Una incubadora de CO2 produeix condensació, la humitat relativa és massa alta?
Quan fem servir una incubadora de CO2 per cultivar cèl·lules, a causa de la diferència en la quantitat de líquid afegit i el cicle de cultiu, tenim requisits diferents per a la humitat relativa de la incubadora.
Per a experiments que utilitzen plaques de cultiu cel·lular de 96 pous amb un cicle de cultiu llarg, a causa de la petita quantitat de líquid afegit a un sol pou, hi ha el risc que la solució de cultiu s'assequi si s'evapora durant un període llarg de temps a 37 ℃.
Una humitat relativa més alta a la incubadora, per exemple, per arribar a més del 90%, pot reduir eficaçment l'evaporació del líquid, però ha sorgit un nou problema: molts experimentals de cultius cel·lulars han descobert que la incubadora és fàcil de produir condensat en condicions d'alta humitat. Si la producció de condensat no es controla, s'acumularà cada cop més, cosa que comporta un cert risc d'infecció bacteriana en el cultiu cel·lular.
Aleshores, la generació de condensació a la incubadora és deguda a la humitat relativa massa alta?
Primer de tot, hem d'entendre el concepte d'humitat relativa,humitat relativa (humitat relativa, RH)és el contingut real de vapor d'aigua a l'aire i el percentatge de contingut de vapor d'aigua a saturació a la mateixa temperatura. Expressat en la fórmula:
.png)
El percentatge d'humitat relativa representa la relació entre el contingut de vapor d'aigua a l'aire i el contingut màxim possible.
Concretament:
* 0% HR:No hi ha vapor d'aigua a l'aire.
* 100% HR:L'aire està saturat de vapor d'aigua i no pot contenir més vapor d'aigua i es produirà condensació.
* 50% HR:Indica que la quantitat actual de vapor d'aigua a l'aire és la meitat de la quantitat de vapor d'aigua saturat a aquesta temperatura. Si la temperatura és de 37 °C, la pressió de vapor d'aigua saturat és d'uns 6,27 kPa. Per tant, la pressió de vapor d'aigua al 50% d'humitat relativa és d'uns 3,135 kPa.
Pressió de vapor d'aigua saturadaés la pressió generada pel vapor en fase gasosa quan l'aigua líquida i el seu vapor estan en equilibri dinàmic a una determinada temperatura.
Concretament, quan el vapor d'aigua i l'aigua líquida coexisteixen en un sistema tancat (per exemple, una incubadora de CO2 Radobio ben tancada), les molècules d'aigua continuaran canviant de l'estat líquid a l'estat gasós (evaporació) al llarg del temps, mentre que també les molècules d'aigua gasoses continuaran canviant a l'estat líquid (condensació).
En un cert punt, les taxes d'evaporació i condensació són iguals, i la pressió de vapor en aquest punt és la pressió de vapor d'aigua saturada. Es caracteritza per
1. equilibri dinàmic:Quan l'aigua i el vapor d'aigua coexisteixen en un sistema tancat, l'evaporació i la condensació arriben a l'equilibri, la pressió del vapor d'aigua al sistema ja no canvia, en aquest moment la pressió és la pressió de vapor d'aigua saturada.
2. dependència de la temperatura:La pressió de vapor d'aigua saturat canvia amb la temperatura. Quan la temperatura augmenta, l'energia cinètica de les molècules d'aigua augmenta, més molècules d'aigua poden escapar a la fase gasosa, de manera que la pressió de vapor d'aigua saturat augmenta. Per contra, quan la temperatura disminueix, la pressió de vapor d'aigua saturat disminueix.
3. Característiques:La pressió saturada de l'aigua és un paràmetre característic purament material, no depèn de la quantitat de líquid, sinó només de la temperatura.
Una fórmula habitual que s'utilitza per calcular la pressió de vapor d'aigua saturat és l'equació d'Antoine:
Per a l'aigua, la constant d'Antoine té valors diferents per a diferents rangs de temperatura. Un conjunt comú de constants són:
* A=8.07131
* B=1730,63
* C=233,426
Aquest conjunt de constants s'aplica al rang de temperatura d'1 °C a 100 °C.
Podem utilitzar aquestes constants per calcular que la pressió de l'aigua saturada a 37 °C és de 6,27 kPa.
Aleshores, quanta aigua hi ha a l'aire a 37 graus Celsius (°C) en un estat de pressió de vapor d'aigua saturat?
Per calcular el contingut en massa de vapor d'aigua saturat (humitat absoluta), podem utilitzar la fórmula de l'equació de Clausius-Clapeyron:
Pressió de vapor d'aigua saturada: A 37 °C, la pressió de vapor d'aigua saturada és de 6,27 kPa.
Conversió de la temperatura a Kelvin: T=37+273.15=310.15 K
Substitució a la fórmula:
.png)
El resultat obtingut per càlcul és d'uns 44,6 g/m³.
A 37 °C, el contingut de vapor d'aigua (humitat absoluta) a la saturació és d'uns 44,6 g/m³. Això significa que cada metre cúbic d'aire pot contenir 44,6 grams de vapor d'aigua.
Una incubadora de CO2 de 180 L només conté uns 8 grams de vapor d'aigua.Quan la safata d'humidificació, així com els recipients de cultiu, s'omplen de líquids, la humitat relativa pot assolir fàcilment valors elevats, fins i tot propers als valors d'humitat de saturació.
Quan la humitat relativa arriba al 100%,El vapor d'aigua comença a condensar-se. En aquest punt, la quantitat de vapor d'aigua a l'aire arriba al valor màxim que pot contenir a la temperatura actual, és a dir, la saturació. Augments addicionals del vapor d'aigua o disminucions de la temperatura fan que el vapor d'aigua es condensi en aigua líquida.
També es pot produir condensació quan la humitat relativa supera el 95%,però això depèn d'altres factors com la temperatura, la quantitat de vapor d'aigua a l'aire i la temperatura de la superfície. Aquests factors d'influència són els següents:
1. Disminució de la temperatura:Quan la quantitat de vapor d'aigua a l'aire és propera a la saturació, qualsevol petita disminució de la temperatura o augment de la quantitat de vapor d'aigua pot provocar condensació. Per exemple, les fluctuacions de temperatura a la incubadora poden provocar la generació de condensat, de manera que una temperatura més estable a la incubadora tindrà un efecte inhibidor sobre la generació de condensat.
2. temperatura de la superfície local per sota de la temperatura del punt de rosada:Si la temperatura de la superfície local és inferior a la temperatura del punt de rosada, el vapor d'aigua es condensarà en gotes d'aigua en aquestes superfícies, de manera que la uniformitat de la temperatura de la incubadora tindrà un millor rendiment en la inhibició de la condensació.
3. Augment del vapor d'aigua:Per exemple, si la safata d'humidificació i els recipients de cultiu tenen una gran quantitat de líquid, i la incubadora està millor segellada. Quan la quantitat de vapor d'aigua a l'aire dins de la incubadora augmenta més enllà de la seva capacitat màxima a la temperatura actual, fins i tot si la temperatura es manté sense canvis, es generarà condensació.
Per tant, una incubadora de CO2 amb un bon control de la temperatura té, òbviament, un efecte inhibidor de la generació de condensat, però quan la humitat relativa supera el 95% o fins i tot arriba a la saturació, la possibilitat de condensació augmentarà significativament.per tant, quan cultivem cèl·lules, a més d'escollir una bona incubadora de CO2, hem d'intentar evitar el risc de condensació provocat per la recerca d'una humitat elevada.
Data de publicació: 23 de juliol de 2024