Sự khác biệt chính - Lọc và ly tâm
Trước khi chuyển sang phân tích sâu về sự khác biệt giữa Lọc và Ly tâm, hai kỹ thuật tách, trước tiên chúng ta hãy xem kỹ thuật tách là gì. Trong khoa học và kỹ thuật sinh học, một kỹ thuật tách được sử dụng để tách thành phần mong muốn khỏi một hỗn hợp. Đây là một hiện tượng chuyển khối để chuyển một hỗn hợp các chất thành hai hoặc nhiều phần phân biệt. Việc tách hỗn hợp phụ thuộc vào sự khác biệt về tính chất hóa học hoặc tính chất vật lý như khối lượng, tỷ trọng, kích thước, hình dạng, hoặc ái lực hóa học giữa các thành phần của hỗn hợp. Các kỹ thuật phân tách thường được phân loại theo sự khác biệt cụ thể mà chúng sử dụng để đạt được sự phân tách. Lọc và ly tâm là các kỹ thuật tách thường được sử dụng chỉ dựa trên chuyển động vật lý của các hạt mong muốn. Các sự khác biệt chính giữa lọc và ly tâm là trong lực lượng và phương pháp được sử dụng.Lọc thường sử dụng kỹ thuật sàng để lọc / loại bỏ các chất gây ô nhiễm hoặc các vật liệu không mong muốn với sự trợ giúp của trọng lực. Điều này có thể đạt được thông qua các rào cản vật lý như phương tiện, màng lọc hoặc bộ lọc. Ly tâm sử dụng lực ly tâm để tách các hợp chất và hạt mong muốn dựa trên trọng lượng phân tử. Máy ly tâm được sử dụng cho việc tách này. Các hợp chất đậm đặc hơn chuyển ra bên ngoài máy ly tâm và có thể được loại bỏ từ đó. Trong bài viết này, hãy nói rõ hơn về sự khác biệt giữa lọc và ly tâm.
Lọc là gì?
Lọc được sử dụng để tách các hạt hoặc thành phần mong muốn trong một hỗn hợp hoặc huyền phù. Tùy thuộc vào ứng dụng, một hoặc nhiều thành phần quan tâm có thể được phân lập bằng kỹ thuật lọc. Nó là một phương pháp phân tách vật lý và điều rất quan trọng trong hóa học, khoa học thực phẩm và kỹ thuật là tách các vật liệu có thành phần hóa học khác nhau hoặc để tinh chế các hợp chất. Trong quá trình lọc, sự phân tách xảy ra ở một hoặc nhiều lớp đục lỗ / s. Trong quá trình lọc, các hạt quá lớn không thể lọt qua các lỗ của lớp đục lỗ sẽ được giữ lại. Khi đó, các hạt lớn có thể tạo thành cặn hoặc lớp bánh trên đầu bộ lọc và cũng có thể chặn lưới lọc, ngăn không cho pha chất lỏng đi qua bộ lọc.
Ly tâm là gì?
Ly tâm là một quá trình mà máy ly tâm được sử dụng để tách các thành phần mong muốn của hỗn hợp lỏng phức tạp / bùn. Kết quả của quá trình ly tâm, kết tủa được tập trung nhanh hơn và hoàn toàn ở đáy ống ly tâm. Chất lỏng còn lại được gọi là chất lỏng nổi phía trên. Sau đó, phần nổi phía trên này nhanh chóng được chuyển ra khỏi ống mà không làm xáo trộn kết tủa, hoặc loại bỏ bằng pipet Pasteur.Các hạt kết tủa trong quá trình ly tâm phụ thuộc vào gia tốc ly tâm, kích thước và hình dạng của các hạt, phần thể tích của chất rắn có mặt, sự chênh lệch mật độ giữa hạt và chất lỏng, và độ nhớt.
Sự khác biệt giữa Lọc và Ly tâm là gì?
Định nghĩa về Lọc và Ly tâm
Lọc: hành động hoặc quá trình loại bỏ thứ gì đó không mong muốn khỏi chất lỏng.
Ly tâm: quá trình tách các phần nhẹ hơn của một dung dịch hoặc một hỗn hợp.
Đặc điểm củaLọc và ly tâm
Lọc và ly tâm có thể có các đặc điểm khác nhau đáng kể và chúng có thể được phân loại thành các phân nhóm sau;
Lực lượng được sử dụng
Lọc: Lực hấp dẫn được sử dụng trong quá trình lọc.
Ly tâm: Lực ly tâm được sử dụng trong quá trình ly tâm.
Trang thiết bị
Lọc: Có thể sử dụng sàng hoặc lớp đục lỗ hoặc lưới lọc hoặc môi trường hoặc màng vật lý hoặc phễu lọc hoặc kết hợp của chúng. Một số chất trợ lọc có thể được sử dụng để giúp lọc. Đây thường là đất điatomit không nén được hoặc silica.
Ly tâm: Máy ly tâm và ống ly tâm được sử dụng.
Phương thức hoạt động
Lọc: Các hạt lớn trong hỗn hợp không thể đi qua lưới / cấu trúc đục lỗ của bộ lọc trong khi chất lỏng và các hạt nhỏ đi qua dưới tác dụng của trọng lực trở thành dịch lọc [Hình 1]
Ly tâm: Hỗn hợp dung dịch được quay ly tâm để ép chất rắn nặng hơn / đặc hơn xuống đáy, nơi nó thường tạo ra một lớp bánh cứng. Chất lỏng bên trên lớp bánh này có thể được loại bỏ hoặc gạn bớt. Phương pháp này đặc biệt hữu ích để tách các chất rắn không lọc tốt [Vd: sền sệt hoặc các hạt mịn]. [Hình 2]
Các loại
Lọc: Có ba kỹ thuật lọc dựa trên kết quả dự đoán được gọi là lọc nóng, lạnh và chân không. Lọc nóng kỹ thuật chủ yếu được sử dụng để tách chất rắn ra khỏi dung dịch nóng. Điều này được sử dụng để tránh sự phát triển tinh thể trong phễu lọc tiếp xúc với dung dịch. Lọc lạnh kỹ thuật này chủ yếu được sử dụng để làm lạnh nhanh dung dịch cần kết tinh. Phương pháp này dẫn đến sự phát triển của các tinh thể rất nhỏ đối lập với việc tạo ra các tinh thể lớn bằng cách làm lạnh dung dịch từ từ đến nhiệt độ phòng. Lọc chân không phương pháp chủ yếu được sử dụng cho một mẻ nhỏ dung dịch để làm khô nhanh các tinh thể nhỏ. Đây là kỹ thuật lọc hiệu quả nhất so với lọc nóng và mát.
Ly tâm: Có ba kỹ thuật ly tâm cụ thể là máy ly tâm siêu nhỏ, máy ly tâm tốc độ cao và máy siêu ly tâm. Máy ly tâm siêu nhỏ thường được sử dụng trong các hoạt động nghiên cứu để xử lý khối lượng nhỏ các phân tử sinh học. Máy này đủ nhỏ để cố định trên mặt bàn. Máy ly tâm tốc độ cao có thể xử lý khối lượng mẫu lớn hơn và chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn. Siêu ly tâm được sử dụng chủ yếu cho các mục đích nghiên cứu như nghiên cứu tính chất của các hạt sinh học. Đây là phương pháp tách hiệu quả nhất so với máy ly tâm vi mô và máy ly tâm tốc độ cao.
Mục đích
Lọc: Mục đích chính của quá trình lọc là thu được kết quả mong muốn bằng cách loại bỏ các tạp chất khỏi hỗn hợp hoặc để tách chất rắn khỏi hỗn hợp.
Ly tâm: Mục đích chính của ly tâm là tách chất rắn khỏi dung dịch.
Hiệu quả
Lọc: Các kỹ thuật lọc đơn giản có thể cần nhiều thời gian để tách vật liệu mong muốn và kết quả là quá trình lọc kém hiệu quả hơn so với ly tâm.
Ly tâm: Sự phân tách xảy ra rất nhanh so với kỹ thuật lọc. Do đó, ly tâm hiệu quả hơn lọc.
Nhược điểm
Lọc: Nếu lọc một lượng rất nhỏ dung dịch, phần lớn dung dịch này có thể bị môi trường lọc hấp thụ. Các hỗn hợp có chứa sền sệt hoặc các hạt mịn không lọc tốt. Do đó, để tách các hỗn hợp này có thể sử dụng phương pháp ly tâm.
Ly tâm: Phương pháp này đòi hỏi bí quyết và điện năng so với kỹ thuật lọc.
Giá cả
Lọc: Chi phí phụ thuộc vào độ phức tạp của quá trình lọc, và thông thường các kỹ thuật lọc đơn giản không yêu cầu điện cũng như người được đào tạo. Do đó, chi phí liên quan có thể thấp so với ly tâm.
Ly tâm: Chi phí cao so với kỹ thuật lọc đơn giản vì máy ly tâm cần điện cũng như kỹ thuật viên được đào tạo.
Các ứng dụng
Lọc: Bộ lọc cà phê, bộ lọc nước, bộ lọc lò nung để loại bỏ các hạt, Hệ thống vận chuyển khí nén sử dụng bộ lọc, trong phòng thí nghiệm, phễu thủy tinh, phễu Buchner hoặc phễu thủy tinh thiêu kết được sử dụng để lọc. Trong thận của con người, lọc ở thận được sử dụng để lọc máu và tái hấp thu có chọn lọc nhiều yếu tố quan trọng cho cơ thể để duy trì cân bằng nội môi.
Ly tâm: Một trong những ứng dụng phổ biến là quá trình xử lý bùn thải, nơi tách chất rắn khỏi huyền phù có nồng độ cao. Ly tâm cũng được sử dụng cho quá trình làm giàu uranium. Ngoài ra, kỹ thuật này được sử dụng trong nghiên cứu sinh học để phân lập chất rắn hoặc chất lỏng mong muốn từ một hỗn hợp. Ngoài ra, ly tâm được sử dụng để loại bỏ chất béo từ sữa để sản xuất sữa tách kem, để làm rõ và ổn định rượu và tách các thành phần nước tiểu và các thành phần máu trong các phòng thí nghiệm pháp y và nghiên cứu y tế.
Kết luận, lọc và ly tâm là các kỹ thuật tách khác nhau và sự khác biệt chính giữa chúng là lực được sử dụng và thiết bị tách. Do đó, chúng có thể có các ứng dụng khác nhau đáng kể.
Nhathuocngocanh.com – Muốn tách chất rắn ra khỏi chất lỏng người ta thường nghĩ đến một cách rất đơn giản là lọc. Vậy có những phương pháp lọc nào và dụng cụ lọc là gì, xin mời độc giả hãy cùng Nhà thuốc Ngọc Anh tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé!
Vật liệu lọc bằng thủy tinh xốp, sứ xốp được dùng trong những trường hợp cần lọc thuốc nhỏ mắt, dung dịch thuốc tiêm do có ưu điểm là lỗ lọc rất nhỏ. Đặc biệt, không chỉ có lọc được thuốc nhỏ mắt và dung dịch thuốc tiêm, vật liệu bằng này còn phù hợp đối với alcaloid, enzym,.. bởi lẽ chúng không hấp thụ dung dịch, không làm mất tác dụng của dung dịch.
Các vật liệu lọc bằng thủy tinh xốp, sứ xốp có kích thước các lỗ lọc khác nhau phù hợp với từng loại dung dịch cụ thể.
- Nến lọc sứ xốp Chamberland:
| Ký hiệu | Đường kính lỗ lọc |
| L1 | 4.7 – 8.9 mcm |
| L2 | 2.2 – 4.7 mcm |
| L3 | 2.0 – 2.2 mcm |
| L4 | 1- 2 mcm |
| Ký hiệu | Đường kính lỗ lọc |
| G – 00 | 500 – 200 mcm |
| G – 0 | 150 – 200 mcm |
| G – 1 | 90 – 150 mcm |
| G – 2 | 45 – 90 mcm |
| G – 3 | 15 – 45 mcm |
| G – 4 | 5 – 15 mcm |
| G – 5 | 1 – 1.5 mcm |
- Màng lọc có thể được làm từ ester của cellulose như cellulose acetat hay cellulose nitrate với kích thước lỗ lọc từ 0.05 mcm đến 10 mcm. Màng lọc có lỗ lọc kích thước 0.45 mcm thích hợp để lọc dung dịch thuốc, 0.22 mcm dùng để vô khuẩn dung dịch. Ngoài ra, màng lọc còn được chế tạo từ polime như teflon, polyvinylclorua, polypropylene,…Những nguyên liệu này có độ lọc cao hơn, do đó mang lại hiệu quả lọc tốt hơn.
Ưu điểm nổi trội của vật liệu lọc bằng vải, len, da là bền về mặt hóa học và cơ học, giá thành lại phải chăng. Tuy nhiên, bên cạnh đó nhược điểm của chúng là chất lượng lọc không cao, dung dịch lọc không trong như các vật liệu khác.
Vải, len, da thích hợp với dung dịch thuốc sánh như siro.
Vật liệu lọc thường dùng là Tấm lọc Seitz, đó là sự kết hợp giữa amian và các sợi cellulose. Seitz có bảng kích thước đa dạng, phù hợp với những loại dung dịch khác nhau:
| Kí hiệu | Đường kính lỗ lọc |
| Ek | 1.4 – 1.8 mcm |
| E«s | 1.2 – 1.4 mcm |
| EkS1 | 1.0 – 1.2 mcm |
| E«S2 | 0.3 – 1.0 mcm |
Một số yêu cầu đối với vật liệu bông chuẩn dùng trong lọc:
- Không có mỡ.
- Bông có sợi dài từ 14 – 20 mm.
- Không có acid, kiềm, chất khử hay bất cứ tạp chất nào khác.
- Đạt độ ẩm tối đa là 9%, tức là phải có khả năng thấm nước trong 10 giây.
Những dung dịch dùng ngoài hoặc là thuốc uống thì dùng vật liệu lọc bằng bông sẽ cho hiệu suất cao nhất.
Giấy lọc là loại giấy không được chế tạo từ cellulose nguyên chất và được ép thành màng. Theo bào chế có 2 loại giấy lọc:
- Giấy lọc loại xám: có độ tinh khiết không cao. Trong giấy lọc vẫn còn chứa nhiều loại tạp chất khác như SiO2, Fe2O3, các muối clorua cacbonat, sau khi lọc dung dịch có thể bị biến thành chất khác có mất tác dụng hoặc là khiến dịch lọc bị bẩn. Chính vì vậy, khi lọc bằng giấy lọc loại xám cần lưu ý phải rửa thật kĩ bằng nước cất đun sôi.
- Giấy lọc màu trắng: Ưu điểm của loại giấy lọc này là có độ tinh khiết cao và không chứa nhiều tạp chất như giấy lọc màu xám. Tuy nhiên, nhược điểm của loại trắng là khả năng lọc chậm hơn nên tốn nhiều thời gian hơn.
Trong giấy lọc màu trắng người ta lại chia ra làm 3 loại giấy lọc khác:
- Giấy lọc không có phẩm chất cao: được dùng trong các phương pháp định lượng. Đường kính lỗ lọc của loại giấy lọc này là từ 1-1.5 mcm.
- Giấy lọc dày có lỗ lọc lớn: thích hợp với dung dịch có độ sánh như thuốc siro, dung dịch dầu,…
- Giấy lọc có độ dày trung bình: dùng trong những trường hợp lọc dung dịch thuốc. Đường kính lỗ lọc là từ 3 – 7 mcm.
Trong quá trình lọc bằng giấy lọc cần phải có phễu thủy tinh để làm giá đỡ. Muốn loại bỏ chất rắn và thu lấy phần dung dịch thì sử dụng giấy lọc có nếp gấp và thành phễu nghiêng 45 độ. Ngược lại, muốn thu lấy chất rắn và loại bỏ phần dung dịch thì dùng giấy lọc không gấp nếp, thành phễu nghiêng 60 độ.
Khi lọc bằng giấy lọc bạn nên chú ý một số điểm sau:
- Nếu giấy lọc có vết sắt, dung dịch natri salicylat hay dẫn chất phenol, adrenalin có thể có màu hồng khi lọc qua giấy.
- Dung dịch thuốc có thể bị biến đổi nếu như giấy lọc có chứa kim loại.
- Alcaloid hay chất màu có thể bị giấy lọc hấp thụ.
- Trong quá trình lọc, một số chất có thể bị khử như iod, kali pemanganat,…
Xem thêm: Yêu cầu chất lượng của thuốc mỡ theo tiêu chuẩn dược điển Việt Nam V
Phương trình Hagen – Poiseuille cho ta thấy được tốc độ chất lỏng đi qua vật liệu lọc phụ thuộc vào hiệu số áp suất tác dụng lên hai mặt của màng lọc. Dựa vào phương trình Hagen – Poiseuille có thể chia ra làm 3 phương pháp lọc:
- Phương pháp lọc dưới áp suất thủy tĩnh.
- Phương pháp lọc dưới áp suất giảm [lọc hút chân không].
- Phương pháp lọc dưới áp suất cao [lọc nén].
Theo phương pháp này, chất lỏng đi qua màng lọc tỉ lệ thuận với chiều cao cột chất lỏng. Do đó, đối với những dung dịch có độ sánh nhớt, để tăng tốc độ lọc người ta thường dùng cách lọc nóng với phễu thành đôi. Phễu này được thiết kế có thể chứa nước nóng hoặc hơi nước nóng lưu thông.
Để tăng hiệu số áp lực giữa 2 bề mặt của màng lọc có thể dùng các loại bơm chân không hoặc là sức hút của vòi nước để tạo ra chân không ở dưới màng lọc.
Trong phương pháp này, hiệu số áp suất trên và dưới màng lọc có thể đạt tối đa là 1atm, do đó trong trường hợp lỗ lọc của vật liệu quá nhỏ sẽ khiến tốc độ lọc bị chậm lại.
Một lưu ý nhỏ đó là phương pháp lọc dưới áp suất giảm không thể sử dụng cho những trường hợp lọc dung dịch quá nóng vì có thể làm sôi dung dịch.
Phương pháp lọc dưới áp suất cao sẽ khắc phục được nhược điểm của phương pháp lọc hút chân không, đó là có thể lọc được dung dịch qua tấm vật liệu lọc có lỗ nhỏ với tốc độ cao. Hiện nay, người ta thường sử dụng không khí nén trong phương pháp này.
Đối với những chất dễ bị oxy hóa nên dùng khí trơ như nito khi lọc nén.
Trên đây là chia sẻ của bài viết về Phương pháp lọc. Hy vọng qua bài viết này, bạn có thể hiểu rõ hơn về các vật liệu và phương pháp lọc được sử dụng trong lĩnh vực Y Dược hiện nay!
Xem thêm: Viên nén phân tán
Sách giáo trình Bào chế và sinh dược học 1 – Trường đại học Dược Hà Nội.