过滤(filtration)和离心(centrifugation)的区别

在深入分析过滤和离心分离这两种分离技术的区别之前，让我们先看看什么是分离技术。在生物科学和工程中，分离技术用于从混合物中分离出所需的成分。这是一种将组分混合物转化为两个或两个以上不同组分的传质现象。混合物的分离取决于混合物成分之间的化学性质或物理性质的差异，如质量、密度、尺寸、形状或化学亲和力。分离技术通常根据它们用来实现分离的具体差异进行分类。过滤和离心分离是常用的分离技术，仅基于所需颗粒的物理运动。过滤和离心的关键区别在于使用的力和方法。过滤通常使用筛分技术在重力的帮助下过滤/去除污染物或不需要的材料。这可以通过介质、膜或过滤器等物理屏障来实现。离心法利用离心力根据分子量分离所需的化合物和微粒。离心机用于分离。密度较大的化合物转移到离心机的外部，可以从那里除去。在本文中，让我们详细介绍过滤和离心分离之间的区别。

什么是过滤(filtration)？

过滤用于分离混合物或悬浮液中所需的颗粒或成分。根据应用的不同，可以使用过滤技术分离出一个或多个感兴趣的组件。它是一种物理分离方法，对不同化学成分的物质进行分离或提纯，在化学、食品科学、工程等领域具有重要意义。在过滤过程中，分离发生在单个或多个穿孔层上。在过滤过程中，过大的颗粒无法通过穿孔层的孔被保留。然后，大颗粒可能在过滤器顶部形成残留物或滤饼层，也可能堵塞过滤器网，防止液相穿过过滤器。

图1：简单过滤示意图。

什么是离心(centrifugation)？

离心分离是用离心机分离复杂液体混合物/浆液中所需成分的过程。离心的结果是，沉淀物在离心管的底部**得更快更彻底。剩下的液体称为上清液。然后，在不干扰沉淀物的情况下快速从试管中转移上清液，或者使用巴斯德吸管将其清除。离心过程中的颗粒沉降取决于离心加速度、颗粒的大小和形状、存在固体的体积部分、颗粒与流体之间的密度差以及粘度。

过滤(filtration)和离心(centrifugation)的区别

过滤和离心的定义

过滤：从液体中除去不需要的东西的行为或过程。

离心：分离溶液或混合物中较轻部分的过程。

过滤和离心特性

过滤和离心分离可能有明显不同的特点，它们可以分为以下几类：；

使用的力

过滤：重力用于过滤。

离心：离心力用于离心。

设备

过滤：可使用筛子或穿孔层或过滤器或介质或物理膜或过滤漏斗或其组合。有些助滤剂可以用来帮助过滤。这些通常是不可压缩的硅藻土或二氧化硅。

离心：使用离心机和离心管。

操作方法

过滤：混合物中的大颗粒不能通过过滤器的网状/多孔结构，而流体和小颗粒在重力作用下通过成为滤液（图1）

为了使蛋糕底部的液体密度更大，可以用离心力将蛋糕从底部移开。这种方法特别适用于分离过滤不好的固体（如凝胶状或细颗粒）。（图2）

类型

过滤：根据预期结果，有三种过滤技术，即热过滤、冷过滤和真空过滤。热过滤技术主要用于从热溶液中分离固体。这是为了避免与溶液接触的过滤漏斗中出现结晶。冷过滤技术主要用于快速冷却待结晶溶液。这种方法产生非常小的晶体，而不是通过缓慢地将溶液冷却到室温而得到大晶体。真空过滤法主要用于小批量溶液的快速干燥。与冷热过滤相比，这是最有效的过滤技术。

离心：有三种离心技术，即微型离心机、高速离心机和超离心。微型离心机通常用于研究活动中处理小体积的生物分子。这台机器小到可以装在桌面上。高速离心机可以处理更大的样本量，主要用于大规模工业应用。超离心主要用于研究生物粒子的性质等研究目的。与微型离心机和高速离心机相比，它是最有效的分离方法。

目的

过滤：过滤的主要目的是从混合物中除去杂质，或者从混合物中分离出固体，从而达到预期的效果。

离心：离心的主要目的是从溶液中分离固体。

效率

过滤：简单的过滤技术可能需要大量的时间来分离所需的材料，因此，过滤的效率低于离心分离。

离心：与过滤技术相比，分离发生得非常快。因此，离心比过滤更有效。

缺点

过滤：如果过滤极少量的溶液，大部分溶液可能被过滤介质吸收。含有胶状或细小颗粒的混合物不能很好地过滤。因此，离心分离这些混合物可以使用。

离心：与过滤技术相比，这种方法需要专有技术和电力。

成本

过滤：成本取决于过滤过程的复杂性，通常简单的过滤技术不需要电力以及受过培训的人员。因此，与离心法相比，相关成本可能较低。

离心：与简单的过滤技术相比，成本很高，因为离心机需要电力和训练有素的技术人员。

应用

过滤：咖啡过滤器、水过滤器、熔炉过滤器去除颗粒物，气力输送系统使用过滤器，在实验室中，采用玻璃漏斗、布氏漏斗或烧结玻璃漏斗进行过滤。在人体肾脏中，肾脏过滤被用来过滤血液和选择性地重新吸收许多对维持体内平衡至关重要的元素。

离心法：最常见的应用之一是处理污水污泥，从高浓度悬浮液中分离固体。离心法也用于铀浓缩过程。除此之外，这项技术还用于生物学研究，从混合物中分离出所需的固体或液体。此外，在法医学和医学研究实验室，离心法用于去除牛奶中的脂肪，生产脱脂牛奶，澄清和稳定葡萄酒，分离尿液成分和血液元素。