CO2-inkubatoro produktas kondensadon, ĉu la relativa humideco estas tro alta?
Kiam ni uzas CO2-inkubatoron por kultivi ĉelojn, pro la diferenco en la kvanto de aldonita likvaĵo kaj la kulturciklo, ni havas malsamajn postulojn por la relativa humideco en la inkubatoro.
Por eksperimentoj uzantaj 96-putajn ĉelkulturplatojn kun longa kulturciklo, pro la malgranda kvanto da likvaĵo aldonita al unuopa puto, ekzistas risko, ke la kultursolvaĵo sekiĝos se ĝi vaporiĝas dum longa tempodaŭro je 37 ℃.
Ekzemple, pli alta relativa humideco en la inkubatoro, atingi pli ol 90%, povas efike redukti la vaporiĝon de likvaĵo, tamen nova problemo ekestis: multaj ĉelkulturaj eksperimentistoj trovis, ke la inkubatoro facile produktas kondensaĵon en altaj humidecaj kondiĉoj. Se la produktado ne estas kontrolita, ĝi akumuliĝos pli kaj pli, kaj la ĉelkulturo alportas certan riskon de bakteria infekto.
Do, ĉu la generado de kondensado en la inkubatoro okazas ĉar la relativa humideco estas tro alta?
Unue, ni bezonas kompreni la koncepton de relativa humideco,relativa humideco (Relativa Humideco, RH)estas la efektiva enhavo de akvovaporo en la aero kaj la procento de akvovapora enhavo ĉe saturiĝo je la sama temperaturo. Esprimita en la formulo:
.png)
la procento de relativa humideco reprezentas la rilatumon inter la kvanto da akvovaporo en la aero kaj la maksimuma ebla kvanto.
Specife:
* 0% RH:Ne estas akva vaporo en la aero.
* 100% RH:La aero estas saturita per akva vaporo kaj ne povas teni pli da akva vaporo kaj okazos kondensiĝo.
* 50% RH:Indikas, ke la nuna kvanto da akva vaporo en la aero estas duono de la kvanto da saturita akva vaporo je tiu temperaturo. Se la temperaturo estas 37 °C, tiam la saturita akva vapora premo estas ĉirkaŭ 6,27 kPa. Tial, la akva vapora premo je 50% relativa humideco estas ĉirkaŭ 3,135 kPa.
Saturita akvovapora premoestas la premo generita de vaporo en la gasa fazo kiam likva akvo kaj ĝia vaporo estas en dinamika ekvilibro je certa temperaturo.
Specife, kiam akva vaporo kaj likva akvo kunekzistas en fermita sistemo (ekz., bone fermita Radobio CO2-inkubatoro), akvomolekuloj daŭre ŝanĝiĝos de la likva stato al la gasa stato (vaporiĝo) laŭlonge de la tempo, dum ankaŭ gasaj akvomolekuloj daŭre ŝanĝiĝos al la likva stato (kondensiĝo).
Je iu punkto, la rapidoj de vaporiĝo kaj kondensiĝo estas egalaj, kaj la vaporpremo je tiu punkto estas la saturita akvovaporpremo. Ĝi karakteriziĝas per
1. dinamika ekvilibro:Kiam akvo kaj akva vaporo kunekzistas en fermita sistemo, vaporiĝo kaj kondensiĝo atingas ekvilibron, la premo de akva vaporo en la sistemo ne plu ŝanĝiĝas, tiam la premo estas saturita akva vapora premo.
2. temperaturdependeco:Saturita akvovapora premo ŝanĝiĝas kun temperaturo. Kiam la temperaturo plialtiĝas, la kineta energio de akvomolekuloj plialtiĝas, pli da akvomolekuloj povas eskapi al la gasa fazo, do la saturita akvovapora premo plialtiĝas. Male, kiam la temperaturo malplialtiĝas, la saturita akvovapora premo malplialtiĝas.
3. Karakterizaĵoj:saturita akvopremo estas pure materia karakteriza parametro, ne dependas de la kvanto de likvaĵo, nur de la temperaturo.
Ofta formulo uzata por kalkuli saturitan akvovaporpremon estas la ekvacio de Antoine:
Por akvo, la konstanto de Antoine havas malsamajn valorojn por malsamaj temperaturintervaloj. Ofta aro de konstantoj estas:
* A=8.07131
* B=1730.63
* C=233.426
Ĉi tiu aro de konstantoj validas por la temperaturintervalo de 1 °C ĝis 100 °C.
Ni povas uzi ĉi tiujn konstantojn por kalkuli, ke la saturita akvopremo je 37 °C estas 6,27 kPa.
Do, kiom da akvo estas en la aero je 37 celsiusgradoj (°C) en stato de saturita akvovapora premo?
Por kalkuli la masan enhavon de saturita akvovaporo (absoluta humideco), ni povas uzi la formulon de la ekvacio de Clausius-Clapeyron:
Saturita akvovapora premo: Je 37 °C, la saturita akvovapora premo estas 6,27 kPa.
Konvertante la temperaturon al Kelvinoj: T=37+273.15=310.15 K
Anstataŭigo en la formulon:
.png)
la rezulto akirita per kalkulo estas ĉirkaŭ 44,6 g/m³.
Je 37°C, la akvovapora enhavo (absoluta humideco) ĉe saturiĝo estas ĉirkaŭ 44,6 g/m³. Tio signifas, ke ĉiu kuba metro da aero povas enhavi 44,6 gramojn da akvovaporo.
180-litra CO2-inkubatoro tenos nur ĉirkaŭ 8 gramojn da akva vaporo.Kiam humidigilujo kaj ankaŭ kulturujoj estas plenigitaj per likvaĵoj, la relativa humideco povas facile atingi altajn valorojn, eĉ proksimajn al saturiĝaj humidecvaloroj.
Kiam la relativa humideco atingas 100%,la akva vaporo komencas kondensiĝi. Ĉe tiu punkto, la kvanto de akva vaporo en la aero atingas la maksimuman valoron, kiun ĝi povas teni ĉe la nuna temperaturo, t.e. saturiĝon. Pliaj pliiĝoj de akva vaporo aŭ malpliiĝoj de temperaturo kaŭzas, ke la akva vaporo kondensiĝas en likvan akvon.
Kondensiĝo povas ankaŭ okazi kiam la relativa humideco superas 95%,sed tio dependas de aliaj faktoroj kiel temperaturo, la kvanto de akvovaporo en la aero, kaj la surfaca temperaturo. Ĉi tiuj influaj faktoroj estas jenaj:
1. Malkresko de temperaturo:Kiam la kvanto de akva vaporo en la aero estas proksima al saturiĝo, ajna malgranda malpliiĝo de temperaturo aŭ pliiĝo de la kvanto de akva vaporo povas kaŭzi kondensiĝon. Ekzemple, la temperaturfluktuoj en la inkubatoro povas konduki al la generado de kondensaĵo, do pli stabila temperaturo en la inkubatoro havos inhibician efikon sur la generado de kondensaĵo.
2. loka surfaca temperaturo sub la rosopunktotemperaturo:Se la loka surfaca temperaturo estas pli malalta ol la rosopunkto, akva vaporo kondensiĝos en akvogutojn sur tiuj surfacoj, do la temperaturhomogeneco de la inkubatoro havos pli bonan rendimenton en la inhibicio de kondensiĝo.
3. Pliigita akvovaporo:ekzemple, humidigilo kaj kulturujoj kun granda kvanto da likvaĵo, kaj la inkubatoro estas pli bone sigelita, kiam la kvanto de akva vaporo en la aero interne de la inkubatoro pliiĝas preter ĝia maksimuma kapacito ĉe la nuna temperaturo, eĉ se la temperaturo restas senŝanĝa, kondensiĝo generiĝos.
Tial, CO2-inkubatoro kun bona temperaturkontrolo evidente havas inhibician efikon sur la generado de kondensaĵo, sed kiam la relativa humideco superas 95% aŭ eĉ atingas saturiĝon, la ebleco de kondensaĵo signife pliiĝos,tial, kiam ni kultivas ĉelojn, krom elekti bonan CO2-inkubatoron, ni devas provi eviti la riskon de kondensiĝo kaŭzita de la strebado al alta humideco.
Afiŝtempo: 23-a de Julio, 2024