Инкубаторот за CO2 произведува кондензација, дали релативната влажност е превисока?
Кога користиме CO2 инкубатор за култивирање клетки, поради разликата во количината на додадена течност и циклусот на култура, имаме различни барања за релативна влажност во инкубаторот.
За експерименти со употреба на плочи за клеточни култури со 96 бунари со долг циклус на култура, поради малата количина на течност додадена во еден бунар, постои ризик растворот за култура да се исуши ако испари подолг временски период на 37 ℃.
Повисоката релативна влажност во инкубаторот, на пример, достигнува повеќе од 90%, може ефикасно да го намали испарувањето на течноста, но се појави нов проблем, многу експериментатори на клеточни култури открија дека инкубаторот е лесен за производство на кондензат во услови на висока влажност, производството на кондензат ако е неконтролирано, ќе се акумулира сè повеќе и повеќе, што доведува до одреден ризик од бактериска инфекција во клеточните култури.
Значи, дали генерирањето на кондензација во инкубаторот е поради превисоката релативна влажност?
Прво, треба да го разбереме концептот на релативна влажност,релативна влажност (Релативна влажност, RH)е вистинската содржина на водена пареа во воздухот и процентот на содржина на водена пареа при заситеност на иста температура. Изразено во формулата:
.png)
Процентот на релативна влажност го претставува односот на содржината на водена пареа во воздухот спрема максималната можна содржина.
Поточно:
* 0% релативна влажност:Во воздухот нема водена пареа.
* 100% релативна влажност:Воздухот е заситен со водена пареа и не може да задржи повеќе водена пареа и ќе се појави кондензација.
* 50% релативна влажност:Укажува дека моменталната количина на водена пареа во воздухот е половина од количината на заситена водена пареа на таа температура. Ако температурата е 37°C, тогаш притисокот на заситената водена пареа е околу 6,27 kPa. Затоа, притисокот на водена пареа при 50% релативна влажност е околу 3,135 kPa.
Заситен притисок на водена пареае притисокот генериран од пареата во гасна фаза кога течната вода и нејзината пареа се во динамичка рамнотежа на одредена температура.
Поточно, кога водената пареа и течната вода коегзистираат во затворен систем (на пр., добро затворен инкубатор на CO2 Radobio), молекулите на водата ќе продолжат да се менуваат од течна во гасовита состојба (испарување) со текот на времето, додека исто така гасовитите молекули на водата ќе продолжат да се менуваат во течна состојба (кондензација).
Во одреден момент, стапките на испарување и кондензација се еднакви, а притисокот на пареата во тој момент е притисокот на заситената водена пареа. Се карактеризира со
1. динамичка рамнотежа:Кога водата и водената пареа коегзистираат во затворен систем, испарувањето и кондензацијата достигнуваат рамнотежа, притисокот на водената пареа во системот повеќе не се менува, во овој момент притисокот е заситен со притисок на водената пареа.
2. зависност од температурата:Притисокот на заситената водена пареа се менува со температурата. Кога температурата се зголемува, кинетичката енергија на молекулите на водата се зголемува, повеќе молекули на вода можат да избегаат во гасната фаза, па затоа притисокот на заситената водена пареа се зголемува. Обратно, кога температурата се намалува, притисокот на заситената водена пареа се намалува.
3. Карактеристики:Притисокот на заситената вода е чисто материјален карактеристичен параметар, не зависи од количината на течност, туку само од температурата.
Честа формула што се користи за пресметување на притисокот на заситената водена пареа е равенката на Антоан:
За водата, Антоновата константа има различни вредности за различни температурни опсези. Вообичаен сет на константи се:
* A=8,07131
* Б=1730,63
* C=233,426
Овој сет на константи се однесува на температурниот опсег од 1°C до 100°C.
Можеме да ги користиме овие константи за да пресметаме дека притисокот на заситената вода на 37°C е 6,27 kPa.
Значи, колку вода има во воздухот на 37 степени Целзиусови (°C) во состојба на заситен притисок на водена пареа?
За да се пресмета масовната содржина на заситена водена пареа (апсолутна влажност), можеме да ја користиме формулата на равенката Клаузиус-Клапејрон:
Притисок на заситена водена пареа: На 37°C, притисокот на заситена водена пареа е 6,27 kPa.
Претворање на температурата во Келвини: T=37+273,15=310,15 K
Замена во формулата:
.png)
Резултатот добиен со пресметка е околу 44,6 g/m³.
На 37°C, содржината на водена пареа (апсолутна влажност) при заситеност е околу 44,6 g/m³. Ова значи дека секој кубен метар воздух може да содржи 44,6 грама водена пареа.
Инкубатор со CO2 од 180 литри ќе собере само околу 8 грама водена пареа.Кога садот за навлажнување, како и садовите за култура, се полни со течности, релативната влажност лесно може да достигне високи вредности, дури и блиску до вредностите на сатурација и влажност.
Кога релативната влажност ќе достигне 100%,водената пареа почнува да кондензира. Во овој момент, количината на водената пареа во воздухот ја достигнува максималната вредност што може да ја задржи на моменталната температура, односно заситеноста. Понатамошното зголемување на водената пареа или намалувањето на температурата предизвикуваат кондензација на водената пареа во течна вода.
Кондензација може да се појави и кога релативната влажност надминува 95%.но ова зависи од други фактори како што се температурата, количината на водена пареа во воздухот и температурата на површината. Овие фактори на влијание се следниве:
1. Намалување на температурата:Кога количината на водена пареа во воздухот е близу до сатурација, секое мало намалување на температурата или зголемување на количината на водена пареа може да предизвика кондензација. На пример, температурните флуктуации во инкубаторот може да доведат до создавање на кондензат, па затоа постабилната температура во инкубаторот ќе има инхибиторен ефект врз создавањето на кондензат.
2. локална површинска температура под температурата на точката на росење:Доколку локалната температура на површината е пониска од температурата на точката на росење, водената пареа ќе кондензира во капки вода на овие површини, па затоа униформноста на температурата на инкубаторот ќе има подобри перформанси во инхибицијата на кондензацијата.
3. Зголемена водена пареа:На пример, тавата за навлажнување и садовите за култура содржат голема количина течност, а инкубаторот е подобро запечатен, но кога количината на водена пареа во воздухот во инкубаторот ќе се зголеми над нејзиниот максимален капацитет на моменталната температура, дури и ако температурата остане непроменета, ќе се генерира кондензација.
Затоа, инкубаторот на CO2 со добра контрола на температурата очигледно има инхибиторен ефект врз создавањето на кондензат, но кога релативната влажност надминува 95% или дури достигнува сатурација, можноста за кондензација значително ќе се зголеми,затоа, кога одгледуваме клетки, покрај изборот на добар инкубатор за CO2, треба да се обидеме да го избегнеме ризикот од кондензација предизвикана од стремежот кон висока влажност.
Време на објавување: 23 јули 2024 година