ஒரு CO2 இன்குபேட்டர் ஒடுக்கத்தை உருவாக்குகிறது, அதன் ஈரப்பதம் மிக அதிகமாக உள்ளதா?
நாம் செல்களை வளர்க்க CO2 இன்குபேட்டரைப் பயன்படுத்தும்போது, சேர்க்கப்படும் திரவத்தின் அளவு மற்றும் வளர்ப்பு சுழற்சியில் உள்ள வேறுபாடு காரணமாக, இன்குபேட்டரில் உள்ள ஈரப்பதத்திற்கு நமக்கு வெவ்வேறு தேவைகள் உள்ளன.
நீண்ட வளர்ப்பு சுழற்சியுடன் கூடிய 96-கிணறு செல் வளர்ப்புத் தகடுகளைப் பயன்படுத்தும் சோதனைகளுக்கு, ஒரு கிணற்றில் சிறிய அளவு திரவம் சேர்க்கப்படுவதால், 37 ℃ இல் நீண்ட காலத்திற்கு ஆவியாகிவிட்டால், வளர்ப்பு கரைசல் வறண்டு போகும் அபாயம் உள்ளது.
உதாரணமாக, இன்குபேட்டரில் அதிக ஈரப்பதம் 90% க்கும் அதிகமாக இருந்தால், திரவ ஆவியாவதை திறம்பட குறைக்க முடியும். இருப்பினும், ஒரு புதிய சிக்கல் எழுந்துள்ளது. பல செல் வளர்ப்பு பரிசோதனையாளர்கள், அதிக ஈரப்பதம் உள்ள சூழ்நிலைகளில் இன்குபேட்டர் மின்தேக்கியை உருவாக்குவது எளிது என்பதைக் கண்டறிந்துள்ளனர். கட்டுப்பாடில்லாமல் இருந்தால், மின்தேக்கி உற்பத்தி மேலும் மேலும் குவிந்துவிடும். இதனால் செல் வளர்ப்பு பாக்டீரியா தொற்றுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட ஆபத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது.
அப்படியானால், இன்குபேட்டரில் ஒடுக்கம் உருவாவது ஈரப்பதம் அதிகமாக இருப்பதால்தானா?
முதலில், நாம் சார்பு ஈரப்பதத்தின் கருத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்,ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம் (ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம், ஈரப்பதம்)என்பது காற்றில் உள்ள நீராவியின் உண்மையான உள்ளடக்கம் மற்றும் அதே வெப்பநிலையில் செறிவூட்டலில் உள்ள நீராவியின் சதவீதமாகும். சூத்திரத்தில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:
.png)
ஈரப்பதத்தின் சதவீதம் என்பது காற்றில் உள்ள நீராவி உள்ளடக்கத்திற்கும் அதிகபட்ச சாத்தியமான உள்ளடக்கத்திற்கும் உள்ள விகிதத்தைக் குறிக்கிறது.
குறிப்பாக:
* 0% ஆர்.எச்:காற்றில் நீராவி இல்லை.
* 100% சுகாதாரம்:காற்று நீராவியால் நிறைவுற்றது, மேலும் அதிக நீராவியை வைத்திருக்க முடியாது, மேலும் ஒடுக்கம் ஏற்படும்.
* 50% சுகாதாரம்:காற்றில் உள்ள நீராவியின் தற்போதைய அளவு, அந்த வெப்பநிலையில் நிறைவுற்ற நீர் நீராவியின் பாதி அளவைக் குறிக்கிறது. வெப்பநிலை 37°C ஆக இருந்தால், நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தம் சுமார் 6.27 kPa ஆகும். எனவே, 50% ஒப்பீட்டு ஈரப்பதத்தில் நீர் நீராவி அழுத்தம் சுமார் 3.135 kPa ஆகும்.
நிறைவுற்ற நீர் ஆவி அழுத்தம்திரவ நீரும் அதன் நீராவியும் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் மாறும் சமநிலையில் இருக்கும்போது வாயு கட்டத்தில் நீராவியால் உருவாகும் அழுத்தம்.
குறிப்பாக, நீர் நீராவி மற்றும் திரவ நீர் ஒரு மூடிய அமைப்பில் (எ.கா., நன்கு மூடிய ராடோபியோ CO2 இன்குபேட்டர்) இணைந்திருக்கும் போது, நீர் மூலக்கூறுகள் காலப்போக்கில் திரவ நிலையிலிருந்து வாயு நிலைக்கு (ஆவியாதல்) மாறிக்கொண்டே இருக்கும், அதே நேரத்தில் வாயு நீர் மூலக்கூறுகளும் திரவ நிலைக்கு (ஒடுக்கம்) மாறிக்கொண்டே இருக்கும்.
ஒரு குறிப்பிட்ட கட்டத்தில், ஆவியாதல் மற்றும் ஒடுக்கம் விகிதங்கள் சமமாக இருக்கும், மேலும் அந்தப் புள்ளியில் உள்ள நீராவி அழுத்தம் நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தமாகும். இது
1. இயக்க சமநிலை:ஒரு மூடிய அமைப்பில் நீர் மற்றும் நீராவி இணைந்து இருக்கும்போது, ஆவியாதல் மற்றும் ஒடுக்கம் சமநிலையை அடையும் போது, அமைப்பில் உள்ள நீராவியின் அழுத்தம் இனி மாறாது, இந்த நேரத்தில் அழுத்தம் நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தமாக இருக்கும்.
2. வெப்பநிலை சார்பு:வெப்பநிலையுடன் நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தம் மாறுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, நீர் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது, மேலும் அதிக நீர் மூலக்கூறுகள் வாயு நிலைக்கு தப்பிச் செல்ல முடியும், எனவே நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது. மாறாக, வெப்பநிலை குறையும் போது, நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தம் குறைகிறது.
3. பண்புகள்:நிறைவுற்ற நீர் அழுத்தம் என்பது முற்றிலும் பொருள் சார்ந்த ஒரு அளவுருவாகும், இது திரவத்தின் அளவைப் பொறுத்தது அல்ல, வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது.
நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பொதுவான சூத்திரம் அன்டோயின் சமன்பாடு ஆகும்:
தண்ணீரைப் பொறுத்தவரை, அன்டோயின் மாறிலி வெவ்வேறு வெப்பநிலை வரம்புகளுக்கு வெவ்வேறு மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளது. மாறிலிகளின் பொதுவான தொகுப்பு:
* அ=8.07131
* பி=1730.63
* சி = 233.426
இந்த மாறிலிகளின் தொகுப்பு 1°C முதல் 100°C வரையிலான வெப்பநிலை வரம்பிற்குப் பொருந்தும்.
37°C இல் நிறைவுற்ற நீர் அழுத்தம் 6.27 kPa என்பதைக் கணக்கிட இந்த மாறிலிகளைப் பயன்படுத்தலாம்.
எனவே, நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்த நிலையில் 37 டிகிரி செல்சியஸ் (°C) வெப்பநிலையில் காற்றில் எவ்வளவு தண்ணீர் உள்ளது?
நிறைவுற்ற நீர் நீராவியின் நிறை உள்ளடக்கத்தை (முழுமையான ஈரப்பதம்) கணக்கிட, நாம் கிளாசியஸ்-கிளாபிரான் சமன்பாடு சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தலாம்:
நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தம்: 37°C இல், நிறைவுற்ற நீர் நீராவி அழுத்தம் 6.27 kPa ஆகும்.
வெப்பநிலையை கெல்வினாக மாற்றுதல்: T=37+273.15=310.15 K
சூத்திரத்தில் மாற்றீடு:
.png)
கணக்கீட்டின் மூலம் பெறப்பட்ட முடிவு சுமார் 44.6 g/m³ ஆகும்.
37°C வெப்பநிலையில், செறிவூட்டலில் நீராவி உள்ளடக்கம் (முழுமையான ஈரப்பதம்) சுமார் 44.6 கிராம்/மீ³ ஆகும். இதன் பொருள் ஒவ்வொரு கன மீட்டர் காற்றிலும் 44.6 கிராம் நீராவியை வைத்திருக்க முடியும்.
180L CO2 இன்குபேட்டர் சுமார் 8 கிராம் நீராவியை மட்டுமே வைத்திருக்கும்.ஈரப்பதமூட்டும் பாத்திரம் மற்றும் வளர்ப்பு பாத்திரங்கள் திரவங்களால் நிரப்பப்படும்போது, ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம் எளிதில் அதிக மதிப்புகளை அடையும், செறிவூட்டல் ஈரப்பத மதிப்புகளுக்கு அருகில் கூட.
ஒப்பு ஈரப்பதம் 100% ஐ அடையும் போது,நீராவி ஒடுங்கத் தொடங்குகிறது. இந்த கட்டத்தில், காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவு தற்போதைய வெப்பநிலையில் அது வைத்திருக்கக்கூடிய அதிகபட்ச மதிப்பை அடைகிறது, அதாவது செறிவூட்டல். நீராவியில் மேலும் அதிகரிப்பு அல்லது வெப்பநிலை குறைவதால் நீராவி திரவ நீராக ஒடுங்குகிறது.
ஈரப்பதம் 95% ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது ஒடுக்கம் ஏற்படலாம்,ஆனால் இது வெப்பநிலை, காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவு மற்றும் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை போன்ற பிற காரணிகளைப் பொறுத்தது. இந்த செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகள் பின்வருமாறு:
1. வெப்பநிலை குறைவு:காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவு செறிவூட்டலுக்கு அருகில் இருக்கும்போது, வெப்பநிலையில் ஏற்படும் சிறிய குறைவு அல்லது நீராவியின் அளவு அதிகரிப்பு ஒடுக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். எடுத்துக்காட்டாக, இன்குபேட்டரில் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்கள் ஒடுக்கத்தை உருவாக்க வழிவகுக்கும், எனவே வெப்பநிலை மிகவும் நிலையானதாக இருக்கும் இன்குபேட்டர் ஒடுக்கத்தை உருவாக்குவதில் ஒரு தடுப்பு விளைவை ஏற்படுத்தும்.
2. பனிப் புள்ளி வெப்பநிலைக்குக் கீழே உள்ளூர் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை:உள்ளூர் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை பனி புள்ளி வெப்பநிலையை விடக் குறைவாக இருந்தால், நீராவி இந்த மேற்பரப்புகளில் நீர் துளிகளாகக் கரைந்துவிடும், எனவே இன்குபேட்டரின் வெப்பநிலை சீரான தன்மை ஒடுக்கத்தைத் தடுப்பதில் சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டிருக்கும்.
3. அதிகரித்த நீராவி:உதாரணமாக, ஈரப்பதமூட்டும் பான் மற்றும் அதிக அளவு திரவம் கொண்ட வளர்ப்பு கொள்கலன்கள், மற்றும் இன்குபேட்டர் சிறப்பாக சீல் வைக்கப்பட்டுள்ளது, இன்குபேட்டரின் உள்ளே காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவு தற்போதைய வெப்பநிலையில் அதன் அதிகபட்ச கொள்ளளவை விட அதிகரிக்கும் போது, வெப்பநிலை மாறாமல் இருந்தாலும், ஒடுக்கம் உருவாக்கப்படும்.
ஆகையால், நல்ல வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டைக் கொண்ட CO2 இன்குபேட்டர், மின்தேக்கி உற்பத்தியில் ஒரு தடுப்பு விளைவைக் கொண்டிருப்பது தெளிவாகத் தெரிகிறது, ஆனால் ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம் 95% ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது அல்லது செறிவூட்டலை அடையும் போது, ஒடுக்கம் ஏற்படுவதற்கான சாத்தியக்கூறு கணிசமாக அதிகரிக்கும்,எனவே, நாம் செல்களை வளர்க்கும்போது, ஒரு நல்ல CO2 இன்குபேட்டரைத் தேர்ந்தெடுப்பதோடு, அதிக ஈரப்பதத்தைப் பின்தொடர்வதால் ஏற்படும் ஒடுக்கத்தின் அபாயத்தைத் தவிர்க்க முயற்சிக்க வேண்டும்.
இடுகை நேரம்: ஜூலை-23-2024