আমার CO2 ইনকিউবেটরে ঘনীভবন হয় কেন?
যখন আমরা ব্যবহার করিCO2 ইনকিউবেটরকোষ চাষের ক্ষেত্রে, যোগ করা তরলের পরিমাণ এবং কালচার চক্রের ভিন্নতার কারণে ইনকিউবেটরের আপেক্ষিক আর্দ্রতার জন্য আমাদের ভিন্ন ভিন্ন প্রয়োজনীয়তা থাকে।
দীর্ঘ কালচার চক্রযুক্ত ৯৬-ওয়েল সেল কালচার প্লেট ব্যবহার করে করা পরীক্ষাগুলোর ক্ষেত্রে, প্রতিটি ওয়েলে অল্প পরিমাণে তরল যোগ করার কারণে, ৩৭ ℃ তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময় ধরে বাষ্পীভূত হলে কালচার দ্রবণটি শুকিয়ে যাওয়ার ঝুঁকি থাকে।
উদাহরণস্বরূপ, ইনকিউবেটরের উচ্চ আপেক্ষিক আর্দ্রতা, যেমন ৯০%-এর বেশি হলে, তা তরলের বাষ্পীভবন কার্যকরভাবে কমাতে পারে। তবে, একটি নতুন সমস্যা দেখা দিয়েছে; অনেক কোষ কালচার পরীক্ষক দেখেছেন যে উচ্চ আর্দ্রতার পরিস্থিতিতে ইনকিউবেটরে সহজেই ঘনীভূত জল (কনডেনসেট) তৈরি হয়। এই ঘনীভূত জলের উৎপাদন অনিয়ন্ত্রিত থাকলে তা ক্রমাগত জমতে থাকে এবং কোষ কালচারের জন্য ব্যাকটেরিয়াজনিত সংক্রমণের একটি নির্দিষ্ট ঝুঁকি নিয়ে আসে।
তাহলে, আপেক্ষিক আর্দ্রতা খুব বেশি হওয়ার কারণেই কি ইনকিউবেটরে ঘনীভবন হচ্ছে?
প্রথমত, আমাদের আপেক্ষিক আর্দ্রতার ধারণাটি বুঝতে হবে।আপেক্ষিক আর্দ্রতা (আপেক্ষিক আর্দ্রতা, RH)বায়ুতে জলীয় বাষ্পের প্রকৃত পরিমাণ এবং একই তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত অবস্থায় জলীয় বাষ্পের শতকরা পরিমাণ। যা নিম্নলিখিত সূত্রে প্রকাশ করা হয়:
.png)
আপেক্ষিক আর্দ্রতার শতাংশ হলো বাতাসে থাকা জলীয় বাষ্পের পরিমাণ এবং এর সর্বোচ্চ সম্ভাব্য পরিমাণের অনুপাত।
বিশেষত:
* ০% আপেক্ষিক আর্দ্রতা:বাতাসে কোনো জলীয় বাষ্প নেই।
* ১০০% আপেক্ষিক আর্দ্রতা:বায়ু জলীয় বাষ্পে সম্পৃক্ত থাকায় এটি আর জলীয় বাষ্প ধারণ করতে পারে না এবং ঘনীভবন ঘটবে।
* ৫০% আপেক্ষিক আর্দ্রতা:এটি নির্দেশ করে যে, বাতাসে জলীয় বাষ্পের বর্তমান পরিমাণ ঐ তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের পরিমাণের অর্ধেক। যদি তাপমাত্রা ৩৭° সেলসিয়াস হয়, তাহলে সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ প্রায় ৬.২৭ কিলোপ্যাসকেল। সুতরাং, ৫০% আপেক্ষিক আর্দ্রতায় জলীয় বাষ্পের চাপ প্রায় ৩.১৩৫ কিলোপ্যাসকেল।
সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপএকটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় তরল জল এবং এর বাষ্প যখন গতিশীল সাম্যাবস্থায় থাকে, তখন গ্যাসীয় দশায় থাকা বাষ্প দ্বারা যে চাপ উৎপন্ন হয়, তাকেই চাপ বলে।
বিশেষত, যখন জলীয় বাষ্প এবং তরল জল একটি বদ্ধ সিস্টেমে (যেমন, একটি ভালোভাবে বন্ধ রাডোবায়ো CO2 ইনকিউবেটর) সহাবস্থান করে, তখন সময়ের সাথে সাথে জলের অণুগুলি তরল অবস্থা থেকে গ্যাসীয় অবস্থায় (বাষ্পীভবন) পরিবর্তিত হতে থাকে, এবং একই সাথে গ্যাসীয় জলের অণুগুলিও তরল অবস্থায় (ঘনীভবন) পরিবর্তিত হতে থাকে।
একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে, বাষ্পীভবন এবং ঘনীভবনের হার সমান হয় এবং সেই বিন্দুর বাষ্পচাপই হলো সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ। এর বৈশিষ্ট্য হলো
১. গতিশীল ভারসাম্য:যখন একটি বদ্ধ ব্যবস্থায় জল এবং জলীয় বাষ্প সহাবস্থান করে, তখন বাষ্পীভবন ও ঘনীভবনের মাধ্যমে সাম্যাবস্থায় পৌঁছালে ব্যবস্থার মধ্যে থাকা জলীয় বাষ্পের চাপের আর কোনো পরিবর্তন হয় না; এই সময়কার চাপকে সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ বলা হয়।
২. তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীলতা:তাপমাত্রার সাথে সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ পরিবর্তিত হয়। তাপমাত্রা বাড়লে জলের অণুগুলির গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, ফলে আরও বেশি জলের অণু গ্যাসীয় দশায় চলে যেতে পারে এবং সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায়। বিপরীতভাবে, তাপমাত্রা কমলে সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপও কমে যায়।
৩. বৈশিষ্ট্যসমূহ:সম্পৃক্ত জলের চাপ একটি সম্পূর্ণরূপে বস্তুগত বৈশিষ্ট্যমূলক পরামিতি, যা তরলের পরিমাণের উপর নির্ভর করে না, কেবল তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ গণনা করার জন্য ব্যবহৃত একটি সাধারণ সূত্র হলো আঁতোয়া সমীকরণ:
পানির ক্ষেত্রে, অ্যান্টোইন ধ্রুবকের মান বিভিন্ন তাপমাত্রা পরিসরে ভিন্ন ভিন্ন হয়। ধ্রুবকগুলোর একটি সাধারণ সেট হলো:
* A=৮.০৭১৩১
* B=১৭৩০.৬৩
* C=২৩৩.৪২৬
এই ধ্রুবক সেটটি ১°C থেকে ১০০°C পর্যন্ত তাপমাত্রার পরিসরের জন্য প্রযোজ্য।
এই ধ্রুবকগুলো ব্যবহার করে আমরা গণনা করতে পারি যে ৩৭° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত পানির চাপ হলো ৬.২৭ কিলোপ্যাসকেল।
তাহলে, ৩৭ ডিগ্রি সেলসিয়াস (°C) তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপে বাতাসে কী পরিমাণ জলীয় বাষ্প থাকে?
সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের ভর (পরম আর্দ্রতা) গণনা করার জন্য, আমরা ক্লসিয়াস-ক্ল্যাপেরন সমীকরণ সূত্রটি ব্যবহার করতে পারি:
সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ: ৩৭° সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ হলো ৬.২৭ কিলো প্যাসকেল।
তাপমাত্রাকে কেলভিনে রূপান্তর করলে: T=37+273.15=310.15 K
সূত্রে প্রতিস্থাপন:
.png)
গণনা করে প্রাপ্ত ফলাফল প্রায় ৪৪.৬ গ্রাম/ঘনমিটার।
৩৭° সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, সম্পৃক্ত অবস্থায় জলীয় বাষ্পের পরিমাণ (পরম আর্দ্রতা) প্রায় ৪৪.৬ গ্রাম/ঘনমিটার। এর অর্থ হলো, প্রতি ঘনমিটার বায়ু ৪৪.৬ গ্রাম জলীয় বাষ্প ধারণ করতে পারে।
একটি ১৮০ লিটারের CO2 ইনকিউবেটরে মাত্র প্রায় ৮ গ্রাম জলীয় বাষ্প ধারণ করা যায়।যখন আর্দ্রতা নিয়ন্ত্রক পাত্র এবং চাষের পাত্র তরল পদার্থ দিয়ে পূর্ণ করা হয়, তখন আপেক্ষিক আর্দ্রতা সহজেই উচ্চ মানে পৌঁছাতে পারে, এমনকি সম্পৃক্ত আর্দ্রতার মানের কাছাকাছিও চলে যেতে পারে।
যখন আপেক্ষিক আর্দ্রতা ১০০% এ পৌঁছায়,জলীয় বাষ্প ঘনীভূত হতে শুরু করে। এই পর্যায়ে, বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বর্তমান তাপমাত্রায় তার ধারণক্ষমতার সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়, অর্থাৎ সম্পৃক্ততায় পৌঁছায়। জলীয় বাষ্পের পরিমাণ আরও বাড়লে বা তাপমাত্রা কমলে তা ঘনীভূত হয়ে তরল জলে পরিণত হয়।
আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৯৫% অতিক্রম করলেও ঘনীভবন ঘটতে পারে।কিন্তু এটি তাপমাত্রা, বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ এবং পৃষ্ঠের তাপমাত্রার মতো অন্যান্য বিষয়ের উপর নির্ভর করে। এই প্রভাবকগুলো হলো নিম্নরূপ:
১. তাপমাত্রা হ্রাস:যখন বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ সম্পৃক্ততার কাছাকাছি থাকে, তখন তাপমাত্রার সামান্য হ্রাস বা জলীয় বাষ্পের পরিমাণের বৃদ্ধি ঘনীভবন ঘটাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ইনকিউবেটরের তাপমাত্রার ওঠানামার ফলে ঘনীভূত জল তৈরি হতে পারে, তাই ইনকিউবেটরের তাপমাত্রা আরও স্থিতিশীল হলে তা ঘনীভূত জল তৈরির উপর একটি প্রতিরোধমূলক প্রভাব ফেলবে।
২. শিশিরবিন্দু তাপমাত্রার নিচে স্থানীয় পৃষ্ঠের তাপমাত্রা:স্থানীয় পৃষ্ঠের তাপমাত্রা শিশিরবিন্দু তাপমাত্রার চেয়ে কম হলে, জলীয় বাষ্প এই পৃষ্ঠগুলিতে ঘনীভূত হয়ে জলের ফোঁটায় পরিণত হবে, তাই ঘনীভবন রোধ করার ক্ষেত্রে ইনকিউবেটরের তাপমাত্রার সমরূপতা আরও ভালো কাজ করবে।
৩. জলীয় বাষ্প বৃদ্ধি:উদাহরণস্বরূপ, আর্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ পাত্র এবং প্রচুর পরিমাণে তরলযুক্ত কালচার কন্টেইনার, এবং ইনকিউবেটরটি ভালোভাবে সিল করা থাকলে, বর্তমান তাপমাত্রায় ইনকিউবেটরের ভেতরের বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ তার সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতা ছাড়িয়ে গেলে, তাপমাত্রা অপরিবর্তিত থাকলেও ঘনীভবন তৈরি হবে।
সুতরাং, ভালো তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা সম্পন্ন একটি CO2 ইনকিউবেটর ঘনীভূত জল উৎপাদনকে সুস্পষ্টভাবে দমন করে, কিন্তু যখন আপেক্ষিক আর্দ্রতা ৯৫% ছাড়িয়ে যায় বা এমনকি সম্পৃক্ততার পর্যায়ে পৌঁছায়, তখন ঘনীভবনের সম্ভাবনা উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়ে যায়।সুতরাং, কোষ চাষ করার সময়, একটি ভালো CO2 ইনকিউবেটর বেছে নেওয়ার পাশাপাশি, উচ্চ আর্দ্রতার কারণে সৃষ্ট ঘনীভবনের ঝুঁকি এড়ানোর চেষ্টা করা উচিত।
পোস্ট করার সময়: ২৩ জুলাই, ২০২৪