CO2 inkubator stvara kondenzaciju, je li relativna vlažnost previsoka?
Kada koristimo CO2 inkubator za uzgoj stanica, zbog razlike u količini dodane tekućine i ciklusu uzgoja, imamo različite zahtjeve za relativnom vlagom u inkubatoru.
Za eksperimente koji koriste ploče za staničnu kulturu s 96 jažica i dugim ciklusom uzgoja, zbog male količine tekućine dodane u jednu jažicu, postoji rizik da će se otopina za kulturu osušiti ako isparava dulje vrijeme na 37 ℃.
Viša relativna vlažnost u inkubatoru, na primjer, do više od 90%, može učinkovito smanjiti isparavanje tekućine, međutim, pojavio se novi problem, mnogi eksperimentatori sa staničnim kulturama otkrili su da inkubator lako proizvodi kondenzat u uvjetima visoke vlažnosti, a ako se nekontrolirano proizvodi, kondenzat će se sve više nakupljati, što za staničnu kulturu predstavlja određeni rizik od bakterijske infekcije.
Dakle, je li stvaranje kondenzacije u inkubatoru 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)
Postotak relativne vlažnosti predstavlja omjer sadržaja vodene pare u zraku i maksimalno mogućeg sadržaja.
Posebno:
* 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 pri toj temperaturi. Ako je temperatura 37°C, tada je tlak zasićene vodene pare oko 6,27 kPa. Stoga je tlak vodene pare pri 50% relativne vlažnosti oko 3,135 kPa.
Tlak zasićene vodene pareje tlak koji stvara para u plinovitoj fazi kada su tekuća voda i njezina para u dinamičkoj ravnoteži na određenoj temperaturi.
Točnije, kada vodena para i tekuća voda koegzistiraju u zatvorenom sustavu (npr. dobro zatvorenom Radobio CO2 inkubatoru), molekule vode će s vremenom nastaviti prelaziti iz tekućeg u plinovito stanje (isparavanje), dok će se i molekule plinovite vode nastaviti mijenjati u tekuće stanje (kondenzacija).
U određenoj točki, brzine isparavanja i kondenzacije su jednake, a tlak pare u toj točki je zasićeni tlak vodene pare. Karakterizira ga
1. dinamička ravnoteža:Kada voda i vodena para koegzistiraju u zatvorenom sustavu, isparavanjem i kondenzacijom dostiže se ravnoteža, tlak vodene pare u sustavu se više ne mijenja, u ovom trenutku tlak je zasićeni tlak vodene pare.
2. ovisnost o temperaturi:Tlak zasićene vodene pare mijenja se s temperaturom. Kada temperatura raste, kinetička energija molekula vode se povećava, više molekula vode može prijeći u plinovitu fazu, pa se tlak zasićene vodene pare povećava. Suprotno tome, kada se temperatura smanjuje, tlak zasićene vodene pare se smanjuje.
3. Karakteristike:Tlak zasićene vode je isključivo karakterističan parametar materijala, ne ovisi o količini tekućine, već samo o temperaturi.
Uobičajena formula koja se koristi za izračunavanje tlaka zasićene vodene pare je Antoineova jednadžba:
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.
Pomoću ovih konstanti možemo izračunati da je tlak zasićene vode na 37°C 6,27 kPa.
Dakle, koliko se vode nalazi u zraku na 37 stupnjeva Celzija (°C) u stanju zasićenog tlaka vodene pare?
Za izračun masenog udjela zasićene vodene pare (apsolutna vlažnost) možemo koristiti formulu Clausius-Clapeyronove jednadžbe:
Tlak zasićene vodene pare: Pri 37°C, tlak zasićene vodene pare iznosi 6,27 kPa.
Pretvaranje temperature u Kelvine: T=37+273,15=310,15 K
Zamjena u formulu:
.png)
Rezultat dobiven izračunom 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 l može zadržati samo oko 8 grama vodene pare.Kada su posude za ovlaživanje, kao i posude za uzgoj, napunjene tekućinama, relativna vlažnost može lako doseći visoke vrijednosti, čak i blizu vrijednosti zasićene vlažnosti.
Kada relativna vlažnost zraka dostigne 100%,vodena para počinje kondenzirati. U ovom trenutku količina vodene pare u zraku doseže 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 ovisi o drugim čimbenicima kao što su temperatura, količina vodene pare u zraku i temperatura površine. Ti utjecajni čimbenici 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 kondenzaciju. Na primjer, temperaturne fluktuacije u inkubatoru mogu dovesti do stvaranja kondenzata, pa će stabilnija temperatura inkubatora imati inhibitorni učinak na stvaranje kondenzata.
2. lokalna temperatura površine ispod temperature rosišta:Ako je lokalna temperatura površine niža od temperature rosišta, vodena para će se kondenzirati u kapljice vode na tim površinama, pa će ujednačenost temperature inkubatora imati bolje performanse u inhibiciji kondenzacije.
3. Povećana vodena para:Na primjer, posuda za ovlaživanje i posude za uzgoj 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, stvorit će se kondenzacija.
Stoga, CO2 inkubator s dobrom kontrolom temperature očito ima inhibitorni učinak na stvaranje kondenzata, ali kada relativna vlažnost prijeđe 95% ili čak dosegne zasićenje, mogućnost kondenzacije će se značajno povećati.stoga, kada uzgajamo stanice, osim odabira dobrog CO2 inkubatora, trebali bismo pokušati izbjeći rizik kondenzacije uzrokovane visokom vlagom.
Vrijeme objave: 23. srpnja 2024.