Diferencia clave: filtración frente a centrifugación
Antes de pasar a un análisis en profundidad de la diferencia entre filtración y centrifugación, las dos técnicas de separación, primero veamos qué es una técnica de separación. En ciencias biológicas e ingeniería, se utiliza una técnica de separación para aislar el constituyente deseado de una mezcla. Este es un fenómeno de transferencia de masa que convierte una mezcla de constituyentes en dos o más fracciones distintas. La separación de las mezclas depende de las diferencias en las propiedades químicas o físicas, como la masa, la densidad, el tamaño, la forma o la afinidad química, entre los constituyentes de una mezcla. Las técnicas de separación a menudo se clasifican según las diferencias específicas que utilizan para lograr la separación. La filtración y la centrifugación son las técnicas de separación comúnmente utilizadas basadas únicamente en el movimiento físico de las partículas deseadas. La diferencia clave entre la filtración y la centrifugación está en la fuerza y el método utilizados. La filtración a menudo utiliza una técnica de tamizado para filtrar/eliminar contaminantes o materiales no deseados con la ayuda de la gravedad. Esto se puede lograr a través de barreras físicas como medios, membranas o filtros. La centrifugación utiliza la fuerza centrífuga para separar los compuestos deseados y las partículas en función del peso molecular. La máquina centrífuga se utiliza para esta separación. Los compuestos más densos se transfieren al exterior de la centrífuga y se pueden eliminar desde allí. En este artículo, analicemos las diferencias entre filtración y centrifugación.
¿Qué es la filtración?
La filtración se utiliza para separar partículas o constituyentes deseados en una mezcla o suspensión. Dependiendo de la aplicación, se pueden aislar uno o más componentes interesados mediante la técnica de filtración. Es un método de separación física y es muy importante en química, ciencia de los alimentos e ingeniería para separar materiales de diferente composición química o para purificar compuestos. Durante la filtración, la separación se produce en una o varias capas perforadas. En el filtrado se retienen las partículas demasiado grandes para pasar por los orificios de la capa perforada. Entonces, las partículas grandes pueden formar una capa de residuo o torta sobre el filtro y también pueden bloquear la malla del filtro, impidiendo que la fase fluida cruce el filtro.
Figura 1: Ilustración de filtración simple.
¿Qué es la centrifugación?
La centrifugación es un proceso mediante el cual se utiliza una máquina centrífuga para separar los constituyentes deseados de una mezcla/lodo líquido complejo. Como resultado de la centrifugación, el precipitado se acumula más rápida y completamente en el fondo del tubo de centrífuga. El líquido restante se conoce como líquido sobrenadante. A continuación, este sobrenadante se transfiere rápidamente del tubo sin perturbar el precipitado o se elimina con una pipeta Pasteur. Las partículas que precipitan en la centrifugación dependen de la aceleración centrífuga, el tamaño y la forma de las partículas, la porción de volumen de los sólidos presentes, la diferencia de densidad entre la partícula y el fluido, y la viscosidad.
Figura 2: Ilustración del proceso de centrifugado
¿Cuál es la diferencia entre filtración y centrifugación?
Definición de filtración y centrifugación
Filtración: el acto o proceso de eliminar algo no deseado de un líquido.
Centrifugación: el proceso de separar porciones más ligeras de una solución o una mezcla.
Características de la filtración y centrifugación
La filtración y el centrifugado pueden tener características significativamente diferentes y pueden clasificarse en los siguientes subgrupos;
Fuerza utilizada
Filtración: La fuerza gravitatoria se utiliza en la filtración.
Centrifugación: La fuerza centrífuga se utiliza en la centrifugación.
Equipo
Filtración: Se pueden usar tamices o capa perforada o colador o medio o membrana física o embudo de filtro o sus combinaciones. Algunas ayudas de filtración se pueden usar para ayudar a la filtración. Estos son comúnmente tierra de diatomeas incompresible o sílice.
Centrifugación: Se utilizan máquinas centrífugas y tubos de centrífuga.
Método de operación
Filtración: las partículas grandes de la mezcla no pueden pasar a través de la malla/estructura perforada del filtro mientras que el fluido y las partículas pequeñas pasan por la fuerza de la gravedad y se convierten en filtrado (Figura 1)
Centrifugación: la mezcla de la solución se centrifuga para forzar el sólido más pesado/denso hacia el fondo, donde con frecuencia crea una torta firme. El líquido sobre esta torta se puede quitar o decantar. Este método es particularmente útil para separar sólidos que no se filtran bien (Ej: partículas gelatinosas o finas). (Figura 2)
Tipos
Filtración: Hay tres técnicas de filtración basadas en el resultado anticipado conocidas como filtración en caliente, en frío y al vacío. La técnica de filtración en caliente se utiliza principalmente para separar sólidos de una solución caliente. Esto se usa para evitar el desarrollo de cristales en el embudo del filtro que entra en contacto con la solución. La técnica de filtración en frío se utiliza principalmente para enfriar rápidamente la solución a cristalizar. Este método da como resultado el desarrollo de cristales muy pequeños en lugar de obtener cristales grandes al enfriar la solución lentamente a temperatura ambiente. El método de filtración al vacío se usa principalmente para un lote pequeño de la solución para secar rápidamente los cristales pequeños. Esta es la técnica de filtración más eficiente en comparación con la filtración caliente y fría.
Centrifugación: existen tres técnicas de centrifugación: microcentrífugas, centrífugas de alta velocidad y ultracentrifugaciones. La microcentrífuga se utiliza a menudo en actividades de investigación para procesar pequeños volúmenes de moléculas biológicas. Esta máquina es lo suficientemente pequeña como para colocarla sobre una mesa. Las centrífugas de alta velocidad pueden manejar volúmenes de muestra más grandes y se utilizan principalmente en aplicaciones industriales a gran escala. La ultracentrifugación se utiliza principalmente con fines de investigación, como el estudio de las propiedades de las partículas biológicas. Es el método de separación más eficiente en comparación con las microcentrífugas y las centrífugas de alta velocidad.
Propósito
Filtración: el objetivo principal de la filtración es obtener el resultado deseado mediante la eliminación de impurezas de una mezcla o, para el aislamiento de sólidos de una mezcla.
Centrifugación: el objetivo principal de la centrifugación es aislar los sólidos de una solución.
Eficiencia
Filtración: las técnicas de filtración simples pueden necesitar mucho tiempo para separar el material deseado y, como resultado, la filtración es menos eficiente que la centrifugación.
Centrifugación: la separación se produce muy rápidamente en comparación con las técnicas de filtración. Por lo tanto, la centrifugación es más eficiente que la filtración.
Desventajas
Filtración: Si se filtran cantidades muy pequeñas de solución, la mayor parte de esta solución puede ser absorbida por el medio filtrante. Las mezclas que contienen partículas gelatinosas o finas no se filtran bien. Por lo tanto, para separar estas mezclas se puede utilizar la centrifugación.
Centrifugación: este método requiere conocimientos y electricidad en comparación con las técnicas de filtración.
Coste
Filtración: el costo depende de la complejidad del proceso de filtración y, por lo general, las técnicas de filtración simples no requieren electricidad ni personas capacitadas. Por lo tanto, el costo asociado puede ser bajo en comparación con la centrifugación.
Centrifugación: el costo es alto en comparación con la técnica de filtración simple porque la centrífuga necesita electricidad y técnicos capacitados.
Aplicaciones
Filtración: filtro de café, filtro de agua, filtro de hornos para eliminar partículas, sistemas de transporte neumático que utilizan filtros, en el laboratorio se utiliza un embudo de vidrio, un embudo Buchner o un embudo de vidrio sinterizado para la filtración. En el riñón humano, la filtración renal se usa para filtrar la sangre y la reabsorción selectiva de muchos elementos vitales para que el cuerpo mantenga la homeostasis.
Centrifugación: Una de las aplicaciones más comunes es el tratamiento de lodos de depuradora donde se separan los sólidos de las suspensiones altamente concentradas. La centrifugación también se utiliza para el proceso de enriquecimiento de uranio. Además de eso, esta técnica se utiliza en la investigación biológica para el aislamiento de sólidos o líquidos deseados de una mezcla. Además, la centrifugación se utiliza para eliminar la grasa de la leche para producir leche desnatada, para clarificar y estabilizar el vino y para separar los constituyentes de la orina y los elementos sanguíneos en laboratorios de investigación médica y forense.
En conclusión, la filtración y la centrifugación son técnicas de separación diferentes y la diferencia clave entre ellas es la fuerza utilizada y el equipo de separación. Como resultado, pueden tener aplicaciones sustancialmente diferentes.
