CO2 inkubator proizvodi kondenzaciju, je li relativna vlažnost previsoka?
Kada koristimo CO2 inkubator za kultivaciju ćelija, zbog razlike u količini dodane tečnosti i ciklusu kultivacije, imamo različite zahtjeve za relativnom vlažnosti u inkubatoru.
Za eksperimente koji koriste ploče za ćelijske kulture sa 96 jažica i dugim ciklusom kultivacije, zbog male količine tečnosti koja se dodaje u jednu jažicu, postoji rizik da će se rastvor za kulturu osušiti ako isparava duži vremenski period na 37 ℃.
Viša relativna vlažnost u inkubatoru, na primjer, do više od 90%, može efikasno smanjiti isparavanje tekućine, međutim, pojavio se novi problem, mnogi eksperimentatori u ćelijskim kulturama su otkrili da inkubator lako proizvodi kondenzat u uvjetima visoke vlažnosti, a ako se nekontrolirano proizvodi, kondenzat će se sve više akumulirati, što ćelijskoj kulturi donosi određeni rizik od bakterijske infekcije.
Dakle, da li se kondenzacija u inkubatoru stvara zbog previsoke relativne vlažnosti?
Prije svega, moramo razumjeti koncept relativne vlažnosti,relativna vlažnost (Relativna vlažnost, RH)je stvarni sadržaj vodene pare u zraku i postotak sadržaja vodene pare pri zasićenju na istoj temperaturi. Izraženo formulom:
.png)
Procenat relativne vlažnosti predstavlja odnos sadržaja vodene pare u vazduhu i maksimalno mogućeg sadržaja.
Konkretno:
* 0% relativne vlažnosti:U zraku nema vodene pare.
* 100% relativne vlažnosti:Zrak je zasićen vodenom parom i ne može zadržati više vodene pare te će doći do kondenzacije.
* 50% relativne vlažnosti:Označava da je trenutna količina vodene pare u zraku upola manja od količine zasićene vodene pare na toj temperaturi. Ako je temperatura 37°C, tada je zasićeni pritisak vodene pare oko 6,27 kPa. Stoga je pritisak vodene pare pri 50% relativne vlažnosti oko 3,135 kPa.
Zasićeni pritisak vodene pareje pritisak koji stvara para u gasovitoj fazi kada su tečna voda i njena para u dinamičkoj ravnoteži na određenoj temperaturi.
Konkretno, kada vodena para i tečna voda koegzistiraju u zatvorenom sistemu (npr. dobro zatvorenom Radobio CO2 inkubatoru), molekule vode će nastaviti prelaziti iz tečnog u gasovito stanje (isparavanje) tokom vremena, dok će i molekule gasovite vode nastaviti prelaziti u tečno stanje (kondenzacija).
U određenom trenutku, brzine isparavanja i kondenzacije su jednake, a pritisak pare u tom trenutku je zasićeni pritisak vodene pare. Karakteriše ga
1. dinamička ravnoteža:Kada voda i vodena para koegzistiraju u zatvorenom sistemu, isparavanje i kondenzacija dostižu ravnotežu, a pritisak vodene pare u sistemu se više ne mijenja, u ovom trenutku pritisak je zasićeni pritisak vodene pare.
2. temperaturna zavisnost:Napon zasićene vodene pare mijenja se s temperaturom. Kada temperatura raste, kinetička energija molekula vode se povećava, više molekula vode može preći u gasovitu fazu, pa se pritisak zasićene vodene pare povećava. Suprotno tome, kada temperatura opada, pritisak zasićene vodene pare se smanjuje.
3. Karakteristike:Pritisak zasićene vode je čisto karakterističan parametar materijala, ne zavisi od količine tečnosti, već samo od temperature.
Uobičajena formula koja se koristi za izračunavanje napona zasićene vodene pare je Antoineova jednačina:
Za vodu, Antoineova konstanta ima različite vrijednosti za različite temperaturne raspone. Uobičajeni skup konstanti su:
* A=8,07131
* B=1730,63
* C=233,426
Ovaj skup konstanti primjenjuje se na temperaturni raspon od 1°C do 100°C.
Ove konstante možemo koristiti za izračunavanje da je zasićeni pritisak vode na 37°C 6,27 kPa.
Dakle, koliko vode ima u zraku na 37 stepeni Celzijusa (°C) u stanju zasićenog pritiska vodene pare?
Za izračunavanje masenog sadržaja zasićene vodene pare (apsolutna vlažnost), možemo koristiti formulu Clausius-Clapeyronove jednačine:
Napon zasićene vodene pare: Na 37°C, pritisak zasićene vodene pare je 6,27 kPa.
Pretvaranje temperature u Kelvine: T=37+273,15=310,15 K
Zamjena u formulu:
.png)
Rezultat dobijen proračunom je oko 44,6 g/m³.
Na 37°C, sadržaj vodene pare (apsolutna vlažnost) pri zasićenju iznosi oko 44,6 g/m³. To znači da svaki kubni metar zraka može zadržati 44,6 grama vodene pare.
CO2 inkubator od 180 litara može zadržati samo oko 8 grama vodene pare.Kada se posuda za ovlaživanje, kao i posude za kultivaciju, napune tekućinom, relativna vlažnost može lako dostići visoke vrijednosti, čak i blizu vrijednosti zasićene vlažnosti.
Kada relativna vlažnost vazduha dostigne 100%,Vodena para počinje kondenzirati. U ovom trenutku, količina vodene pare u zraku dostiže maksimalnu vrijednost koju može zadržati na trenutnoj temperaturi, tj. zasićenje. Daljnje povećanje vodene pare ili smanjenje temperature uzrokuje kondenzaciju vodene pare u tekuću vodu.
Kondenzacija se može pojaviti i kada relativna vlažnost zraka prelazi 95%,ali to zavisi od drugih faktora kao što su temperatura, količina vodene pare u zraku i temperatura površine. Ovi faktori koji utiču su sljedeći:
1. Sniženje temperature:Kada je količina vodene pare u zraku blizu zasićenja, svako malo smanjenje temperature ili povećanje količine vodene pare može uzrokovati pojavu kondenzacije. Na primjer, temperaturne fluktuacije u inkubatoru mogu dovesti do stvaranja kondenzata, tako da će stabilnija temperatura inkubatora imati inhibitorni učinak na stvaranje kondenzata.
2. lokalna temperatura površine ispod temperature tačke rose:Ako je lokalna temperatura površine niža od temperature rose, vodena para će se kondenzirati u kapljice vode na tim površinama, tako da će ujednačenost temperature inkubatora imati bolje performanse u inhibiciji kondenzacije.
3. Povećana vodena para:Na primjer, posuda za ovlaživanje i posude za kultivaciju s velikom količinom tekućine, a inkubator je bolje zatvoren, kada se količina vodene pare u zraku unutar inkubatora poveća iznad njegovog maksimalnog kapaciteta na trenutnoj temperaturi, čak i ako temperatura ostane nepromijenjena, doći će do kondenzacije.
Stoga, CO2 inkubator s dobrom kontrolom temperature očigledno ima inhibitorni učinak na stvaranje kondenzata, ali kada relativna vlažnost pređe 95% ili čak dostigne zasićenje, mogućnost kondenzacije će se značajno povećati.Stoga, kada uzgajamo ćelije, pored odabira dobrog CO2 inkubatora, trebali bismo pokušati izbjeći rizik kondenzacije uzrokovane visokom vlažnošću zraka.
Vrijeme objave: 23. jula 2024.