CO2 инкубаторы конденсация жасайды, салыстырмалы ылғалдылық тым жоғары ма?
Біз жасушаларды өсіру үшін CO2 инкубаторын пайдаланған кезде, қосылған сұйықтық мөлшері мен культура циклінің айырмашылығына байланысты инкубатордағы салыстырмалы ылғалдылыққа әртүрлі талаптар қойылады.
Ұзақ культура циклі бар 96 шұңқырлы жасуша культурасының пластиналарын пайдаланатын эксперименттер үшін бір шұңқырға аз мөлшерде сұйықтық қосылатындықтан, культура ерітіндісі 37 ℃ температурада ұзақ уақыт бойы буланып кетсе, кеуіп кету қаупі бар.
Инкубатордағы салыстырмалы ылғалдылықтың жоғарылауы, мысалы, 90% -дан астамға жету, сұйықтықтың булануын тиімді төмендетуі мүмкін, дегенмен, жаңа мәселе туындады, көптеген жасуша культурасының тәжірибешілері инкубатордың жоғары ылғалдылық жағдайында конденсатты алу оңай екенін, конденсаттың бақыланбаған жағдайда өндірілетінін анықтады.
Сонымен, инкубатордағы конденсацияның пайда болуы салыстырмалы ылғалдылық тым жоғары болғандықтан ба?
Ең алдымен салыстырмалы ылғалдылық ұғымын түсінуіміз керек,салыстырмалы ылғалдылық (салыстырмалы ылғалдылық, RH)ауадағы су буының нақты мөлшері және сол температурада қанығу кезіндегі су буының мөлшерінің пайызы. Формулада өрнектеледі:
.png)
салыстырмалы ылғалдылық пайызы ауадағы су буының максималды мүмкін болатын мөлшерге қатынасын білдіреді.
Атап айтқанда:
* 0% RH:Ауада су буы жоқ.
* 100% RH:Ауа су буымен қаныққан және одан көп су буын ұстай алмайды және конденсация пайда болады.
* 50% RH:Ауадағы су буының ағымдағы мөлшері сол температурадағы қаныққан су буының жартысы екенін көрсетеді. Егер температура 37°С болса, онда қаныққан су буының қысымы шамамен 6,27 кПа болады. Сондықтан 50% салыстырмалы ылғалдылықтағы су буының қысымы шамамен 3,135 кПа құрайды.
Қаныққан су буының қысымысұйық су мен оның буы белгілі бір температурада динамикалық тепе-теңдікте болғанда газ фазасындағы будың пайда болатын қысымы.
Атап айтқанда, су буы мен сұйық су жабық жүйеде (мысалы, жақсы тұйықталған Radobio CO2 инкубаторында) бірге өмір сүргенде, су молекулалары уақыт өте келе сұйық күйден газ күйіне (булану) ауыса береді, сонымен бірге газ тәрізді су молекулалары сұйық күйге (конденсация) ауыса береді.
Белгілі бір нүктеде булану мен конденсация жылдамдығы тең, ал сол нүктедегі бу қысымы қаныққан су буының қысымы болады. Ол сипатталады
1. динамикалық тепе-теңдік:су мен су буы тұйық жүйеде қатар өмір сүргенде, булану және конденсация тепе-теңдікке жету үшін жүйедегі су буының қысымы енді өзгермейді, бұл кезде қысым қаныққан су буының қысымы болып табылады.
2. температураға тәуелділік:қаныққан су буының қысымы температураға байланысты өзгереді. Температура жоғарылағанда су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады, судың көп молекулалары газ фазасына шыға алады, сондықтан қаныққан су буының қысымы артады. Керісінше, температура төмендеген кезде қаныққан су буының қысымы төмендейді.
3. Сипаттамалары:қаныққан су қысымы таза материалдық сипаттамалық параметр болып табылады, сұйықтық мөлшеріне байланысты емес, тек температурамен.
Қаныққан су буының қысымын есептеу үшін қолданылатын жалпы формула Антуан теңдеуі болып табылады:
Су үшін Антуан тұрақтысы әртүрлі температура диапазондары үшін әртүрлі мәндерге ие. Тұрақтылардың жалпы жиыны:
* A=8,07131
* B=1730,63
* C=233,426
Бұл константалар жинағы 1°C-ден 100°C-қа дейінгі температура диапазонына қатысты.
Осы тұрақтыларды пайдаланып, 37°С температурадағы қаныққан су қысымы 6,27 кПа болатынын есептей аламыз.
Сонымен, қаныққан су буының қысымы күйінде 37 градус Цельсийде (°C) ауада қанша су бар?
Қаныққан су буының (абсолюттік ылғалдылық) массасын есептеу үшін Клаузиус-Клапейрон теңдеуінің формуласын қолдануға болады:
Қаныққан су буының қысымы: 37°C температурада қаныққан су буының қысымы 6,27 кПа.
Температураны Кельвинге айналдыру: T=37+273,15=310,15 К
Формулаға ауыстыру:
.png)
есептеу арқылы алынған нәтиже шамамен 44,6 г/м³ құрайды.
37°C температурада қаныққан кездегі су буының мөлшері (абсолютті ылғалдылық) шамамен 44,6 г/м³ құрайды. Бұл әрбір текше метр ауаға 44,6 грамм су буы сыяды деген сөз.
180 л СО2 инкубаторында шамамен 8 грамм су буы ғана болады.Ылғалдандыратын ыдыс, сондай-ақ өсіретін ыдыстар сұйықтықтармен толтырылған кезде салыстырмалы ылғалдылық жоғары мәндерге оңай жетуі мүмкін, тіпті қаныққан ылғалдылық мәндеріне жақын.
Салыстырмалы ылғалдылық 100% жеткенде,су буы конденсациялана бастайды. Бұл кезде ауадағы су буының мөлшері ағымдағы температурада ұстай алатын максималды мәнге, яғни қанықтылыққа жетеді. Су буының одан әрі жоғарылауы немесе температураның төмендеуі су буының сұйық суға конденсациялануына әкеледі.
Салыстырмалы ылғалдылық 95% асқанда да конденсация пайда болуы мүмкін,бірақ бұл температура, ауадағы су буының мөлшері және бет температурасы сияқты басқа факторларға байланысты. Бұл әсер етуші факторлар келесідей:
1. Температураның төмендеуі:Ауадағы су буының мөлшері қаныққанға жақын болғанда, температураның кез келген аздап төмендеуі немесе су буының мөлшерінің жоғарылауы конденсацияның пайда болуына себеп болуы мүмкін. Мысалы, инкубатордағы температураның ауытқуы конденсаттың пайда болуына әкелуі мүмкін, сондықтан температура тұрақтырақ инкубатор конденсаттың пайда болуына тежегіш әсер етеді.
2. шық нүктесінің температурасынан төмен жергілікті бет температурасы:жергілікті жер бетінің температурасы шық нүктесінің температурасынан төмен, су буы осы беттерде су тамшыларына конденсацияланады, сондықтан инкубатордың температура біркелкілігі конденсацияны тежеуде жақсырақ өнімділікке ие болады.
3. Су буының жоғарылауы:мысалы, сұйықтықтың көп мөлшері бар ылғалдандырғыш табасы мен культуралық контейнерлер және инкубатор жақсырақ тығыздалған, инкубатор ішіндегі ауадағы су буының мөлшері ағымдағы температурада оның максималды сыйымдылығынан асып кеткенде, тіпті температура өзгеріссіз қалса да, конденсация пайда болады.
Сондықтан температураны жақсы бақылайтын CO2 инкубаторы конденсаттың түзілуіне кедергі келтіретіні анық, бірақ салыстырмалы ылғалдылық 95% асқанда немесе тіпті қанықтылыққа жеткенде, конденсация мүмкіндігі айтарлықтай артады,сондықтан жасушаларды өсіру кезінде жақсы CO2 инкубаторын таңдаумен қатар, жоғары ылғалдылыққа ұмтылу нәтижесінде пайда болатын конденсация қаупін болдырмауға тырысуымыз керек.
Хабарлама уақыты: 23 шілде 2024 ж