Kwa nini kinu changu cha CO2 kina mvuke?
TunapotumiaKiangulio cha CO2Ili kukuza seli, kutokana na tofauti katika kiasi cha kioevu kilichoongezwa na mzunguko wa ukuaji, tuna mahitaji tofauti ya unyevunyevu katika incubator.
Kwa majaribio yanayotumia sahani za uundaji wa seli zenye visima 96 zenye mzunguko mrefu wa uundaji, kutokana na kiasi kidogo cha kioevu kilichoongezwa kwenye kisima kimoja, kuna hatari kwamba myeyusho wa uundaji utakauka ikiwa utavukiza kwa muda mrefu kwa joto la 37 ℃.
Unyevu mwingi katika incubator, kwa mfano, kufikia zaidi ya 90%, unaweza kupunguza uvukizi wa kioevu kwa ufanisi, hata hivyo, tatizo jipya limeibuka, wataalamu wengi wa majaribio ya utamaduni wa seli wamegundua kuwa incubator ni rahisi kutoa condensate katika hali ya unyevunyevu mwingi, uzalishaji wa condensate ikiwa haujadhibitiwa, utakusanyika zaidi na zaidi, kwa utamaduni wa seli umeleta hatari fulani ya maambukizi ya bakteria.
Kwa hivyo, je, uzalishaji wa mgandamizo kwenye incubator ni kwa sababu unyevunyevu ni mwingi sana?
Kwanza kabisa, tunahitaji kuelewa dhana ya unyevunyevu wa jamaa,unyevunyevu wa jamaa (Unyevu wa jamaa, RH)ni kiwango halisi cha mvuke wa maji hewani na asilimia ya kiwango cha mvuke wa maji katika halijoto sawa. Imeelezwa katika fomula:
.png)
Asilimia ya unyevunyevu wa jamaa inawakilisha uwiano wa kiwango cha mvuke wa maji hewani hadi kiwango cha juu zaidi kinachowezekana.
Hasa:
* 0% RH:Hakuna mvuke wa maji hewani.
* 100% RH:Hewa imejaa mvuke wa maji na haiwezi kushikilia mvuke zaidi wa maji na mvuke utatokea.
* 50% RH:Inaonyesha kwamba kiasi cha sasa cha mvuke wa maji hewani ni nusu ya kiasi cha mvuke wa maji uliojaa kwenye halijoto hiyo. Ikiwa halijoto ni 37°C, basi shinikizo la mvuke wa maji uliojaa ni takriban 6.27 kPa. Kwa hivyo, shinikizo la mvuke wa maji kwenye unyevunyevu wa 50% ni takriban 3.135 kPa.
Shinikizo la mvuke wa maji lililojaani shinikizo linalotokana na mvuke katika awamu ya gesi wakati maji ya kioevu na mvuke wake ziko katika usawa wa nguvu katika halijoto fulani.
Hasa, wakati mvuke wa maji na maji ya kioevu yanapoungana katika mfumo uliofungwa (km, kihifadhi cha CO2 cha Radobio kilichofungwa vizuri), molekuli za maji zitaendelea kubadilika kutoka hali ya kioevu hadi hali ya gesi (uvukizi) baada ya muda, huku pia molekuli za maji ya gesi zitaendelea kubadilika hadi hali ya kioevu (ugandamizo).
Katika hatua fulani, viwango vya uvukizi na mgandamizo ni sawa, na shinikizo la mvuke katika hatua hiyo ni shinikizo la mvuke wa maji uliojaa. Ina sifa ya
1. usawa wa nguvu:Wakati maji na mvuke wa maji vinapoungana katika mfumo uliofungwa, uvukizi na mgandamizo kufikia usawa, shinikizo la mvuke wa maji katika mfumo halibadiliki tena, kwa wakati huu shinikizo ni shinikizo la mvuke wa maji lililojaa.
2. utegemezi wa halijoto:Shinikizo la mvuke wa maji yaliyoshiba hubadilika kulingana na halijoto. Wakati halijoto inapoongezeka, nishati ya kinetiki ya molekuli za maji huongezeka, molekuli zaidi za maji zinaweza kutoroka hadi kwenye awamu ya gesi, hivyo shinikizo la mvuke wa maji yaliyoshiba huongezeka. Kinyume chake, wakati halijoto inapopungua, shinikizo la mvuke wa maji yaliyoshiba hupungua.
3. Sifa:Shinikizo la maji lililojaa ni kigezo cha sifa ya nyenzo pekee, haitegemei kiasi cha kioevu, lakini inategemea halijoto pekee.
Fomula ya kawaida inayotumika kuhesabu shinikizo la mvuke wa maji iliyojaa ni mlinganyo wa Antoine:
Kwa maji, kigezo cha Antoine kina thamani tofauti kwa viwango tofauti vya halijoto. Seti ya kawaida ya vigezo ni:
* A=8.07131
* B=1730.63
* C=233.426
Seti hii ya vigeu-kigeu inatumika kwa kiwango cha halijoto kuanzia 1°C hadi 100°C.
Tunaweza kutumia vigeu hivi vya kudumu kuhesabu kwamba shinikizo la maji lililojaa kwenye 37°C ni 6.27 kPa.
Kwa hivyo, ni kiasi gani cha maji kilichopo hewani kwenye nyuzi joto 37 Selsiasi (°C) katika hali ya shinikizo la mvuke wa maji lililojaa?
Ili kuhesabu kiwango cha wingi wa mvuke wa maji uliojaa (unyevu mwingi), tunaweza kutumia fomula ya mlinganyo wa Clausius-Clapeyron:
Shinikizo la mvuke wa maji lililojaa: Katika 37°C, shinikizo la mvuke wa maji lililojaa ni 6.27 kPa.
Kubadilisha halijoto kuwa Kelvin: T=37+273.15=310.15 K
Kubadilisha katika fomula:
.png)
Matokeo yaliyopatikana kwa hesabu ni takriban 44.6 g/m³.
Katika 37°C, kiwango cha mvuke wa maji (unyevu kamili) katika kueneza ni takriban 44.6 g/m³. Hii ina maana kwamba kila mita ya ujazo ya hewa inaweza kushikilia gramu 44.6 za mvuke wa maji.
Kifaa cha kuangulia cha CO2 cha lita 180 kitashikilia takriban gramu 8 za mvuke wa maji pekee.Wakati sufuria ya unyevunyevu pamoja na vyombo vya ufugaji vinapojazwa na vimiminika, unyevunyevu unaweza kufikia viwango vya juu kwa urahisi, hata karibu na viwango vya unyevunyevu vilivyojaa.
Wakati unyevunyevu wa jamaa unafikia 100%,mvuke wa maji huanza kuganda. Katika hatua hii, kiasi cha mvuke wa maji hewani hufikia thamani ya juu zaidi inayoweza kushikilia katika halijoto ya sasa, yaani kueneza. Kuongezeka zaidi kwa mvuke wa maji au kupungua kwa halijoto husababisha mvuke wa maji kuganda kuwa maji ya kimiminika.
Mvungiko unaweza pia kutokea wakati unyevunyevu unazidi 95%,lakini hii inategemea mambo mengine kama vile halijoto, kiasi cha mvuke wa maji hewani, na halijoto ya uso. Mambo haya yanayoathiri ni kama ifuatavyo:
1. Kupungua kwa halijoto:Wakati kiasi cha mvuke wa maji hewani kiko karibu na kueneza, kupungua kidogo kwa halijoto au ongezeko la kiasi cha mvuke wa maji kunaweza kusababisha mgandamizo kutokea. Kwa mfano, kushuka kwa joto kwenye incubator kunaweza kusababisha uzalishaji wa mgandamizo, kwa hivyo halijoto ikiwa imara zaidi incubator itakuwa na athari ya kuzuia uzalishaji wa mgandamizo.
2. halijoto ya uso wa ndani chini ya halijoto ya kiwango cha umande:Joto la uso wa ndani ni chini kuliko joto la kiwango cha umande, mvuke wa maji utaganda na kuwa matone ya maji kwenye nyuso hizi, kwa hivyo usawa wa halijoto wa kinu cha kuangulia utakuwa na utendaji bora katika kuzuia mgandamizo.
3. Kuongezeka kwa mvuke wa maji:kwa mfano, vyombo vya kuwekea unyevunyevu na vya kukuzia vyenye kiasi kikubwa cha kioevu, na kifaa cha kuangulia hufungwa vizuri zaidi, wakati kiasi cha mvuke wa maji hewani ndani ya kifaa cha kuangulia kinapoongezeka zaidi ya uwezo wake wa juu katika halijoto ya sasa, hata kama halijoto haitabadilika, mgandamizo utatolewa.
Kwa hivyo, kinu cha CO2 chenye udhibiti mzuri wa halijoto ni wazi kina athari ya kuzuia uzalishaji wa mtengano, lakini unyevunyevu unapozidi 95% au hata kufikia kueneza, uwezekano wa mtengano utaongezeka sana,Kwa hivyo, tunapokuza seli, pamoja na kuchagua kihifadhi bora cha CO2, tunapaswa kujaribu kuepuka hatari ya mgandamizo unaosababishwa na kutafuta unyevunyevu mwingi.
Muda wa chapisho: Julai-23-2024