Inkubator CO2 menghasilkan kondensasi, apakah kelembapan relatif terlalu tinggi?
Saat kita menggunakan inkubator CO2 untuk membudidayakan sel, karena perbedaan dalam jumlah cairan yang ditambahkan dan siklus kultur, kita memiliki persyaratan yang berbeda untuk kelembapan relatif dalam inkubator.
Untuk percobaan yang menggunakan pelat kultur sel 96 sumur dengan siklus kultur yang panjang, karena jumlah cairan yang ditambahkan ke satu sumur sedikit, ada risiko larutan kultur akan mengering jika menguap dalam jangka waktu lama pada suhu 37℃.
Kelembaban yang relatif tinggi di dalam inkubator, misalnya, dapat mencapai lebih dari 90%, secara efektif dapat mengurangi penguapan cairan. Namun, muncul masalah baru. Banyak peneliti kultur sel menemukan bahwa kondensat mudah terbentuk di dalam inkubator dalam kondisi kelembaban tinggi. Jika produksi kondensat tidak terkendali, akan semakin banyak terakumulasi. Hal ini membawa risiko tertentu terhadap infeksi bakteri pada kultur sel.
Jadi, apakah terbentuknya kondensasi dalam inkubator karena kelembaban relatifnya terlalu tinggi?
Pertama-tama kita perlu memahami konsep kelembaban relatif,Kelembaban Relatif (Relative Humidity, RH)adalah kandungan uap air aktual di udara dan persentase kandungan uap air pada titik jenuh pada suhu yang sama. Dinyatakan dalam rumus:
.png)
Persentase kelembapan relatif merupakan rasio kandungan uap air di udara terhadap kandungan maksimum yang mungkin.
Secara khusus:
* 0% RH:Tidak ada uap air di udara.
* 100% Kelembapan Rendah:Udara jenuh dengan uap air dan tidak dapat menampung lebih banyak uap air dan akan terjadi kondensasi.
* 50% Kelembapan RH:Menunjukkan bahwa jumlah uap air di udara saat ini adalah setengah dari jumlah uap air jenuh pada suhu tersebut. Jika suhunya 37°C, maka tekanan uap air jenuhnya sekitar 6,27 kPa. Oleh karena itu, tekanan uap air pada kelembaban relatif 50% adalah sekitar 3,135 kPa.
Tekanan uap air jenuhadalah tekanan yang dihasilkan oleh uap dalam fase gas ketika air cair dan uapnya berada dalam kesetimbangan dinamis pada suhu tertentu.
Secara spesifik, ketika uap air dan air cair hidup berdampingan dalam sistem tertutup (misalnya, inkubator CO2 Radobio yang tertutup rapat), molekul air akan terus berubah dari wujud cair ke wujud gas (penguapan) seiring berjalannya waktu, sementara molekul air gas juga akan terus berubah ke wujud cair (pengembunan).
Pada titik tertentu, laju penguapan dan kondensasi sama, dan tekanan uap pada titik tersebut adalah tekanan uap air jenuh. Hal ini ditandai dengan
1. keseimbangan dinamis:ketika air dan uap air hidup berdampingan dalam sistem tertutup, penguapan dan pengembunan mencapai keseimbangan, tekanan uap air dalam sistem tidak lagi berubah, pada saat ini tekanannya adalah tekanan uap air jenuh.
2. Ketergantungan suhu:Tekanan uap air jenuh berubah seiring dengan suhu. Ketika suhu meningkat, energi kinetik molekul air meningkat, lebih banyak molekul air yang dapat lolos ke fase gas, sehingga tekanan uap air jenuh meningkat. Sebaliknya, ketika suhu menurun, tekanan uap air jenuh menurun.
3. Karakteristik:Tekanan air jenuh merupakan parameter karakteristik material murni, tidak bergantung pada jumlah cairan, hanya pada suhu.
Rumus umum yang digunakan untuk menghitung tekanan uap air jenuh adalah persamaan Antoine:
Untuk air, konstanta Antoine memiliki nilai yang berbeda untuk rentang suhu yang berbeda. Seperangkat konstanta yang umum adalah:
* Sebuah = 8.07131
* B=1730,63
* C=233.426
Kumpulan konstanta ini berlaku pada rentang suhu dari 1°C hingga 100°C.
Kita dapat menggunakan konstanta ini untuk menghitung bahwa tekanan air jenuh pada suhu 37°C adalah 6,27 kPa.
Jadi, berapa banyak air di udara pada suhu 37 derajat Celsius (°C) dalam keadaan tekanan uap air jenuh?
Untuk menghitung kandungan massa uap air jenuh (kelembapan absolut), kita dapat menggunakan rumus persamaan Clausius-Clapeyron:
Tekanan uap air jenuh: Pada suhu 37°C, tekanan uap air jenuh adalah 6,27 kPa.
Mengubah suhu menjadi Kelvin: T = 37 + 273,15 = 310,15 K
Substitusikan ke dalam rumus:
.png)
hasil yang diperoleh berdasarkan perhitungan adalah sekitar 44,6 g/m³.
Pada suhu 37°C, kandungan uap air (kelembapan absolut) pada titik jenuh adalah sekitar 44,6 g/m³. Ini berarti bahwa setiap meter kubik udara dapat menampung 44,6 gram uap air.
Inkubator CO2 180L hanya akan menampung sekitar 8 gram uap air.Bila panci humidifikasi dan wadah kultur diisi dengan cairan, tingkat kelembapan relatif dapat dengan mudah mencapai nilai tinggi, bahkan mendekati nilai kelembapan jenuh.
Ketika kelembaban relatif mencapai 100%,Uap air mulai mengembun. Pada titik ini, jumlah uap air di udara mencapai nilai maksimum yang dapat ditampungnya pada suhu saat ini, yaitu saturasi. Peningkatan lebih lanjut dalam uap air atau penurunan suhu menyebabkan uap air mengembun menjadi air cair.
Kondensasi juga dapat terjadi ketika kelembaban relatif melebihi 95%,Namun hal ini bergantung pada faktor lain seperti suhu, jumlah uap air di udara, dan suhu permukaan. Faktor-faktor yang memengaruhi adalah sebagai berikut:
1. Penurunan suhu:Bila jumlah uap air di udara mendekati jenuh, setiap penurunan suhu atau peningkatan jumlah uap air dapat menyebabkan terjadinya kondensasi. Misalnya, fluktuasi suhu di inkubator dapat menyebabkan terbentuknya kondensat, sehingga suhu inkubator yang lebih stabil akan memiliki efek penghambatan terhadap terbentuknya kondensat.
2. suhu permukaan lokal di bawah suhu titik embun:suhu permukaan lokal lebih rendah dari suhu titik embun, uap air akan mengembun menjadi tetesan air pada permukaan ini, sehingga keseragaman suhu inkubator akan memiliki kinerja yang lebih baik dalam menghambat kondensasi.
3. Peningkatan uap air:misalnya, panci humidifikasi dan wadah kultur dengan sejumlah besar cairan, dan inkubator disegel dengan lebih baik, ketika jumlah uap air di udara di dalam inkubator meningkat melampaui kapasitas maksimumnya pada suhu saat ini, bahkan jika suhu tetap tidak berubah, kondensasi akan dihasilkan.
Oleh karena itu, inkubator CO2 dengan kontrol suhu yang baik jelas memiliki efek penghambatan terhadap pembentukan kondensat, tetapi ketika kelembaban relatif melebihi 95% atau bahkan mencapai saturasi, kemungkinan terjadinya kondensasi akan meningkat secara signifikan,Oleh karena itu, saat kita membudidayakan sel, selain memilih inkubator CO2 yang baik, kita juga harus berusaha menghindari risiko terjadinya kondensasi akibat mengejar kelembapan tinggi.
Waktu posting: 23-Jul-2024