मेरे CO2 इनक्यूबेटर में संघनन क्यों है?
जब हम कोशिकाओं की खेती के लिए CO2 इनक्यूबेटर का उपयोग करते हैं, तो मिलाए गए द्रव की मात्रा और संवर्धन चक्र में अंतर के कारण, इनक्यूबेटर में सापेक्ष आर्द्रता के लिए हमारी आवश्यकताएं अलग-अलग होती हैं।
लंबे संवर्धन चक्र के साथ 96-वेल सेल संवर्धन प्लेटों का उपयोग करने वाले प्रयोगों के लिए, एकल वेल में डाले गए तरल की छोटी मात्रा के कारण, यह जोखिम होता है कि संवर्धन समाधान 37 ℃ पर लंबे समय तक वाष्पित होने पर सूख जाएगा।
इनक्यूबेटर में उच्च सापेक्ष आर्द्रता, उदाहरण के लिए, 90% से अधिक तक पहुंचने के लिए, प्रभावी रूप से तरल के वाष्पीकरण को कम कर सकती है, हालांकि, एक नई समस्या उत्पन्न हुई है, कई सेल संस्कृति प्रयोगवादियों ने पाया है कि इनक्यूबेटर उच्च आर्द्रता की स्थिति में घनीभूत उत्पादन करना आसान है, घनीभूत उत्पादन अगर अनियंत्रित है, तो अधिक से अधिक जमा होगा, सेल संस्कृति के लिए जीवाणु संक्रमण का एक निश्चित जोखिम लाया गया है।
तो क्या इनक्यूबेटर में संघनन का निर्माण इसलिए हो रहा है क्योंकि सापेक्ष आर्द्रता बहुत अधिक है?
सबसे पहले हमें सापेक्ष आर्द्रता की अवधारणा को समझना होगा,सापेक्ष आर्द्रता (सापेक्ष आर्द्रता, RH)हवा में जलवाष्प की वास्तविक मात्रा और समान तापमान पर संतृप्ति पर जलवाष्प की मात्रा का प्रतिशत। सूत्र द्वारा व्यक्त:
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सापेक्ष आर्द्रता का प्रतिशत हवा में जल वाष्प की मात्रा और अधिकतम संभव मात्रा के अनुपात को दर्शाता है।
विशेष रूप से:
* 0% आरएच:हवा में कोई जल वाष्प नहीं है।
* 100% आरएच:हवा जल वाष्प से संतृप्त है और अधिक जल वाष्प को धारण नहीं कर सकती और संघनन हो जाएगा।
* 50% आरएच:यह दर्शाता है कि हवा में जलवाष्प की वर्तमान मात्रा उस तापमान पर संतृप्त जलवाष्प की आधी है। यदि तापमान 37°C है, तो संतृप्त जलवाष्प का दाब लगभग 6.27 kPa है। इसलिए, 50% सापेक्ष आर्द्रता पर जलवाष्प का दाब लगभग 3.135 kPa है।
संतृप्त जल वाष्प दाबगैस चरण में वाष्प द्वारा उत्पन्न दबाव है जब तरल पानी और उसका वाष्प एक निश्चित तापमान पर गतिशील संतुलन में होते हैं।
विशेष रूप से, जब जल वाष्प और तरल जल एक बंद प्रणाली (जैसे, एक अच्छी तरह से बंद राडोबियो सीओ 2 इनक्यूबेटर) में सह-अस्तित्व में होते हैं, तो पानी के अणु समय के साथ तरल अवस्था से गैसीय अवस्था (वाष्पीकरण) में बदलते रहेंगे, जबकि गैसीय जल अणु भी तरल अवस्था (संघनन) में बदलते रहेंगे।
एक निश्चित बिंदु पर, वाष्पीकरण और संघनन की दरें बराबर होती हैं, और उस बिंदु पर वाष्प दाब संतृप्त जल वाष्प दाब होता है। इसकी विशेषता यह है
1. गतिशील संतुलन:जब पानी और जल वाष्प एक बंद प्रणाली में सह-अस्तित्व में होते हैं, वाष्पीकरण और संघनन संतुलन तक पहुँचने के लिए, सिस्टम में जल वाष्प का दबाव अब नहीं बदल रहा है, इस समय दबाव संतृप्त जल वाष्प दबाव है।
2. तापमान पर निर्भरता:संतृप्त जल वाष्प का दाब तापमान के साथ बदलता रहता है। जब तापमान बढ़ता है, तो जल के अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है, और अधिक जल अणु गैसीय अवस्था में पहुँच सकते हैं, इसलिए संतृप्त जल वाष्प का दाब बढ़ जाता है। इसके विपरीत, जब तापमान घटता है, तो संतृप्त जल वाष्प का दाब घट जाता है।
3. विशेषताएँ:संतृप्त जल का दबाव विशुद्ध रूप से भौतिक विशेषता पैरामीटर है, यह तरल की मात्रा पर निर्भर नहीं करता है, केवल तापमान पर निर्भर करता है।
संतृप्त जल वाष्प दबाव की गणना के लिए प्रयुक्त एक सामान्य सूत्र एंटोनी समीकरण है:
पानी के लिए, एंटोनी स्थिरांक के मान अलग-अलग तापमान परासों के लिए अलग-अलग होते हैं। स्थिरांकों का एक सामान्य समूह इस प्रकार है:
* ए=8.07131
* बी=1730.63
* सी=233.426
स्थिरांकों का यह सेट 1°C से 100°C तक के तापमान पर लागू होता है।
हम इन स्थिरांकों का उपयोग करके गणना कर सकते हैं कि 37°C पर संतृप्त जल का दबाव 6.27 kPa है।
तो, संतृप्त जल वाष्प दबाव की स्थिति में 37 डिग्री सेल्सियस (°C) पर हवा में कितना पानी है?
संतृप्त जल वाष्प (पूर्ण आर्द्रता) की द्रव्यमान सामग्री की गणना करने के लिए, हम क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण सूत्र का उपयोग कर सकते हैं:
संतृप्त जल वाष्प दबाव: 37°C पर, संतृप्त जल वाष्प दबाव 6.27 kPa है।
तापमान को केल्विन में परिवर्तित करना: T=37+273.15=310.15 K
सूत्र में प्रतिस्थापन:
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गणना द्वारा प्राप्त परिणाम लगभग 44.6 ग्राम/मी³ है।
37°C पर, संतृप्ति पर जल वाष्प की मात्रा (पूर्ण आर्द्रता) लगभग 44.6 ग्राम/घन मीटर होती है। इसका मतलब है कि हवा का प्रत्येक घन मीटर 44.6 ग्राम जल वाष्प धारण कर सकता है।
एक 180L CO2 इनक्यूबेटर में केवल 8 ग्राम जल वाष्प ही समाहित होगी।जब आर्द्रीकरण पैन के साथ-साथ संवर्धन पात्र भी तरल पदार्थ से भरे होते हैं, तो सापेक्ष आर्द्रता आसानी से उच्च मानों तक पहुंच सकती है, यहां तक कि संतृप्ति आर्द्रता मानों के करीब भी।
जब सापेक्ष आर्द्रता 100% तक पहुँच जाती है,जल वाष्प संघनित होने लगता है। इस बिंदु पर, हवा में जल वाष्प की मात्रा वर्तमान तापमान पर धारण करने योग्य अधिकतम मान, यानी संतृप्ति, तक पहुँच जाती है। जल वाष्प में और वृद्धि या तापमान में कमी के कारण जल वाष्प संघनित होकर द्रव जल में बदल जाता है।
सापेक्ष आर्द्रता 95% से अधिक होने पर भी संघनन हो सकता है,लेकिन यह तापमान, हवा में जलवाष्प की मात्रा और सतह के तापमान जैसे अन्य कारकों पर भी निर्भर करता है। ये प्रभावित करने वाले कारक इस प्रकार हैं:
1. तापमान में कमी:जब हवा में जलवाष्प की मात्रा संतृप्ति के करीब होती है, तो तापमान में थोड़ी सी भी कमी या जलवाष्प की मात्रा में वृद्धि संघनन का कारण बन सकती है। उदाहरण के लिए, इनक्यूबेटर में तापमान में उतार-चढ़ाव से संघनन उत्पन्न हो सकता है, इसलिए जितना अधिक तापमान इनक्यूबेटर में स्थिर होगा, संघनन के निर्माण पर उसका निरोधात्मक प्रभाव पड़ेगा।
2. ओस बिंदु तापमान से नीचे स्थानीय सतह का तापमान:स्थानीय सतह का तापमान ओस बिंदु तापमान से कम है, जल वाष्प इन सतहों पर पानी की बूंदों में संघनित हो जाएगा, इसलिए इनक्यूबेटर की तापमान एकरूपता संक्षेपण के निषेध में बेहतर प्रदर्शन करेगी।
3. जल वाष्प में वृद्धि:उदाहरण के लिए, आर्द्रीकरण पैन और संस्कृति कंटेनर में बड़ी मात्रा में तरल होता है, और इनक्यूबेटर को बेहतर ढंग से सील किया जाता है, जब इनक्यूबेटर के अंदर हवा में जल वाष्प की मात्रा वर्तमान तापमान पर इसकी अधिकतम क्षमता से अधिक हो जाती है, भले ही तापमान अपरिवर्तित रहता है, संघनन उत्पन्न होगा।
इसलिए, अच्छे तापमान नियंत्रण वाले CO2 इनक्यूबेटर का संघनन के उत्पादन पर स्पष्ट रूप से निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है, लेकिन जब सापेक्ष आर्द्रता 95% से अधिक हो जाती है या संतृप्ति तक पहुँच जाती है, तो संघनन की संभावना काफी बढ़ जाएगी,इसलिए, जब हम कोशिकाओं की खेती करते हैं, तो एक अच्छे CO2 इनक्यूबेटर को चुनने के अलावा, हमें उच्च आर्द्रता की खोज के कारण होने वाले संघनन के जोखिम से बचने की कोशिश करनी चाहिए।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-23-2024