Неліктен менің CO2 инкубаторымда конденсация бар?
Біз қолданған кездеCO2 инкубаторыЖасушаларды өсіру үшін қосылған сұйықтық мөлшері мен өсіру циклінің айырмашылығына байланысты инкубатордағы салыстырмалы ылғалдылыққа қойылатын талаптар әртүрлі болады.
Ұзақ өсіру циклі бар 96 ұяшықты жасуша өсіру пластиналарын қолданатын тәжірибелер үшін, бір ұяшыққа аз мөлшерде сұйықтық қосылатындықтан, өсіру ерітіндісі 37 ℃ температурада ұзақ уақыт бойы буланса, кеуіп қалу қаупі бар.
Мысалы, инкубатордағы салыстырмалы ылғалдылықтың жоғары болуы, 90%-дан астамға жетуі сұйықтықтың булануын тиімді түрде азайтуы мүмкін, дегенмен, жаңа мәселе туындады, көптеген жасуша дақылдарын тәжірибелеушілер инкубатордың жоғары ылғалдылық жағдайында конденсат өндіру оңай екенін, егер бақыланбаса, конденсат өндірісі көбірек жиналатынын, жасуша дақылында бактериялық инфекцияның белгілі бір қаупін тудыратынын анықтады.
Сонымен, инкубаторда конденсацияның пайда болуы салыстырмалы ылғалдылықтың тым жоғары болуынан ба?
Ең алдымен, салыстырмалы ылғалдылық ұғымын түсінуіміз керек,салыстырмалы ылғалдылық (Салыстырмалы ылғалдылық, RH)ауадағы су буының нақты мөлшері және сол температурада қанығу кезіндегі су буының пайыздық мөлшері. Формуламен өрнектеледі:
.png)
салыстырмалы ылғалдылықтың пайызы ауадағы су буының мөлшерінің мүмкін болатын ең жоғары мөлшерімен қатынасын көрсетеді.
Атап айтқанда:
* 0% ылғалдылық:Ауада су буы жоқ.
* 100% ылғалдылық:Ауа су буымен қаныққан және көбірек су буын ұстай алмайды, сондықтан конденсация пайда болады.
* 50% ылғалдылық:Ауадағы су буының ағымдағы мөлшері сол температурадағы қаныққан су буының мөлшерінің жартысына тең екенін көрсетеді. Егер температура 37°C болса, онда қаныққан су буының қысымы шамамен 6,27 кПа құрайды. Демек, салыстырмалы ылғалдылық 50% болғанда су буының қысымы шамамен 3,135 кПа құрайды.
Қаныққан су буының қысымысұйық су мен оның буы белгілі бір температурада динамикалық тепе-теңдікте болған кезде газ фазасында будың пайда болатын қысымы.
Атап айтқанда, су буы мен сұйық су жабық жүйеде бірге болған кезде (мысалы, жақсы жабық Radobio CO2 инкубаторы), су молекулалары уақыт өте келе сұйық күйден газ тәрізді күйге (булану) ауыса береді, ал газ тәрізді су молекулалары сұйық күйге (конденсация) ауыса береді.
Белгілі бір нүктеде булану мен конденсация жылдамдығы тең болады, ал сол нүктедегі бу қысымы қаныққан су буының қысымы болып табылады. Ол сипатталады
1. динамикалық тепе-теңдік:Тұйық жүйеде су мен су буы бірге болған кезде, булану мен конденсация тепе-теңдікке жеткенде, жүйедегі су буының қысымы өзгермейді, бұл кезде қысым қаныққан су буының қысымына тең болады.
2. температураға тәуелділік:Қаныққан су буының қысымы температурамен өзгереді. Температура жоғарылаған кезде су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады, көбірек су молекулалары газ фазасына шыға алады, сондықтан қаныққан су буының қысымы артады. Керісінше, температура төмендеген кезде қаныққан су буының қысымы төмендейді.
3. Сипаттамалары:Қаныққан су қысымы - таза материалға тән параметр, сұйықтық мөлшеріне емес, тек температураға байланысты.
Қаныққан су буының қысымын есептеу үшін қолданылатын жалпы формула - Антуан теңдеуі:
Су үшін Антуан тұрақтысы әртүрлі температура диапазондары үшін әртүрлі мәндерге ие. Тұрақтылардың жалпы жиынтығы:
* A=8.07131
* B=1730.63
* C=233.426
Бұл тұрақтылар жиынтығы 1°C-тан 100°C-қа дейінгі температура диапазонына қолданылады.
Бұл тұрақтыларды пайдаланып, 37°C температурадағы қаныққан су қысымы 6,27 кПа екенін есептей аламыз.
Сонымен, 37 градус Цельсийде (°C) қаныққан су буының қысымы кезінде ауада қанша су болады?
Қаныққан су буының массалық мөлшерін (абсолютті ылғалдылықты) есептеу үшін Клаузиус-Клапейрон теңдеуінің формуласын қолдануға болады:
Қаныққан су буының қысымы: 37°C температурада қаныққан су буының қысымы 6,27 кПа құрайды.
Температураны Кельвинге айналдыру: T=37+273.15=310.15 K
Формулаға ауыстыру:
.png)
есептеу арқылы алынған нәтиже шамамен 44,6 г/м³ құрайды.
37°C температурада қаныққан кездегі су буының мөлшері (абсолютті ылғалдылық) шамамен 44,6 г/м³ құрайды. Бұл ауаның әрбір текше метріне 44,6 грамм су буын сыйдыра алатынын білдіреді.
180 литрлік CO2 инкубаторы шамамен 8 грамм су буын ғана ұстайды.Ылғалдандыру ыдысы мен дақылдандыру ыдыстары сұйықтықпен толтырылған кезде, салыстырмалы ылғалдылық қанығу ылғалдылығы мәндеріне жақын болса да, жоғары мәндерге оңай жетуі мүмкін.
Салыстырмалы ылғалдылық 100%-ға жеткенде,су буы конденсациялана бастайды. Бұл кезде ауадағы су буының мөлшері ағымдағы температурада, яғни қанығу кезінде ұстап тұра алатын ең жоғары мәнге жетеді. Су буының одан әрі артуы немесе температураның төмендеуі су буының сұйық суға айналуына әкеледі.
Салыстырмалы ылғалдылық 95%-дан асқан кезде де конденсация пайда болуы мүмкін,бірақ бұл температура, ауадағы су буының мөлшері және беткі температура сияқты басқа факторларға байланысты. Бұл әсер ететін факторлар келесідей:
1. Температураның төмендеуі:Ауадағы су буының мөлшері қанығу деңгейіне жақын болған кезде, температураның кез келген аздап төмендеуі немесе су буының мөлшерінің артуы конденсацияның пайда болуына әкелуі мүмкін. Мысалы, инкубатордағы температураның ауытқуы конденсаттың пайда болуына әкелуі мүмкін, сондықтан температура тұрақтырақ болған кезде инкубатор конденсаттың пайда болуына тежеуші әсер етеді.
2. шық нүктесінің температурасынан төмен жергілікті беткі температура:Жергілікті бет температурасы шық нүктесінің температурасынан төмен болғанда, су буы осы беттердегі су тамшыларына конденсацияланады, сондықтан инкубатордың температура біркелкілігі конденсацияны тежеуде жақсы нәтижеге ие болады.
3. Су буының жоғарылауы:Мысалы, ылғалдандыру табасы мен көп мөлшерде сұйықтық құйылған дақыл контейнерлері, және инкубатор жақсырақ тығыздалады, инкубатор ішіндегі ауадағы су буының мөлшері ағымдағы температурада оның максималды сыйымдылығынан асып кеткен кезде, тіпті температура өзгермесе де, конденсация пайда болады.
Сондықтан, жақсы температураны бақылауы бар CO2 инкубаторы конденсаттың пайда болуына кедергі келтіретіні анық, бірақ салыстырмалы ылғалдылық 95%-дан асқанда немесе тіпті қанығу деңгейіне жеткенде, конденсация мүмкіндігі айтарлықтай артады,сондықтан, жасушаларды өсірген кезде, жақсы CO2 инкубаторын таңдаумен қатар, жоғары ылғалдылықты қудалаудан туындайтын конденсация қаупін болдырмауға тырысуымыз керек.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 23 шілде