CO2 ઇન્ક્યુબેટર ઘનીકરણ ઉત્પન્ન કરે છે, શું સાપેક્ષ ભેજ ખૂબ વધારે છે?
જ્યારે આપણે કોષોને સંવર્ધન કરવા માટે CO2 ઇન્ક્યુબેટરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ, ત્યારે ઉમેરવામાં આવતા પ્રવાહીની માત્રા અને સંવર્ધન ચક્રમાં તફાવતને કારણે, ઇન્ક્યુબેટરમાં સંબંધિત ભેજ માટે આપણી પાસે અલગ અલગ જરૂરિયાતો હોય છે.
લાંબા કલ્ચર ચક્ર સાથે 96-કુવા સેલ કલ્ચર પ્લેટ્સનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા પ્રયોગોમાં, એક જ કૂવામાં ઓછી માત્રામાં પ્રવાહી ઉમેરવાને કારણે, જો કલ્ચર સોલ્યુશન 37 ℃ પર લાંબા સમય સુધી બાષ્પીભવન થાય તો તે સુકાઈ જવાનો ભય રહે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્ક્યુબેટરમાં ઉચ્ચ સાપેક્ષ ભેજ, 90% થી વધુ સુધી પહોંચવાથી, પ્રવાહીના બાષ્પીભવનને અસરકારક રીતે ઘટાડી શકાય છે, જો કે, એક નવી સમસ્યા ઊભી થઈ છે, ઘણા કોષ સંસ્કૃતિ પ્રયોગશાસ્ત્રીઓએ શોધી કાઢ્યું છે કે ઇન્ક્યુબેટર ઉચ્ચ ભેજની સ્થિતિમાં કન્ડેન્સેટ ઉત્પન્ન કરવાનું સરળ છે, જો અનિયંત્રિત હોય તો કન્ડેન્સેટનું ઉત્પાદન વધુને વધુ એકઠું થશે, કોષ સંસ્કૃતિમાં બેક્ટેરિયલ ચેપનું ચોક્કસ જોખમ લાવ્યું છે.
તો, શું ઇન્ક્યુબેટરમાં ઘનીકરણનું નિર્માણ સાપેક્ષ ભેજ ખૂબ વધારે હોવાને કારણે થાય છે?
સૌ પ્રથમ, આપણે સાપેક્ષ ભેજની વિભાવનાને સમજવાની જરૂર છે,સાપેક્ષ ભેજ (સાપેક્ષ ભેજ, RH)હવામાં પાણીની વરાળનું વાસ્તવિક પ્રમાણ અને સમાન તાપમાને સંતૃપ્તિ સમયે પાણીની વરાળની ટકાવારી શું છે? સૂત્રમાં વ્યક્ત:
.png)
સાપેક્ષ ભેજની ટકાવારી હવામાં પાણીની વરાળની સામગ્રી અને મહત્તમ શક્ય સામગ્રીના ગુણોત્તરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
ખાસ કરીને:
* ૦% આરએચ:હવામાં પાણીની વરાળ નથી.
* ૧૦૦% આરએચ:હવા પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત છે અને વધુ પાણીની વરાળ પકડી શકતી નથી અને ઘનીકરણ થશે.
* ૫૦% આરએચ:સૂચવે છે કે હવામાં પાણીની વરાળનું વર્તમાન પ્રમાણ તે તાપમાને સંતૃપ્ત પાણીની વરાળના પ્રમાણ કરતાં અડધું છે. જો તાપમાન 37°C હોય, તો સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ લગભગ 6.27 kPa છે. તેથી, 50% સાપેક્ષ ભેજ પર પાણીની વરાળનું દબાણ લગભગ 3.135 kPa છે.
સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણજ્યારે પ્રવાહી પાણી અને તેની વરાળ ચોક્કસ તાપમાને ગતિશીલ સંતુલનમાં હોય છે ત્યારે વાયુ તબક્કામાં વરાળ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું દબાણ છે.
ખાસ કરીને, જ્યારે પાણીની વરાળ અને પ્રવાહી પાણી બંધ પ્રણાલીમાં સાથે રહે છે (દા.ત., સારી રીતે બંધ થયેલ રેડોબિઓ CO2 ઇન્ક્યુબેટર), ત્યારે પાણીના અણુઓ સમય જતાં પ્રવાહી સ્થિતિમાંથી વાયુ સ્થિતિમાં (બાષ્પીભવન) બદલાતા રહેશે, જ્યારે વાયુયુક્ત પાણીના અણુઓ પણ પ્રવાહી સ્થિતિમાં (ઘનીકરણ) બદલાતા રહેશે.
ચોક્કસ બિંદુએ, બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણનો દર સમાન હોય છે, અને તે બિંદુએ બાષ્પ દબાણ સંતૃપ્ત પાણીની બાષ્પ દબાણ છે. તે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે
1. ગતિશીલ સંતુલન:જ્યારે પાણી અને પાણીની વરાળ બંધ પ્રણાલીમાં સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે, ત્યારે સંતુલન પ્રાપ્ત કરવા માટે બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણ થાય છે, ત્યારે સિસ્ટમમાં પાણીની વરાળનું દબાણ હવે બદલાતું નથી, આ સમયે દબાણ સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ છે.
2. તાપમાન અવલંબન:સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ તાપમાન સાથે બદલાય છે. જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે પાણીના અણુઓની ગતિ ઊર્જા વધે છે, વધુ પાણીના અણુઓ વાયુ તબક્કામાં બહાર નીકળી શકે છે, તેથી સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ વધે છે. તેનાથી વિપરીત, જ્યારે તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ ઘટે છે.
3. લાક્ષણિકતાઓ:સંતૃપ્ત પાણીનું દબાણ એ એક સંપૂર્ણ ભૌતિક લાક્ષણિકતા પરિમાણ છે, જે પ્રવાહીની માત્રા પર આધારિત નથી, ફક્ત તાપમાન પર આધારિત છે.
સંતૃપ્ત જળ બાષ્પ દબાણની ગણતરી કરવા માટે વપરાતું એક સામાન્ય સૂત્ર એન્ટોની સમીકરણ છે:
પાણી માટે, એન્ટોઈન સ્થિરાંકના મૂલ્યો વિવિધ તાપમાન શ્રેણીઓ માટે અલગ અલગ હોય છે. સ્થિરાંકોનો સામાન્ય સમૂહ છે:
* એ=૮.૦૭૧૩૧
* બી=૧૭૩૦.૬૩
* સી = ૨૩૩.૪૨૬
આ સ્થિરાંકોનો સમૂહ 1°C થી 100°C સુધીના તાપમાન શ્રેણીને લાગુ પડે છે.
આ સ્થિરાંકોનો ઉપયોગ કરીને આપણે ગણતરી કરી શકીએ છીએ કે 37°C પર સંતૃપ્ત પાણીનું દબાણ 6.27 kPa છે.
તો, સંતૃપ્ત જળ બાષ્પ દબાણની સ્થિતિમાં 37 ડિગ્રી સેલ્સિયસ (°C) પર હવામાં કેટલું પાણી હોય છે?
સંતૃપ્ત પાણીની વરાળ (સંપૂર્ણ ભેજ) ની સામૂહિક સામગ્રીની ગણતરી કરવા માટે, આપણે ક્લોસિયસ-ક્લેપીરોન સમીકરણ સૂત્રનો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ:
સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ: ૩૭°C પર, સંતૃપ્ત પાણીની વરાળનું દબાણ ૬.૨૭ kPa છે.
તાપમાનને કેલ્વિનમાં રૂપાંતરિત કરવું: T=37+273.15=310.15 K
સૂત્રમાં અવેજી:
.png)
ગણતરી દ્વારા મેળવેલ પરિણામ લગભગ 44.6 ગ્રામ/મીટર³ છે.
૩૭°C પર, સંતૃપ્તિ પર પાણીની વરાળનું પ્રમાણ (સંપૂર્ણ ભેજ) લગભગ ૪૪.૬ ગ્રામ/મીટર³ છે. આનો અર્થ એ થાય કે દરેક ઘનમીટર હવા ૪૪.૬ ગ્રામ પાણીની વરાળ પકડી શકે છે.
૧૮૦ લિટર CO2 ઇન્ક્યુબેટર ફક્ત ૮ ગ્રામ પાણીની વરાળ જ રાખી શકશે.જ્યારે ભેજયુક્ત પૅન તેમજ કલ્ચર વાસણો પ્રવાહીથી ભરવામાં આવે છે, ત્યારે સંબંધિત ભેજ સરળતાથી ઉચ્ચ મૂલ્યો સુધી પહોંચી શકે છે, સંતૃપ્તિ ભેજ મૂલ્યોની નજીક પણ.
જ્યારે સંબંધિત ભેજ ૧૦૦% સુધી પહોંચે છે,પાણીની વરાળ ઘટ્ટ થવા લાગે છે. આ બિંદુએ, હવામાં પાણીની વરાળનું પ્રમાણ વર્તમાન તાપમાને તે રાખી શકે તે મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, એટલે કે સંતૃપ્તિ. પાણીની વરાળમાં વધુ વધારો અથવા તાપમાનમાં ઘટાડો પાણીની વરાળને ઘટ્ટ થવાનું કારણ બને છે જે પ્રવાહી પાણીમાં ફેરવાય છે.
જ્યારે સંબંધિત ભેજ 95% થી વધુ હોય ત્યારે પણ ઘનીકરણ થઈ શકે છે,પરંતુ આ તાપમાન, હવામાં પાણીની વરાળનું પ્રમાણ અને સપાટીનું તાપમાન જેવા અન્ય પરિબળો પર આધાર રાખે છે. આ પ્રભાવિત પરિબળો નીચે મુજબ છે:
1. તાપમાનમાં ઘટાડો:જ્યારે હવામાં પાણીની વરાળનું પ્રમાણ સંતૃપ્તિની નજીક હોય છે, ત્યારે તાપમાનમાં થોડો ઘટાડો અથવા પાણીની વરાળના જથ્થામાં વધારો ઘનીકરણનું કારણ બની શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્ક્યુબેટરમાં તાપમાનમાં વધઘટ કન્ડેન્સેટના ઉત્પાદન તરફ દોરી શકે છે, તેથી તાપમાન વધુ સ્થિર હોય તો ઇન્ક્યુબેટર કન્ડેન્સેટના ઉત્પાદન પર અવરોધક અસર કરશે.
2. ઝાકળ બિંદુ તાપમાન નીચે સ્થાનિક સપાટીનું તાપમાન:સ્થાનિક સપાટીનું તાપમાન ઝાકળ બિંદુના તાપમાન કરતા ઓછું હોય છે, તેથી આ સપાટીઓ પર પાણીની વરાળ પાણીના ટીપાંમાં ઘટ્ટ થશે, તેથી ઇન્ક્યુબેટરનું તાપમાન એકરૂપતા ઘનીકરણના અવરોધમાં વધુ સારું પ્રદર્શન કરશે.
૩. પાણીની વરાળમાં વધારો:ઉદાહરણ તરીકે, ભેજયુક્ત પેન અને કલ્ચર કન્ટેનર જેમાં મોટી માત્રામાં પ્રવાહી હોય, અને ઇન્ક્યુબેટર વધુ સારી રીતે સીલ કરવામાં આવે, જ્યારે ઇન્ક્યુબેટરની અંદર હવામાં પાણીની વરાળનું પ્રમાણ વર્તમાન તાપમાને તેની મહત્તમ ક્ષમતા કરતાં વધી જાય, તો પણ જો તાપમાન યથાવત રહે, તો પણ ઘનીકરણ ઉત્પન્ન થશે.
તેથી, સારા તાપમાન નિયંત્રણ સાથે CO2 ઇન્ક્યુબેટર સ્પષ્ટપણે કન્ડેન્સેટના ઉત્પાદન પર અવરોધક અસર કરે છે, પરંતુ જ્યારે સંબંધિત ભેજ 95% થી વધી જાય છે અથવા તો સંતૃપ્તિ સુધી પહોંચે છે, ત્યારે કન્ડેન્સેશનની શક્યતા નોંધપાત્ર રીતે વધી જશે,તેથી, જ્યારે આપણે કોષોની ખેતી કરીએ છીએ, ત્યારે સારા CO2 ઇન્ક્યુબેટરની પસંદગી કરવા ઉપરાંત, આપણે ઉચ્ચ ભેજની શોધથી થતા ઘનીકરણના જોખમને ટાળવાનો પ્રયાસ કરવો જોઈએ.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૨૩-૨૦૨૪