (الشكل 1)
الطرد المركزي: يتم طرد خليط المحلول لإجبار المادة الصلبة الأثقل / الأكثر كثافة على القاع ، حيث تخلق بشكل متكرر كعكة متماسكة. يمكن إزالة السائل الموجود فوق هذه الكعكة أو صبها. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لفصل المواد الصلبة التي لا ترشح جيدًا (على سبيل المثال: الجيلاتين أو الجسيمات الدقيقة). (الشكل 2)
أنواع
الترشيح: هناك ثلاث تقنيات ترشيح تعتمد على النتيجة المتوقعة المعروفة بالترشيح الساخن والبارد والفراغ. تُستخدم تقنية الترشيح الساخن بشكل أساسي لفصل المواد الصلبة عن المحلول الساخن. يستخدم هذا لتجنب تطور البلورات في قمع المرشح الذي يلامس المحلول. تُستخدم تقنية الترشيح البارد بشكل أساسي لتبريد المحلول المراد بلورته بسرعة. ينتج عن هذه الطريقة تطوير بلورات صغيرة جدًا تتعارض مع الحصول على بلورات كبيرة عن طريق تبريد المحلول ببطء إلى درجة حرارة الغرفة. تستخدم طريقة الترشيح الفراغي بشكل أساسي لمجموعة صغيرة من المحلول لتجفيف البلورات الصغيرة بسرعة.هذه هي تقنية الترشيح الأكثر فعالية مقارنة بالترشيح الساخن والبارد.
الطرد المركزي: هناك ثلاث تقنيات للطرد المركزي وهي أجهزة الطرد المركزي الدقيقة وأجهزة الطرد المركزي عالية السرعة والطرد المركزي الفائق. غالبًا ما تستخدم أجهزة الطرد المركزي الدقيقة في الأنشطة البحثية لمعالجة كميات صغيرة من الجزيئات البيولوجية. هذه الآلة صغيرة بما يكفي لتثبيتها على سطح الطاولة. يمكن لأجهزة الطرد المركزي عالية السرعة التعامل مع أحجام عينات أكبر وتستخدم بشكل أساسي في تطبيقات الصناعة على نطاق واسع. يستخدم الطرد المركزي الفائق بشكل أساسي لأغراض البحث مثل دراسة خصائص الجسيمات البيولوجية. إنها أكثر طرق الفصل كفاءة مقارنة بأجهزة الطرد المركزي الدقيقة وأجهزة الطرد المركزي عالية السرعة.
الغرض
الترشيح: الغرض الرئيسي من الترشيح هو الحصول على النتيجة المرجوة عن طريق إزالة الشوائب من الخليط أو لعزل المواد الصلبة من الخليط.
الطرد المركزي: الغرض الرئيسي من الطرد المركزي هو عزل المواد الصلبة عن المحلول.
كفاءة
الترشيح: قد تحتاج تقنيات الترشيح البسيطة إلى الكثير من الوقت لفصل المواد المرغوبة ونتيجة لذلك ، يكون الترشيح أقل كفاءة من الطرد المركزي.
الطرد المركزي: يحدث الفصل بسرعة كبيرة مقارنة بتقنيات الترشيح. لذلك ، فإن الطرد المركزي أكثر كفاءة من الترشيح.
عيوب
الترشيح: إذا تم ترشيح كميات صغيرة جدًا من المحلول ، فقد يتم امتصاص معظم هذا المحلول بواسطة وسيط المرشح. المخاليط التي تحتوي على جزيئات هلامية أو دقيقة لا يتم ترشيحها جيدًا. لذلك ، لفصل هذه الخلائط يمكن استخدام الطرد المركزي.
الطرد المركزي: تتطلب هذه الطريقة الدراية والكهرباء مقارنة بتقنيات الترشيح.
التكلفة
الترشيح: تعتمد التكلفة على مدى تعقيد عملية الترشيح ، وعادة لا تتطلب تقنيات الترشيح البسيطة الكهرباء بالإضافة إلى الأشخاص المدربين. لذلك ، قد تكون التكلفة المرتبطة منخفضة مقارنة بالطرد المركزي.
الطرد المركزي: التكلفة مرتفعة مقارنة بتقنية الترشيح البسيطة لأن أجهزة الطرد المركزي تحتاج إلى الكهرباء وكذلك الفنيين المدربين.
التطبيقات
الترشيح: مرشح القهوة ، مرشح المياه ، مرشح الأفران لإزالة الجسيمات ، تستخدم أنظمة النقل الهوائية المرشحات ، في المختبر ، يتم استخدام قمع الزجاج ، قمع بوشنر أو قمع الزجاج الملبد للترشيح. في الكلى البشرية ، يتم استخدام الترشيح الكلوي لتصفية الدم وإعادة الامتصاص الانتقائي للعديد من العناصر الحيوية للجسم للحفاظ على التوازن.
الطرد المركزي: من أكثر التطبيقات شيوعًا معالجة حمأة الصرف الصحي حيث يتم فصل المواد الصلبة عن المعلقات عالية التركيز. يستخدم الطرد المركزي أيضًا في عملية تخصيب اليورانيوم. بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم هذه التقنية في الأبحاث البيولوجية لعزل المادة الصلبة أو السائلة المرغوبة من الخليط. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الطرد المركزي لإزالة الدهون من الحليب لإنتاج الحليب منزوع الدسم ، ولتوضيح النبيذ وتثبيته وفصل مكونات البول وعناصر الدم في مختبرات الطب الشرعي والبحوث الطبية.
في الختام ، يعتبر الترشيح والطرد المركزي تقنيات فصل مختلفة والفرق الرئيسي بينهما هو القوة المستخدمة ومعدات الفصل. نتيجة لذلك ، قد يكون لديهم تطبيقات مختلفة إلى حد كبير.
